摘要：短肢剪力墻結構形式是近年來提出的一種新型的抗側力結構形式，在高層住宅結構中已經得到了日益廣泛的應用，但是由于這種新的結構抗震性能較差，地震區應用經驗不多，為此最新的《高層建筑混凝土結構技術規程》在明確高層建筑采用短肢剪力墻的前提下，對短肢剪力墻的適用范圍作了限制，并提出了一系列加強措施。本文就對短肢剪力墻結構形式的概念、設計要求、在實際工程中的應用優點及注意事項進行探討，并提出了短肢剪力墻的抗震構造措施。

　　關鍵詞：短肢剪力墻,高層建筑,抗震,墻肢,軸壓比

　　前言

　　對于住宅樓高層建筑，大多數都采用鋼筋混凝土結構，其結構體系也是多樣的。但一般特點是利用中部的豎向交通區設置較多的剪力墻，組成一個較完整或基本完整的筒體；對于外圍部分，即各戶的位置處則要視建筑的平面布局而定，可以布置成框架或剪力墻。但是外圍采用框架或剪力墻這兩種形式各有一定的優點和缺點，兩者相比，剪力墻優于框架。因此，經過不斷的實踐及改進，以剪力墻為基礎，并吸取框架的優點，逐漸發展而成一種比較適應這種高層住宅建筑的結構體系，即“短肢剪力墻”結構體系。

　　一、短肢剪力墻概述

　　短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為4-8的抗震墻，通常墻厚不小于200mm。對于25層以下的住宅結構，若將傳統的剪力墻方案改為短肢墻結構，可以合理地減少墻體用量；對于結構需要的開洞剪力墻，可以增大開洞尺寸使之成為短肢墻，然后再用輕質墻體材料作為填充，可以減輕結構自重，地震作用也隨之減小。這樣的結構形式能使建筑取得較好的經濟效果和建筑功能效果，并且有利于實現節能指標。

　　二、短肢剪力墻的特點及布置原則

　�。ㄒ唬┙Y構特點

　　1、結合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構件，基本不與建筑使用功能發生矛盾。

　　2、墻的數量可多可少，肢可長可短，主要視抗側力的需要而定．還可通過不同的尺寸和布置以調整剛度中心的位置。

　　3、能靈活布置，可選擇的方案較多，較易處理支承樓蓋的要求。

　　4、連接各墻的梁，亦隨墻肢位置而位于間隔墻的豎平面內，基本屬于隱蔽型的。

　　5、視建筑平面及抗側力的需要，對中心豎向交通區可處理成筒體或同樣作成短肢剪力墻。

　�。ǘ�）短肢剪力墻結構布置的原則

　　1、短肢剪力墻的數量居中，滿足豎向荷載和抗側力需要即可。

　　2、短肢剪力墻應盡量均勻布置，使其軸向應力不會相差懸殊，而且這樣也便于支撐樓蓋。

　　3、當有抗震要求或風力較大時，平面外邊緣及角點處，特別是外凸部分應布置必要的短肢墻。

　　4、各短肢墻應盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構成較規整且連續跨數較多的抗側力片，當然，不能完全做到時也容許局部互相錯開。

　　三、短肢剪力墻結構體系的設計要求

　�。ㄒ唬┒讨�剪力墻、常規剪力墻的設計

　　在短肢剪力墻的設計過程中,對其布置情況應該做到科學、勻稱、質量中心與剛度中心相重合,短肢剪力墻的分布情況應該按照T形、L形、Z形、十字形等情況加以設計,以保證短肢剪力墻抗扭與平面之間的穩定性達到要求。對于一些重點的抗側力結構筒體通常使用樓梯,但必須要確保剛度在一定的均衡性內,設置不宜太集中以避免建筑出現過大的扭轉效應,且筒體的剛度也要達到標準需要,對平面尺寸嚴格控制,確保筒體與常規剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩大于結構總底部地震傾覆力矩的50％,以建立起達到抗震要求,維持水平力的可靠傳遞,并對重要的區樓板增加厚度,對與核心筒連接的梁需參照強度指標設計,以維持建筑內部的結構性能。

　�。ǘ�）短肢剪力墻的軸力設計值和剪力設計值

　　短肢剪力墻的受力主要來源于豎向荷載,其次則是水平荷載,短肢剪力墻在重力荷載代表值影響下形成的軸力設計值的軸壓比,抗震等級達一、二、三級后通常要分別控制在0.45、0.5、0.55。有的短肢剪力墻沒有翼緣、端柱,如:一字形的短肢剪力墻,由于延性達不到要求,其軸壓比限值需做出降低調整,需減小0.1,短肢剪力墻的抗震等級需盡可能提高一點,這樣做的主要作用是為了在構造上對短肢剪力墻的延性加以調整。在設計短肢剪力墻的剪力過程中,除了要對底部結構進行調整外,還要顧及到其它結構層,一、二、三級抗震等級軸壓比需乘以增大系數1.4、1.2和1.1,這樣做的好處是為了防止短肢剪力墻受到太大的損壞。

　　四、短肢剪力墻抗震構造措施

　　根據工程實驗數據可知,剪力墻結構的抗震的薄弱位置主要包括了:外邊緣、墻肢、小墻肢、連梁等方面。若出現扭轉效應之后,建筑平面外邊緣及角點處的墻肢則會迅速斷裂;受到地震沖擊的影響,高層短肢剪力墻結構會出現較大的整體彎曲變形,底部周圍的小墻肢由于截面面積小常常承受了過多的豎向荷載,對剪力墻結構的損壞較為嚴重。而短肢剪力墻結構內,其墻肢剛度不斷減弱,導致連梁受剪破壞的增強。因而,設計短肢剪力墻結構時需要對結構的薄弱部位加以控制。短肢剪力墻抗震構造措施的主要目的，一是增加其自身延性；二是利用連接構件有效控制其變形。具體做法如下：

　　第一，嚴格按規范規定設置約束邊緣構件及構造邊緣構件并滿足其鋼筋的構造要求。特別是箍筋的設置及體積配筋率的要求，至于規范規定的短肢剪力墻截面縱筋配筋率，約束邊緣構件一、二、三級分別不應小于1.2%、1.0%和1.0%。

　　第二、加強角部位置梁、板對墻肢變形的約束作用，板角面筋設置雙向鋼筋網且鋼筋間距≤100mm；梁縱筋錨入墻肢除滿足錨固長度外，面、底各兩根縱筋彎至墻肢翼緣段以在墻肢處形成暗圈梁。

　　第三、科學計算指標。連梁在高層結構中屬于耗能構件,連梁的剪切作用會降低結構的延性,給抗震作用造成不利影響。在設計過程中需要對連梁的“強剪弱彎”進行科學的計算,以維持連梁結構的性能。而連梁最好分布于各肢的平面內,且防止運用過多的一字形墻肢。

　　第四、要注意剛度的均衡性。主要抗側力結構筒體（或長墻）一般利用樓、電梯間，但要注意剛度的均衡性，不要集中在一處布置使建筑產生過大的扭轉效應，同時筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結構總底部地震傾覆力矩的50%，形成多道抗震防線，為了確保水平力可靠傳遞，核心區樓板適當加厚，與核心筒相連的連梁按強剪弱彎設計，短肢墻之間的梁凈跨不宜過�。ㄒ话闳�4~6m），使其具有一定的耗能作用。

　　第五、處理好填充墻與鋼筋砼變形模量的問題。由于外墻面鋼筋混凝土短墻肢之間填充墻與鋼筋混凝土墻的變形模量不同，在二者交界處易產生裂縫，通常采取的措施是在做粉刷時，在二者交界面處附粘一層玻璃絲布，使應力平緩過渡。

　　五、短肢剪力墻在實際應用中的優點

　　（一）滿足建筑功能的需要

　　墻肢與填充墻等厚，連接各墻的梁位于隔墻豎向平面內，避免框架結構中梁柱突出墻面的問題；墻體采用輕質材料，符合墻體改革的方向；雖然短肢墻構件增加了施工難度，但擴大了使用面積。

　�。ǘ�）滿足結構設計的需要

　　在小高層住宅中，短肢剪力墻體系，墻肢和梁可隱蔽，結構布置靈活，墻的數量和肢長根據抗側力的需要而定，數量可多可少，肢長可長可短，還可通過不同的尺寸和布置以調整剛度和剛度中心的位置。

　　在小高層住宅中，與常用的剪力墻體系相比，短肢剪力墻體系具有如下優點：充分利用墻肢的承載能力，避免傳統剪力墻結構中墻體過長而通常為構造配筋的浪費；減輕結構自重，降低主體結構和基礎造價，尤其對于地基承載力較低的地區經濟效益顯著；結構自振周期相對加大，彌補剪力墻體系抗側剛度大，從而地震反應加大的缺點；主體結構中大多數墻肢呈受彎工作狀態，從而保證墻體具有足夠的延性；同時大多數連梁的跨高比大于2.5，保證整體剛度的同時降低連梁的自身剛度，避免連梁的剪切破壞，使連梁也具有足夠的延性，以此來彌補剪力墻體系延性的不足。

　　六、采用短肢剪力墻應注意的問題

　　第一，由于采用短肢墻，同樣高度的房屋墻體厚度就比一般剪力墻大，分隔墻采用輕質砌體，其厚度比墻肢小，因此必須造成房間一側或兩側見梁，否則不簡潔。同時砌體隔墻需要抹灰有濕作業。

　　第二，短肢剪力墻結構中，除墻肢平面內有梁外，常垂直墻肢方向也應有梁。此類梁由于支座上鐵難以滿足錨固(0.4LaE)構造要求，同時整體計算中不計算墻肢平面外作用，梁端只能按簡支考慮。

　　第三，墻與梁與輕質砌體隔墻之間，由于不同材料易產生裂縫，采取措施只能減少裂縫增加造價，而一旦出現裂縫使用戶產生不安全感．費腦筋解釋，住戶也會感到不理解，不放心。

　　第四，采用短肢剪力墻結構，房屋總重量會比一般剪力墻結構減輕一些，混凝土用量會少一些。但數值相差有限，房屋剛度減少，地震效應變小。但總用鋼量增大，分隔墻也需造價，并有抹灰濕作業。裝飾工程工期相應增加．因此高層建筑短肢墻與一般剪力墻，綜合經濟效益無明顯優勢。

　　結語

　　短肢剪力墻結構在現代建筑行業中已成為了很重要的一種形式，應用日益廣泛。設計者應提高設計水平，結合相應的構件受力情況，對短肢剪力墻的薄弱環節加以控制，提高其抗震性能，設計出更安全、更經濟、更適用的建筑。

　　參考文獻

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　　[3]鄺超民.短肢剪力墻結構分析與設計[J].廣東建材，2008.2.

　　本文選自省級期刊《建筑界》，《建筑界》雜志(月刊)，是由江蘇商報社主管主辦的省級建筑科技類學術期刊，國內統一刊號：CN32-0118，國際標準刊號：ISSN1671-9955，郵發代號：27-128。全稱：《江蘇商報•建筑界》，是中文科技期刊數據庫、維普資訊網、龍源期刊網全文收錄期刊。申報職稱，有效使用。
　　
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