論短肢剪力墻結構設計及其施工中應注意的問題

摘要：短肢剪力墻是一種適于小高層住宅建筑的短肢墻 簡體(或一般剪力墻)結構體系。近年來隨著人們對住宅，特別是小高層及多層住宅平面不與空間的要求越來越高，原來普通框架結構的露柱露梁、普通剪力墻結構對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是經過不斷的實踐和改進，以剪力墻為基礎，并吸取框架的優點，逐步發展而形成一種能較好適應小高層住宅建筑的結構體系，即所謂“短肢剪力墻 筒體(或一般剪力墻)”結構體系。

關鍵詞：短肢剪力墻；結構；設計；質量；控制

隨著人們對住宅，特別是高層住宅平面與空間的要求越來越高，原來普通框架結構的露梁露柱、普通剪力墻結構對建筑空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。于是在原有剪力墻的基礎上，吸收了框架結構的優點，逐步發展形成了能適應人們新的住宅觀念的高層住宅結構型式，即“短肢剪力墻結構”和“異形柱框架結構”型式。這兩種新的結構由于在很大程度上克服了普通框架與普通剪力墻結構的缺點，受到了建筑師的肯定，更得到了住戶與房開商的歡迎。

一、短肢剪力墻結構的基本含義

短肢剪力墻結構的定義：(1)短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻；(2)高層建筑結構不應采用全部短肢剪力墻的剪力墻結構；(3)短肢剪力墻較多時，應布置筒體(或一般剪力墻)，形成短肢剪力墻與筒體(或一般剪力墻)共同抵抗水平力的剪力墻結構。

短肢剪力墻結構的必要條件：抗震設計時，短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大干結構總底部地震傾覆力矩的50％。

短肢剪力墻結構的下限：當短肢墻較少時，如短肢墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩小于結構總底部地震傾覆力矩的15％～40％，則可以按普通剪力墻結構設計。下限規范沒有規定，用戶可以靈活掌握。如果在剪力墻結構中，只有個別小墻肢，不應看成短肢剪力墻結構而應作為一般剪力墻結構處理。

二、短肢剪力墻結構的設計

短肢剪力墻結構，其首先應是壘剪力墻結構。短肢剪力墻結構中，應有足夠的長肢剪力墻。

如果把短肢墻看成異形柱，則短肢剪力墻結構可以認為呈框剪結構的變形特征。當結構形式符合短肢剪力墻結構形式后，才能在軟件“總信息”參數的結構體系中，定義結構為“短肢剪力墻結構”。

當采用殼元模型時，應加細單元的劃分。

短肢剪力墻結構有時用薄壁桿元(TAT)可能更合適。因短肢墻的模型更符合薄壁桿元模型，采用殼元則有單元劃分不細的問題。

短肢墻：軸壓比(按剪力墻)、剛度(墻輸入、采用殼元或薄壁桿元)、配筋(按剪力墻)、構造(按高規的短肢墻構造)。

弱短肢剪力墻(截面高厚之比小于5的墻肢)：高規7.2.5條文規定了不宜采用墻肢截面高度與厚度之比小于為5的剪力墻；當其小于5時，其在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一級(9度)、一級(7、8度)、二級、三級時分別不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。

短墻(截面高度之比不大于3的墻肢)：高規7.2.5條文和抗震規范6.4.9條文規定剪力墻的截面高度與厚度之比不大于3時，應按柱的要求進行設計，底部加強部位縱向鋼筋的配筋率不應小于1.2％，其它部位不應小于1.0％，箍筋應沿全高加密。

抗震設計時，短肢剪力墻的抗震等級應比高規4.8.2規定的剪力墻的抗震等級提高一級采用。抗震設計時，各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大干0.5、0.6和0.7；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應降低0.1。抗震設計時，除底部加強部位應按高規7.2.10條調整剪力設計值外，其它各層短肢剪力墻的剪力設計值，一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1.4和1.2。抗震設計時，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底1部加強部位不宜小于1.2％，其它部位不宜小于1.0％。剪力墻截面厚度不應小于200mm。7度和8度抗震設計時，短肢剪力墻宜設置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側相交的樓面梁。

三、在設計有關短肢剪力墻一簡體結構時應注意的一些問題

由于短肢剪力墻抗震性能差，在地震區應用經驗不多，因此在設計時，首先要選則適合的計算軟件，合理地選則計算分析方法，確定計算模型和相關參數，并加強對計算結果合理性判斷，特別要加強概念設計。對一些不利部為加強構造措施，在符合規范要求的情況下，短肢墻是沒問題的。這就好比純框架結構，對地震來說也是不利的結構形式，但大家不也一直在用。所以任何一種結構體系都有它的適用范圍，只要我們能合理設計，安全應該沒問題。1 高層點(板)式住宅采用短肢抗震墻結構體系，只要抗側力構件布局合理仍然是比較理想的一種結構體系，但在地震區，高層建筑中，剪力墻不宜過少，墻肢不宜過短，因此不應設計僅有短肢剪力墻的高層建筑，要求設置剪力墻筒體(或一般剪力墻)，形成短肢剪力墻與筒體(一般剪力墻)共同抵抗水平力的結構。

2 短肢墻的布置合理、對稱、均勻、力求質量中心與剛度中心重合，短肢墻布置應以T形、L形、]形、+形為主，這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩定。

3 短肢剪力墻結構的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，因此應加墻其抗震構造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。

4 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，要使簡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小(一般取4~6M)，使其具有一定的耗能作用

5 短肢墻受力以承擔豎向荷載為主，承擔水平荷載為輔，其截面尺寸要適當，墻肢截面高度與厚度之比宜在5～8左右為好，且墻厚不小于200MM，當墻肢截面高度與厚度比小于等于3時，應按柱的要求進行設計，短肢墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6、0.7。對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，因其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應降低0.1。

6 短肢剪力墻的抗震等級應比一般剪力墻的抗震等級提高一級采用，主要目的是從構造上改善短肢剪力墻的延性。

7 對于短肢剪力墻的剪力設計值，不僅底部加強部位應按規范調整，其他各層也要調整，一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墻過早剪壞。

8 抗震設計時。短肢剪力墻截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2％，其它部位不宜小于1.0％。

9 各短肢墻應盡量對齊、拉直，使之與連梁一起構成較規則且連續均勻的抗側力片。并且每道短肢墻宜有兩個方向的梁與之連接。

10 短肢墻的數量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側力的需要而定，還可以通過不同尺寸和布置調整剛度和剛度中心位置。

綜上，剪力墻混凝土成型質量差的問題可以從加強模板質量上入手，并注意混凝土澆筑質量，加強上述各影響因素施工環節的控制。