短肢剪力墻概述及設計要求

張英 廣州城建職業(yè)學院

短肢剪力墻概述及設計要求

張英 廣州城建職業(yè)學院

對于短肢剪力墻與短肢剪力墻結構，很多初做結構設計的人員往往會將二者相混淆。本文主要介紹短肢剪力墻與短肢剪力墻結構的區(qū)別，并詳細的介紹在設計的時候，如何使用SATWE軟件對兩者進行定義，以及進行設計工作時應注意的問題。

短肢剪力墻結構是在剪力墻結構的基礎上，吸取框架結構的優(yōu)點，逐漸形成的一種新型結構，它能滿足人們對現(xiàn)代住宅建筑大開間、平面及房間布置靈活、方便、室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞、不漏梁等要求。因此在我國一些南方城市迅速得到了廣泛的推廣和應用。

一 短肢剪力墻和短肢剪力墻結構概述

（一）短肢剪力墻的定義

現(xiàn)在對于短肢剪力墻的定義還沒有統(tǒng)一，絕大多數(shù)學者對短肢剪力墻的判斷基于以下兩條：(A).墻肢截面高度與厚度之比為5～8 的剪力墻，對于T形，L形等截面的雙肢剪力墻，則應每個方向墻肢截面高度與厚度之比都為5～8；(B).墻肢兩側(cè)均與弱連梁相連或一段與弱連梁（連梁的跨高比大于6）相連、一端自由，（見圖1-1），當這兩個條件都滿足時稱為短肢剪力墻。

《建筑設計技術細則結構專業(yè)》[1]中第5.4.6款第1條和第5.5.5款第1條對短肢剪力墻的定義為：墻肢截面高度與厚度之比為5～8，當墻肢截面高度與厚度之比雖為5～8，但墻肢兩側(cè)與較強的連梁（連梁靜跨與連梁截面高度之比）相連時或有翼墻相連的短肢墻（翼墻長度應不小于翼墻厚度的3倍）。這種情況下不作為短肢剪力墻。

現(xiàn)行《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》[2]（JGJ3-2002,以下簡稱《高規(guī)》）第7.1.2條第八款對短肢剪力墻做了以下定義: 墻肢截面高度與厚度之比5～8的剪力墻，且墻厚不得小于200mm。

基于規(guī)范，人們在工程實踐中，對短肢剪力墻都會做出更具體的界定，如在實際工程中獲得廣泛應用的SATWE軟件對短肢剪力墻的更細致的判斷如下[3]：

A. 對于雙肢剪力墻L型、T型等，只要其中有一個墻肢的長度與墻厚的比值大于8 ，程序就不判斷為短肢剪力。軟件對于L型、T型墻墻肢長認定是以節(jié)點距離來確定的，所以布墻時應注意使墻肢處在短肢墻的范圍內(nèi)，見圖1-2中的a、b圖。

B. 對于其他的墻肢數(shù)量的大于3的多肢剪力墻，無論其墻肢的長度與墻厚的比值是否大于8，程序均不判斷為短肢剪力墻,見圖1-2中的C圖。

（二）短肢剪力墻結構的定義

短肢剪力墻結構，其首先條件應是全剪力墻結構。其次是當短肢剪力墻數(shù)量較多、且多到一定程度的時候，結構才可以認為是短肢剪力墻結構。短肢剪力墻何時較多的判斷標準，這一點上規(guī)范沒有注明，各地方與各專家的解釋也不相同。規(guī)范組專家對于“較多”的解釋分兩種：一種是通過抗傾覆力矩來判斷短肢剪力墻結構；另一種是按短肢剪力墻負荷面積來判斷短肢剪力墻結構。

圖1 -1 短肢剪力墻

圖1 -2 (a)和(b)雙肢短肢剪力墻 (c)多肢短肢剪力墻

1. 按抗傾覆力矩來判斷時，短肢剪力墻所承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結構底部整體抗傾覆力矩的40%～50%為短肢剪力墻結構。當超過50%，說明短肢剪力墻很多，規(guī)范不允許的，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%～20%，則可以按普通剪力墻結構設計。如果在剪力墻結構中，只有個別小墻肢，不應作為短肢剪力墻結構而應作為一般剪力墻結構處理。

2.《建筑設計技術細則結構專業(yè)》中第5.4.6款與5.5.5款分別對“短肢剪力墻較多”的多層剪力墻結構和“短肢剪力墻較多”的高層剪力墻結構按結構中短肢剪力墻承受的豎向荷載與總豎向荷載的比例來確定的：

1）.對于多層剪力墻結構，短肢剪力墻負荷的樓面面積占全部樓層面積超過60%；

2）.對于高層剪力墻結構，短肢剪力墻負荷的樓面面積占全部樓層面積超過50%。

綜述所述，短肢剪力墻和短肢剪力墻結構這兩者之間是有差異的。當一個結構本身存在短肢剪力墻的時候，不一定就是短肢剪力墻結構。《高規(guī)》第7.1.2條以及《建筑設計技術細則結構專業(yè)》分別對二者做了解釋。那么在以后的設計中，如果遇到短肢剪力墻和短肢剪力墻結構，一定要仔細和慎重。因為對于短肢剪力墻結構形式與一般剪力墻結構形式不同，很多地方內(nèi)力要放大，各項指標要求也嚴格。

二 現(xiàn)行規(guī)范對短肢剪力墻和短肢剪力墻結構的設計要求

相對于普通剪力墻而言，由于短肢剪力墻的抗震性能相對較差，因此現(xiàn)行規(guī)范對短肢剪力墻和短肢剪力墻結構提出了更嚴格的要求[3][4]。

（一）對短肢剪力墻的基本設計要求

1.抗震等級

抗震設計時，短肢剪力墻的抗震等級應按《高規(guī)》表4.8.2規(guī)定的剪力墻的抗震等級提高一級采用。

2. 軸壓比

抗震設計時，各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)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。應注意的是墻肢的軸壓比的確定是采用提高后的短肢剪力墻抗震等級確定的。

3. 內(nèi)力計算

抗震設計時， 短肢剪力墻除底部加強部位應按照《高規(guī)》第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整剪力設計值: V＝ηvwVw

其中V— 考慮地震組合的剪力墻墻肢底部加強部位截面的剪力計算值；

Vw—不考慮地震組合的剪力墻墻肢底部加強部位截面的剪力計算值；

ηvw—剪力增大系數(shù)，一級為1.6，二級為1.4，三級為1.2。

其他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(shù)1.4和1.2。

4. 配筋率

規(guī)范對短肢剪力墻重點強調(diào)的是縱向配筋率，而不是像其他剪力墻一樣僅考慮水平和豎向分布筋的配筋率。短肢剪力墻其截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于1.0%。

（二）對短肢剪力墻結構的基本設計要求[1] [2] [3]

1.《高規(guī)》中4.2.2要求，具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構的最大適用高度尚應符合本規(guī)程第7.1.2條的規(guī)定；

2.《高規(guī)》中7.1.2要求，高層建筑結構不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構。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

3. 抗震設計時，在短肢剪力墻較多的結構中，任意一層的短肢剪力墻所承受的水平剪力都不應小于基底剪20%。

4. 設計多層短肢剪力墻結構時，各層短肢剪力墻的總截面面積不宜超過本層總剪力墻截面面積的2/3。

5. 對于多層短肢剪力墻結構的設計，其短肢剪力墻的厚度不應小于180mm，對于高層短肢剪力墻結構設計中遇到短肢剪力墻，其厚度不應小于200mm。

6. 高層短肢剪力墻結構其最大適用高度比一般的剪力墻結構適當降低,且當7度抗震設計時，H≤100mm，8度抗震設計時，H≤60mm。

7. 多層短肢剪力墻結構，對于跨高比不小于5的連梁，計算時其剛度不應折減。

通過上文的介紹，希望對廣大初學者有所幫助。

[1]北京市建筑設計標準化辦公室編.建筑設計技術細則結構專業(yè). 2005.6

[2]高層建筑混凝土結構技術規(guī)程.JGJ3-2002

[3]陳岱林，趙兵，劉民易編著.PKPM結構CAD軟件問題解惑及工程應用實例解析M .2008

[4]趙兵.如何采用SWAWE軟件對帶短肢剪力墻的框支結構進行結構分析M.建筑科學. 2003.5

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.026

張英，女，遼寧人。畢業(yè)于廣西大學土木學院建筑結構專業(yè)，研究建筑結構抗震設計。

短肢剪力墻；短肢剪力墻結構