剪力墻結構（含少量短肢墻）結構體系探索研究

趙 鑫，姜 旸

大連華威高級建筑師事務所，遼寧大連 116021

0 引言

隨著經濟的高速發展以及房地產重心的偏移，我國二、三線城市大量涌現了10 ～18 層的帶地下車庫及二層公建的小高層建筑。對于這類建筑，在方案介紹，是采用剪力墻結構（含少量短肢墻）、短肢剪力墻結構還是框架-剪力墻結構，設計人員需要對結構體系進行選擇。既要尋求一種能夠滿足建筑的使用功能，同時滿足結構體系的計算要求，并有良好的安全可靠度和經濟性的結構體系。在2010年版的《建筑抗震設計規范》GB50011-2010 中，首次正式在規范中提出了“含少量短肢墻”的一般剪力墻結構這一形式。少量短肢墻既有剪力墻結構的抗震優點，又繼承了短肢剪力墻的靈活性，可以更好的滿足建筑使用功能。

1 剪力墻結構（含少量短肢墻）、短肢剪力墻結構、框架-剪力墻結構優缺點對比

1.1 在建筑功能上對此

1.1.1 一般剪力墻（含少量短肢墻）結構

當布置成一般剪力墻（含少量短肢墻）結構時，在地下車庫和公建部分局部采用短肢剪力墻，尤其在車庫進入單體內處及公建的大面積分割時，能夠形成大空間；對于上部住宅部分，剪力墻的布置可以與建筑門窗洞口等相對應。總體來說，一般剪力墻（形成大空間）結構可以很好的滿足建筑的使用功能要求。

1.1.2 短肢剪力墻結構

當布置成短肢剪力墻結構時，將短肢墻合理的布置在需要大空間要求的位置，但會出現小墻垛，對建筑的使用功能影響不是很大；對于上部住宅部分，也會出現小墻垛。總的來說，短肢剪力墻結構體系也可以滿足建筑的使用功能要求。

1.1.3 框架-剪力墻結構

當布置成框架-剪力墻結構時，將剪力墻布置在周邊或分戶墻的位置，對建筑的使用功能影響不大。在地下車庫和公建部分，框架結構可以使開間變大、更靈活，雖然框架柱截面較大，也不會太影響底部大空間的使用要求；而在上部住宅部分，框架部分的弊端就出現了，現行規范要求柱子截面是不宜小于400mm，那么房間露柱子現象由為突出，影響上部住宅的使用。總的來說，框架-剪力墻結構對底部大開間使用有利，但是對上部住宅部分影響較大。

1.2 規范對結構計算參數規定的對比

《建筑抗震設計規范》GB50011-2010 表6.1.2 中，以7 度區為例，會發現在高度在25 ～60 米的建筑框架-剪力墻的剪力墻抗震等級是2 級，框架為3 級，而一般剪力墻結構是25 ～80 米剪力墻抗震等級是3 級。抗震等級框架-剪力墻比一般剪力墻結構的剪力墻高了一級。

對于短肢剪力墻結構《建筑抗震設計規范》GB50011-2010第7.2.2 條抗震設計時，短肢剪力墻的設計應符合下列規定：第2 小條： 一、二、三級短肢剪力墻的軸壓比，分別不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值應相應減少0.1；第3 小條：其他各層一、二、三級時剪力設計值應分別乘以增大系數1.4、1.2 和1.1；第5 小條： 短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率，底部加強部位一、二級不宜小于1.2%，三、四級不宜小于1.0%；其他部位一、二級不宜小于1.0%，三、四級不宜小于0.8%。以上各條顯示采用短肢剪力墻結構，控制的指標比一般剪力墻結構更嚴格，調整系數更大，會使含鋼量上升。

1.3 經濟指標對比

為了更直接的說明情況，將取某一工程實例。工程實例選自某地抗震設防烈度為 8 度，Ⅱ類場地類型。地下一層為車庫，層高為4600mm；地上兩層裙房為商場，層高均為4800mm；三到十八層為住宅，層高為3000mm。分別按照一般剪力墻（含少量短肢墻）結構、框架-剪力墻結構和短肢剪力墻結構布置。計算模型及工程量預算采用由中國建筑科學研院建筑工程軟件研究所研發PKPM 單機版（2012.06）獲得。模型下圖：

利用pkpm 直接生產的施工圖,STAT-S 模塊的工程量統計，估算墻體的工程量，計算結果詳見下表。

每平方建筑面積含鋼量（kg/m2）一般剪力墻1,060 152 26.966框架-剪力墻1,055 160 29.834短肢剪力墻1,041 157 27.217混凝土用量（m3）鋼筋用量（t）

由上表可以看出，一般剪力墻（含少量短肢墻）結構與框架-剪力墻結構的混凝土用量相當，但結構的含鋼量：框架-剪力墻結構為 29.834kg/m2，一般剪力墻（含少量短肢墻）結構為 26.966kg/m2，一般剪力墻（含少量短肢墻）結構有著更好的經濟性；一般剪力墻（含少量短肢墻）結構與短肢剪力墻結構的混凝土總用量少19m3，而鋼筋總用量少5t，混凝土每立方米按350 元計算，鋼筋按每噸5500 元計算，在總造價上，一般剪力墻（含少量短肢墻）結構比短肢剪力墻較多結構減少34150 元。短肢剪力墻結構相對一般剪力墻（含少量短肢墻）結構來說，它的填充墻也較多，增加了人工費、砌塊、砂漿等其他費用。綜上所述，一般剪力墻（含少量短肢墻）結構有著更好的經濟性。

2.4 安全可靠性

這三種結構都是規范允許的結構，所以在規范規定范圍內計算，都是安全可靠的，但短肢墻結構比較薄弱。

3 結論

一般剪力墻（含少量短肢墻）結構和短肢剪力墻結構都可以較好的滿足建筑的使用功能；但一般剪力墻（含少量短肢墻）結構有著更好的經濟性；在安全可靠性方面，短肢墻結構需要一定的加強措施。所以在方案階段，在不影響地下車庫和公建使用的前提下，盡量采用一般剪力墻（含少量短肢墻）結構。

[1]《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010.

[2]《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ 3-2010.

[3]《混凝土結構設計規范》GB 50010-2010.