房建工程中短肢剪力墻結構設計問題的探討

韋先鋒 雷耀龍

摘要：短肢剪力墻是當今高層建筑的主要組成部分，其結構設計是否合理、質量是否合格直接影響著高層建筑的安全以及質量。短肢剪力墻的應用不僅能夠讓室內不出現柱楞，同時還可以極大的增加室內面積，本文就著重對短肢剪力墻的結構設計做了淺析。

關鍵詞：建筑工程;短肢剪力墻;結構設計

抗震設計時，高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻的結構形式，短肢剪力墻應用數量較多時，應該布置筒體，所形成的短肢剪力墻與筒體也就是一般剪力墻共同抵抗水平力剪力墻結構，在規定水平地震作用下，短肢剪力墻承擔的底部傾覆力矩不大于結構底部總傾覆力矩的50%。本文對房屋建筑工程中的短肢剪力墻結構設計進行問題探討。

1短肢墻的定義與結構特點

在《高規》JGJ3-2010中有明確的規定，短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各墻肢截面高度和厚度的比值最大值大于4但不大于8的剪力墻，但應注意，強連梁（跨高比不大于2.5，且高度不小于400mm的連梁）的連肢墻可不判定為短肢剪力墻，只要有一肢為一般剪力墻時整個墻肢就可以不劃分為短肢剪力墻。短肢剪力墻結構的受力特點接近異形柱，主要優勢有：（1）結合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構件，基本上不與建筑功能發生矛盾;（2）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，還可通過不同的尺寸和布置來調整剛度中心的位置;（3）能靈活布置，可選擇的方案較多，施工工藝簡單;（4）連接各墻的梁，隨墻肢位置而設于間隔墻豎平面內，可隱蔽施工。

2對短肢剪力墻延性的相關設計

2.1短肢剪力墻的剪力設計值以及軸力設計值

短肢剪力墻的主要承受豎向荷載、風荷載和地震作用等，短肢剪力墻墻肢軸壓比指在重力荷載代表值作用下墻肢承受的軸壓力設計值與墻肢全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值，按其抗震等級進行了劃分，其中I、II以及III級分別為0.45、0.50以及0.55，短肢剪力墻因為無效端柱和翼緣形成一字形截面短肢剪力墻，其延展性相對較差，其軸壓比相對來說要低0.1。相比于普通剪力墻來說，短肢剪力墻的抗震性能更為突出，短肢剪力墻的剪力設計值，除了滿足一般剪力墻對底部加強部位調整以外，非底部加強部位也應該進行適當的調整，抗震等級為I、II、III級時應分別乘以1.4、1.2、1.1的增大系數。

2.2短肢剪力墻邊緣構件及墻身配筋

（1）短肢剪力墻邊緣構件根據墻肢底截面的軸壓比和所處部位不同分為約束邊緣構件和構造邊緣構件，約束邊緣構件配筋率一、二、三級時分別不應小于1.2%、1.0%和1.0%，構造邊緣構件底部加強部位配筋率一、二、三級時分別不應小于1.0%、0.8%和0.6%，其他部位配筋率一、二、三級時分別不應小于0.8%、0.6%和0.5%。

（2）短肢剪力墻的截面高度和厚度的比值最大值在4至8之間，當墻肢截面高度和厚度的比值不大于4時，宜按照框架柱的要求對縱向鋼筋的最小配筋率進行設計;當端柱承受集中荷載時，其邊緣構件應滿足框架柱的相應要求。

（3）短肢剪力墻的豎向和水平分布筋，除滿足承載力計算配筋要求外還應滿足最小配筋率的要求，抗震等級為一、二、三級時均不應小于0.25%，水平分布鋼筋的直徑不應小于8mm，間距不宜大于300mm，豎向分布鋼筋的直徑不應小于10mm，間距不宜大于300mm，剪力墻的水平和豎向分布鋼筋的直徑不宜大于墻厚的1/10，同時，短肢剪力墻底部加強部位全部豎向鋼筋的配筋率一、二、三級時分別不應小于1.2%、1.2%和1.0%，其他部位全部豎向鋼筋的配筋率一、二、三級時分別不應小于1.0%、1.0%和0.8%。

2.3短肢剪力墻設計研究

對短肢剪力墻的布置情況應遵循科學、勻稱的原則，做到剪力墻的質量中心和剛度中心相互吻合，為了保證建筑的位移指標、位移比指標、周期比指標、剛度比指標、剪重比指標、軸壓比指標和剛重比指標達到規定要求，運用短肢剪力墻時，剪力墻宜按照L形、T形、Z形和十字形來進行設計。短肢剪力墻的布置應避免在局部范圍內布置較多，比如集中布置在建筑平面的一邊或建筑的周邊，當短肢剪力墻布置比較集中時，局部破壞可能導致整個樓層的倒塌。短肢剪力墻的布置在高烈度地區應嚴格限制使用，《高規》JGJ3-2010中規定9度的A級高度高層建筑不宜布置短肢剪力墻。

3房屋建筑工程中的短肢剪力墻的問題以及應用注意事項

（1）數量規定上，出于房屋結構的空間布局，在短肢剪力墻的數量設計上不要太少，不宜過短。較多的采用短肢剪力墻會導致在房屋結構設計上高度偏低，目的是增強其抗震能力;（2）對于短肢剪力的抗震設計體系，特別是抗震較薄弱的地方，需要縮減墻肢軸壓比，增加縱筋，箍筋間的配筋率，減少因地震的劇烈運動導致的房屋方向扭轉，使原本的墻體出現開裂;（3）短肢剪力墻的大面積布置。在整個房屋空間設計上，短肢剪力墻的位置在中間位置及其周圍，并且會連續分布，短肢剪力墻是整個建筑的主要載荷接受物，這樣集中在一個結構上會出現很多的問題，包括：如果出現剪力墻的核心部分在大幅度的震動下出現以后，相繼會有很多的伴隨性問題，弱小的短肢剪力墻在延性以及抵抗水平的能力都不夠充足，也許會隨著振動被破壞。其次的問題，短肢剪力墻在大幅度的震動影響下會從彈塑性變形逐漸轉化成能力大幅度減弱，由于本身承受力就不夠，再加上外力的壓迫，致使短肢剪力墻無法承受超負荷的作用力，導致之后發生一系列的破壞現象。

4結語

短肢墻適用于中小型高層住宅，其獨特結構在設計中要注意短肢墻的分布方式，避免短肢墻的設計誤區，還有就是在短肢墻與傳統剪力墻的銜接。傳統剪力墻有著剛應力強的特點這一項可以彌補短肢墻的穩定性問題。最后設計中的短肢墻有利于建筑空間的釋放而且不影響其功能性，而且屬于隱蔽工程，所以短肢墻在實際工程中應用，可是對我國傳統住房觀念的改變，非常值得大力推廣。