摘要：本文主要总结了小高层的结构设计中短肢剪力墙结构的应用的设计经验，有以下几个方面，不足之处请指正。 关键词：结构设计；小高层建筑；短肢剪力墙 Abstract: this paper summarizes the small high-rise structure design of short shear wall structure design of the application of experience, the following aspects, the deficiency please correct me.
Keywords: structure design; The buildings; Short-shear walls
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
近十几年来，在城市的建筑结构设计中，因为城市用地资源的减少，高层及小高层的剪力墙结构形式已逐步取代多层的框架结构形式。而在小高层的建筑设计中，由于对采光及住宅空间使用功能的要求，小高层部分的剪力墙的长度受到限制，从而产生了短肢剪力墙，短肢剪力墙的设计在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）的规范中有相应的规定，而对有较多的短肢剪力墙结构在实际设计工作中应用，本人积累些经验，从以下几个方面，期与从事结构设计人员做下探讨。
1， 短肢剪力墙较多的结构
短肢剪力墙结构是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙，常用的有“一”字型、“T”型、“十”字型、“L”字型、“Z”字型。
具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指在规定水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。
这种结构型式的优点在于：
① 容易满足建筑平面的要求，墙肢较短，布置灵活，对小高层住宅层数在11-20层的尤其适用。
②结构自重减轻，可以开较大洞口或代之以轻质砌体，使得结构总体刚度相对较小，从而降低地震作用力。
③短肢剪力墙墙肢高宽比较大，故短肢剪力墙的延性较好。
2，规范中有关短肢剪力墙的相关规定
2.1 短肢剪力墙结构
一般剪力墙在抗震设计时所承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构部底部地震倾覆力矩的50% 。若由短肢墙承受的地震倾覆力超过50%, 说明短肢剪力墙所占的比例过大, 这在规范上是不允许的。若由短肢墙承受的地震倾覆力矩很小, 则此结构应视为一般剪力墙结构, 不用定义为短肢剪力墙结构。当采用PKPM 软件计算时, 这一条件的实现与否可以SATWE 的WV02Q.OUT 文件中查看, 或在TAT 的NL- 1.
OUT 文件中查看到。
2.2 短肢剪力墙的应用范围
( 1) B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高层建筑, 即使设置筒体, 也不能采用;
( 2) 其最大适用高度比《高层建筑混凝土结构技术规程》表4.2.2- 1 中剪力墙结构的规定值适当降低, 且7度和8度抗震设计是分别不应大于100m 和60m。
2.3 短肢剪力墙的抗震加强
( 1) 抗震设计时, 短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用。
( 2) 抗震等级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级时的轴压比分别不宜大于0.5、0.6、0.7; 对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙, 其轴压比限值相应降低0.1。
( 3) 除底部加强部位应按《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.10 条调整剪力设计值外, 其他各层短肢剪力墙的剪力设计值, Ⅰ、Ⅱ级抗震等级应分别乘以增大系数1.4 和1.2。
( 4) 底部加强部位的纵向钢筋配筋率不宜小于1.2% , 其它部位不宜小于1.0%。
( 5) 墙体厚度不应小于200mm, 混凝土强度等级不应低于C25。
2.4 “北京细则”的规定
“北京细则”对高层短肢剪力墙结构有以下规定：
(1)短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙，当墙肢截面高度与厚度之比虽为5-8，但墙肢两侧均与较强的连梁(连梁净跨与截面高度之比耋2．5)相连时或有翼墙(翼墙长度不应小于厚度的3倍)相连时，可不作为短肢剪力墙。
(2)短肢剪力墙结构的定义，按结构中短肢剪力墙承受的竖向荷载与总竖向荷载的比例来确定，当由短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积超过50％时，应定义为短肢剪力墙结构。
(3)抗震设计的短肢剪力墙结构，筒体和一般剪力墙承受的第一振型倾覆力矩不宜小于结构底部倾覆力矩的50％，任一层短肢剪力墙承受的水平剪力不应小于基底剪力的20％。对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，前者如建研院的TBSA、TAT，后者如建研院的TBSSAP、SATWE，等。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广，但对墙肢较长的短肢剪力墙，应该用空间杆-墙组元程序进行校核。
3， 短肢剪力场结构布置原则
(1)短肢剪力墙的数量居中，满足竖向荷载和抗侧力需要即可。
(2)短肢剪力墙应尽量均匀布置，使其轴向应力不会相差悬殊，而且这样也便于支撑楼盖。
(3)当有抗震要求或风力较大时，平面外边缘及角点处，特别是外凸部分应布置必要的短肢墙。
(4)各短肢墙应尽量对齐、拉直.使之与连梁一起构成较规整且连续跨数较多的抗侧力片，当然，不能完全做到时也容许局部互相错开。
(5)每道短肢墙宜有两个方向的梁与之连接，连梁尽可能布置在肢的平面内。
(6)墙肢不宜过厚尽量不突出或少突出间隔墙表面，但也不应太薄，以至稳定性差和施工困难.以采用20Omm、25Omm或300mm为宜。
(7)连接各墙的梁，一般与墙厚相等。当墙厚为300mm或以上时，亦可取梁宽比肢宽小，当肢厚较小而梁受力或配筋需要，也可以取梁宽略大于肢厚。
(8)必要时也可以混合布置部分较长的墙或方(矩)形柱。
4，设计中需注意的几个问题
(1)在运用软件进行计算机辅助设计时, 应根据实际情况调整软件的各项参数及简化模型, 使其最大限度地反映实际工程的情况, 尽可能地使其计算结果与实际模型相一致。了解各参数的实际意义, 合理设置各参数。对于整体性系数较大的短肢墙, 应尽可能使其肢强系数小, 这样的结构在水平反复荷载作用下耗能能力强。
(2)工程设计不能迷信计算机的计算结果, 更不能因某一部分的计算结果有误差就全盘否定计算软件, 只有在实践中逐步了解软件并在工作中避免其产生误差, 这样才能使我们的设计更安全, 更合理。
(3)要充分利用梁、墙等构件可任意偏心布置的特点, 尽可能避免近距离的轴线和节点, 提高计算精度。如节点距离过近,可能会引起后面计算出错, 同时应注意构件偏心布置时偏心不能太大, 尤其不能跨节点或轴线。
(4) SATWE 程序中, 在各种抗震等级下, 墙的内力放大系数均是隐含值, 但作为设计者, 应清楚这些系数的取值。
(5)合理确定连梁和墙肢的强度, 要确保连梁的屈服先于墙肢的屈服。和框架结构一样, 短肢剪力墙的设计也要遵循强肢弱梁、强剪弱弯的原则。
(6)对由软件计算的结构进行合理分析与判断。
(7)在进行短肢剪, 墙结构整体设计时, 必须要重视概念设计, 使房屋各项指标都满足“抗震规范”及“高层建筑混凝土结构技术规程”的要求。
结语
工程实践和分析研究表明，短肢剪力墙多高层住宅结构体系能够满足结构体系安全性和耐久性以及经济性等要求。作为剪力墙结构体系的分支，短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性，使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想，因而在小高层住宅楼结构设计中可以广泛应用。
参考文献
[1]高层建筑混凝七结构技术规程(JGJ3―2002)，中国建筑工业出版社，2002
[2]北京市建筑设计技术细则，北京市建筑设计标准化办公室，2004
[3]黄小坤，《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3―2002)若干问题讨论，中国建筑科学研究院，2004
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。