短肢剪力墙概述及设计要求

张英 广州城建职业学院

短肢剪力墙概述及设计要求

张英 广州城建职业学院

对于短肢剪力墙与短肢剪力墙结构，很多初做结构设计的人员往往会将二者相混淆。本文主要介绍短肢剪力墙与短肢剪力墙结构的区别，并详细的介绍在设计的时候，如何使用SATWE软件对两者进行定义，以及进行设计工作时应注意的问题。

短肢剪力墙结构是在剪力墙结构的基础上，吸取框架结构的优点，逐渐形成的一种新型结构，它能满足人们对现代住宅建筑大开间、平面及房间布置灵活、方便、室内不出现柱楞、不漏梁等要求。因此在我国一些南方城市迅速得到了广泛的推广和应用。

一 短肢剪力墙和短肢剪力墙结构概述

（一）短肢剪力墙的定义

现在对于短肢剪力墙的定义还没有统一，绝大多数学者对短肢剪力墙的判断基于以下两条：(A).墙肢截面高度与厚度之比为5～8 的剪力墙，对于T形，L形等截面的双肢剪力墙，则应每个方向墙肢截面高度与厚度之比都为5～8；(B).墙肢两侧均与弱连梁相连或一段与弱连梁（连梁的跨高比大于6）相连、一端自由，（见图1-1），当这两个条件都满足时称为短肢剪力墙。

《建筑设计技术细则结构专业》[1]中第5.4.6款第1条和第5.5.5款第1条对短肢剪力墙的定义为：墙肢截面高度与厚度之比为5～8，当墙肢截面高度与厚度之比虽为5～8，但墙肢两侧与较强的连梁（连梁静跨与连梁截面高度之比）相连时或有翼墙相连的短肢墙（翼墙长度应不小于翼墙厚度的3倍）。这种情况下不作为短肢剪力墙。

现行《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]（JGJ3-2002,以下简称《高规》）第7.1.2条第八款对短肢剪力墙做了以下定义: 墙肢截面高度与厚度之比5～8的剪力墙，且墙厚不得小于200mm。

基于规范，人们在工程实践中，对短肢剪力墙都会做出更具体的界定，如在实际工程中获得广泛应用的SATWE软件对短肢剪力墙的更细致的判断如下[3]：

A. 对于双肢剪力墙L型、T型等，只要其中有一个墙肢的长度与墙厚的比值大于8 ，程序就不判断为短肢剪力。软件对于L型、T型墙墙肢长认定是以节点距离来确定的，所以布墙时应注意使墙肢处在短肢墙的范围内，见图1-2中的a、b图。

B. 对于其他的墙肢数量的大于3的多肢剪力墙，无论其墙肢的长度与墙厚的比值是否大于8，程序均不判断为短肢剪力墙,见图1-2中的C图。

（二）短肢剪力墙结构的定义

短肢剪力墙结构，其首先条件应是全剪力墙结构。其次是当短肢剪力墙数量较多、且多到一定程度的时候，结构才可以认为是短肢剪力墙结构。短肢剪力墙何时较多的判断标准，这一点上规范没有注明，各地方与各专家的解释也不相同。规范组专家对于“较多”的解释分两种：一种是通过抗倾覆力矩来判断短肢剪力墙结构；另一种是按短肢剪力墙负荷面积来判断短肢剪力墙结构。

图1 -1 短肢剪力墙

图1 -2 (a)和(b)双肢短肢剪力墙 (c)多肢短肢剪力墙

1. 按抗倾覆力矩来判断时，短肢剪力墙所承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构底部整体抗倾覆力矩的40%～50%为短肢剪力墙结构。当超过50%，说明短肢剪力墙很多，规范不允许的，当短肢墙较少时，如短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的15%～20%，则可以按普通剪力墙结构设计。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应作为短肢剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。

2.《建筑设计技术细则结构专业》中第5.4.6款与5.5.5款分别对“短肢剪力墙较多”的多层剪力墙结构和“短肢剪力墙较多”的高层剪力墙结构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的：

1）.对于多层剪力墙结构，短肢剪力墙负荷的楼面面积占全部楼层面积超过60%；

2）.对于高层剪力墙结构，短肢剪力墙负荷的楼面面积占全部楼层面积超过50%。

综述所述，短肢剪力墙和短肢剪力墙结构这两者之间是有差异的。当一个结构本身存在短肢剪力墙的时候，不一定就是短肢剪力墙结构。《高规》第7.1.2条以及《建筑设计技术细则结构专业》分别对二者做了解释。那么在以后的设计中，如果遇到短肢剪力墙和短肢剪力墙结构，一定要仔细和慎重。因为对于短肢剪力墙结构形式与一般剪力墙结构形式不同，很多地方内力要放大，各项指标要求也严格。

二 现行规范对短肢剪力墙和短肢剪力墙结构的设计要求

相对于普通剪力墙而言，由于短肢剪力墙的抗震性能相对较差，因此现行规范对短肢剪力墙和短肢剪力墙结构提出了更严格的要求[3][4]。

（一）对短肢剪力墙的基本设计要求

1.抗震等级

抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应按《高规》表4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用。

2. 轴压比

抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和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。应注意的是墙肢的轴压比的确定是采用提高后的短肢剪力墙抗震等级确定的。

3. 内力计算

抗震设计时， 短肢剪力墙除底部加强部位应按照《高规》第7.2.10条的规定调整剪力设计值: V＝ηvwVw

其中V— 考虑地震组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力计算值；

Vw—不考虑地震组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力计算值；

ηvw—剪力增大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2。

其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。

4. 配筋率

规范对短肢剪力墙重点强调的是纵向配筋率，而不是像其他剪力墙一样仅考虑水平和竖向分布筋的配筋率。短肢剪力墙其截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于1.0%。

（二）对短肢剪力墙结构的基本设计要求[1] [2] [3]

1.《高规》中4.2.2要求，具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的最大适用高度尚应符合本规程第7.1.2条的规定；

2.《高规》中7.1.2要求，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构

3. 抗震设计时，在短肢剪力墙较多的结构中，任意一层的短肢剪力墙所承受的水平剪力都不应小于基底剪20%。

4. 设计多层短肢剪力墙结构时，各层短肢剪力墙的总截面面积不宜超过本层总剪力墙截面面积的2/3。

5. 对于多层短肢剪力墙结构的设计，其短肢剪力墙的厚度不应小于180mm，对于高层短肢剪力墙结构设计中遇到短肢剪力墙，其厚度不应小于200mm。

6. 高层短肢剪力墙结构其最大适用高度比一般的剪力墙结构适当降低,且当7度抗震设计时，H≤100mm，8度抗震设计时，H≤60mm。

7. 多层短肢剪力墙结构，对于跨高比不小于5的连梁，计算时其刚度不应折减。

通过上文的介绍，希望对广大初学者有所帮助。

[1]北京市建筑设计标准化办公室编.建筑设计技术细则结构专业. 2005.6

[2]高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ3-2002

[3]陈岱林，赵兵，刘民易编著.PKPM结构CAD软件问题解惑及工程应用实例解析M .2008

[4]赵兵.如何采用SWAWE软件对带短肢剪力墙的框支结构进行结构分析M.建筑科学. 2003.5

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.026

张英，女，辽宁人。毕业于广西大学土木学院建筑结构专业，研究建筑结构抗震设计。

短肢剪力墙；短肢剪力墙结构