剪力墙结构（含少量短肢墙）结构体系探索研究

赵 鑫，姜 旸

大连华威高级建筑师事务所，辽宁大连 116021

0 引言

随着经济的高速发展以及房地产重心的偏移，我国二、三线城市大量涌现了10 ～18 层的带地下车库及二层公建的小高层建筑。对于这类建筑，在方案介绍，是采用剪力墙结构（含少量短肢墙）、短肢剪力墙结构还是框架-剪力墙结构，设计人员需要对结构体系进行选择。既要寻求一种能够满足建筑的使用功能，同时满足结构体系的计算要求，并有良好的安全可靠度和经济性的结构体系。在2010年版的《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 中，首次正式在规范中提出了“含少量短肢墙”的一般剪力墙结构这一形式。少量短肢墙既有剪力墙结构的抗震优点，又继承了短肢剪力墙的灵活性，可以更好的满足建筑使用功能。

1 剪力墙结构（含少量短肢墙）、短肢剪力墙结构、框架-剪力墙结构优缺点对比

1.1 在建筑功能上对此

1.1.1 一般剪力墙（含少量短肢墙）结构

当布置成一般剪力墙（含少量短肢墙）结构时，在地下车库和公建部分局部采用短肢剪力墙，尤其在车库进入单体内处及公建的大面积分割时，能够形成大空间；对于上部住宅部分，剪力墙的布置可以与建筑门窗洞口等相对应。总体来说，一般剪力墙（形成大空间）结构可以很好的满足建筑的使用功能要求。

1.1.2 短肢剪力墙结构

当布置成短肢剪力墙结构时，将短肢墙合理的布置在需要大空间要求的位置，但会出现小墙垛，对建筑的使用功能影响不是很大；对于上部住宅部分，也会出现小墙垛。总的来说，短肢剪力墙结构体系也可以满足建筑的使用功能要求。

1.1.3 框架-剪力墙结构

当布置成框架-剪力墙结构时，将剪力墙布置在周边或分户墙的位置，对建筑的使用功能影响不大。在地下车库和公建部分，框架结构可以使开间变大、更灵活，虽然框架柱截面较大，也不会太影响底部大空间的使用要求；而在上部住宅部分，框架部分的弊端就出现了，现行规范要求柱子截面是不宜小于400mm，那么房间露柱子现象由为突出，影响上部住宅的使用。总的来说，框架-剪力墙结构对底部大开间使用有利，但是对上部住宅部分影响较大。

1.2 规范对结构计算参数规定的对比

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 表6.1.2 中，以7 度区为例，会发现在高度在25 ～60 米的建筑框架-剪力墙的剪力墙抗震等级是2 级，框架为3 级，而一般剪力墙结构是25 ～80 米剪力墙抗震等级是3 级。抗震等级框架-剪力墙比一般剪力墙结构的剪力墙高了一级。

对于短肢剪力墙结构《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第7.2.2 条抗震设计时，短肢剪力墙的设计应符合下列规定：第2 小条： 一、二、三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少0.1；第3 小条：其他各层一、二、三级时剪力设计值应分别乘以增大系数1.4、1.2 和1.1；第5 小条： 短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一、二级不宜小于1.2%，三、四级不宜小于1.0%；其他部位一、二级不宜小于1.0%，三、四级不宜小于0.8%。以上各条显示采用短肢剪力墙结构，控制的指标比一般剪力墙结构更严格，调整系数更大，会使含钢量上升。

1.3 经济指标对比

为了更直接的说明情况，将取某一工程实例。工程实例选自某地抗震设防烈度为 8 度，Ⅱ类场地类型。地下一层为车库，层高为4600mm；地上两层裙房为商场，层高均为4800mm；三到十八层为住宅，层高为3000mm。分别按照一般剪力墙（含少量短肢墙）结构、框架-剪力墙结构和短肢剪力墙结构布置。计算模型及工程量预算采用由中国建筑科学研院建筑工程软件研究所研发PKPM 单机版（2012.06）获得。模型下图：

利用pkpm 直接生产的施工图,STAT-S 模块的工程量统计，估算墙体的工程量，计算结果详见下表。

每平方建筑面积含钢量（kg/m2）一般剪力墙1,060 152 26.966框架-剪力墙1,055 160 29.834短肢剪力墙1,041 157 27.217混凝土用量（m3）钢筋用量（t）

由上表可以看出，一般剪力墙（含少量短肢墙）结构与框架-剪力墙结构的混凝土用量相当，但结构的含钢量：框架-剪力墙结构为 29.834kg/m2，一般剪力墙（含少量短肢墙）结构为 26.966kg/m2，一般剪力墙（含少量短肢墙）结构有着更好的经济性；一般剪力墙（含少量短肢墙）结构与短肢剪力墙结构的混凝土总用量少19m3，而钢筋总用量少5t，混凝土每立方米按350 元计算，钢筋按每吨5500 元计算，在总造价上，一般剪力墙（含少量短肢墙）结构比短肢剪力墙较多结构减少34150 元。短肢剪力墙结构相对一般剪力墙（含少量短肢墙）结构来说，它的填充墙也较多，增加了人工费、砌块、砂浆等其他费用。综上所述，一般剪力墙（含少量短肢墙）结构有着更好的经济性。

2.4 安全可靠性

这三种结构都是规范允许的结构，所以在规范规定范围内计算，都是安全可靠的，但短肢墙结构比较薄弱。

3 结论

一般剪力墙（含少量短肢墙）结构和短肢剪力墙结构都可以较好的满足建筑的使用功能；但一般剪力墙（含少量短肢墙）结构有着更好的经济性；在安全可靠性方面，短肢墙结构需要一定的加强措施。所以在方案阶段，在不影响地下车库和公建使用的前提下，尽量采用一般剪力墙（含少量短肢墙）结构。

[1]《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010.

[2]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010.

[3]《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010.