房建工程中短肢剪力墙结构设计问题的探讨

韦先锋 雷耀龙

摘要：短肢剪力墙是当今高层建筑的主要组成部分，其结构设计是否合理、质量是否合格直接影响着高层建筑的安全以及质量。短肢剪力墙的应用不仅能够让室内不出现柱楞，同时还可以极大的增加室内面积，本文就着重对短肢剪力墙的结构设计做了浅析。

关键词：建筑工程;短肢剪力墙;结构设计

抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙的结构形式，短肢剪力墙应用数量较多时，应该布置筒体，所形成的短肢剪力墙与筒体也就是一般剪力墙共同抵抗水平力剪力墙结构，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大于结构底部总倾覆力矩的50%。本文对房屋建筑工程中的短肢剪力墙结构设计进行问题探讨。

1短肢墙的定义与结构特点

在《高规》JGJ3-2010中有明确的规定，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各墙肢截面高度和厚度的比值最大值大于4但不大于8的剪力墙，但应注意，强连梁（跨高比不大于2.5，且高度不小于400mm的连梁）的连肢墙可不判定为短肢剪力墙，只要有一肢为一般剪力墙时整个墙肢就可以不划分为短肢剪力墙。短肢剪力墙结构的受力特点接近异形柱，主要优势有：（1）结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑功能发生矛盾;（2）墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置;（3）能灵活布置，可选择的方案较多，施工工艺简单;（4）连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽施工。

2对短肢剪力墙延性的相关设计

2.1短肢剪力墙的剪力设计值以及轴力设计值

短肢剪力墙的主要承受竖向荷载、风荷载和地震作用等，短肢剪力墙墙肢轴压比指在重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值，按其抗震等级进行了划分，其中I、II以及III级分别为0.45、0.50以及0.55，短肢剪力墙因为无效端柱和翼缘形成一字形截面短肢剪力墙，其延展性相对较差，其轴压比相对来说要低0.1。相比于普通剪力墙来说，短肢剪力墙的抗震性能更为突出，短肢剪力墙的剪力设计值，除了满足一般剪力墙对底部加强部位调整以外，非底部加强部位也应该进行适当的调整，抗震等级为I、II、III级时应分别乘以1.4、1.2、1.1的增大系数。

2.2短肢剪力墙边缘构件及墙身配筋

（1）短肢剪力墙边缘构件根据墙肢底截面的轴压比和所处部位不同分为约束边缘构件和构造边缘构件，约束边缘构件配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.0%和1.0%，构造边缘构件底部加强部位配筋率一、二、三级时分别不应小于1.0%、0.8%和0.6%，其他部位配筋率一、二、三级时分别不应小于0.8%、0.6%和0.5%。

（2）短肢剪力墙的截面高度和厚度的比值最大值在4至8之间，当墙肢截面高度和厚度的比值不大于4时，宜按照框架柱的要求对纵向钢筋的最小配筋率进行设计;当端柱承受集中荷载时，其边缘构件应满足框架柱的相应要求。

（3）短肢剪力墙的竖向和水平分布筋，除满足承载力计算配筋要求外还应满足最小配筋率的要求，抗震等级为一、二、三级时均不应小于0.25%，水平分布钢筋的直径不应小于8mm，间距不宜大于300mm，竖向分布钢筋的直径不应小于10mm，间距不宜大于300mm，剪力墙的水平和竖向分布钢筋的直径不宜大于墙厚的1/10，同时，短肢剪力墙底部加强部位全部竖向钢筋的配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.2%和1.0%，其他部位全部竖向钢筋的配筋率一、二、三级时分别不应小于1.0%、1.0%和0.8%。

2.3短肢剪力墙设计研究

对短肢剪力墙的布置情况应遵循科学、匀称的原则，做到剪力墙的质量中心和刚度中心相互吻合，为了保证建筑的位移指标、位移比指标、周期比指标、刚度比指标、剪重比指标、轴压比指标和刚重比指标达到规定要求，运用短肢剪力墙时，剪力墙宜按照L形、T形、Z形和十字形来进行设计。短肢剪力墙的布置应避免在局部范围内布置较多，比如集中布置在建筑平面的一边或建筑的周边，当短肢剪力墙布置比较集中时，局部破坏可能导致整个楼层的倒塌。短肢剪力墙的布置在高烈度地区应严格限制使用，《高规》JGJ3-2010中规定9度的A级高度高层建筑不宜布置短肢剪力墙。

3房屋建筑工程中的短肢剪力墙的问题以及应用注意事项

（1）数量规定上，出于房屋结构的空间布局，在短肢剪力墙的数量设计上不要太少，不宜过短。较多的采用短肢剪力墙会导致在房屋结构设计上高度偏低，目的是增强其抗震能力;（2）对于短肢剪力的抗震设计体系，特别是抗震较薄弱的地方，需要缩减墙肢轴压比，增加纵筋，箍筋间的配筋率，减少因地震的剧烈运动导致的房屋方向扭转，使原本的墙体出现开裂;（3）短肢剪力墙的大面积布置。在整个房屋空间设计上，短肢剪力墙的位置在中间位置及其周围，并且会连续分布，短肢剪力墙是整个建筑的主要载荷接受物，这样集中在一个结构上会出现很多的问题，包括：如果出现剪力墙的核心部分在大幅度的震动下出现以后，相继会有很多的伴随性问题，弱小的短肢剪力墙在延性以及抵抗水平的能力都不够充足，也许会随着振动被破坏。其次的问题，短肢剪力墙在大幅度的震动影响下会从弹塑性变形逐渐转化成能力大幅度减弱，由于本身承受力就不够，再加上外力的压迫，致使短肢剪力墙无法承受超负荷的作用力，导致之后发生一系列的破坏现象。

4结语

短肢墙适用于中小型高层住宅，其独特结构在设计中要注意短肢墙的分布方式，避免短肢墙的设计误区，还有就是在短肢墙与传统剪力墙的衔接。传统剪力墙有着刚应力強的特点这一项可以弥补短肢墙的稳定性问题。最后设计中的短肢墙有利于建筑空间的释放而且不影响其功能性，而且属于隐蔽工程，所以短肢墙在实际工程中应用，可是对我国传统住房观念的改变，非常值得大力推广。