1、.探析小高層短肢剪力墻結構設計摘要：本文結合某住宅樓主體結構實例，介紹了短肢剪力墻結構設計的一般規定、受力特點、計算結果分析和主要技術措施，并提出短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節及概念設計的一些看法，與相關同行商討。關鍵詞：短肢剪力墻；建筑結構；概念設計Abstract: in this paper the main structure of residential building in combination with an example, the paper introduces the short shear wall structure design of the general pr

2、ovisions, mechanical characteristics, the calculation results analysis and the main technical measures, and put forward the short shear wall structure seismic weak links and concept designs views, and related counterparts to discuss.Keywords: short-shear walls; Building structure; Concept design中圖分類

3、號：TU3文獻標識碼：A 文章編號： 1.工程概況該工程位于某小區4#樓，是1棟小高層帶電梯的住宅樓，總建筑面積約1.02萬m2，房屋總高度31.8m。主樓共10層，平面尺寸為45.6m×22m，其中架空層一層，層高4.8m，作車庫使用；地上9層為住宅標準層，層高3m；局部突出屋面部分為電梯機房。裙樓為外擴地下室，也作車庫使用，平面尺寸為45.6m×18m，層高3.3m，頂板面比主樓1層樓面低1.5m。本工程建筑結構的安全等級為二級，抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，地面粗糙度為B類，基本風壓值取0.35kN/m2

4、，場地土類別為類，屬抗震有利地段。2.上部結構體系本工程的平面體型較為復雜，住宅層結構平面Y向一側凹進的尺寸為10.8m，為Y向總尺寸的49.1%，大于30%，按建筑抗震設計規范GB50011-2001第3.4.2條，屬平面不規則類型。加上主、裙樓高差較大，地下室外擴部分面積也較大，故本工程設置了兩道防震縫，將上部結構劃分為三個較規則的抗側力結構單元，即主樓為兩個結構單元（完全相同），裙樓為1個結構單元。其中，主樓結構單元局部高差較大部分采用后澆帶處理。3.主樓上部結構抗震計算結果分析31主要結構構件剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度：四周外墻肢肢厚240mm，內墻肢肢厚200mm；但無端柱的

5、一字形短墻肢除外：底層肢厚300mm，其余肢厚240mm。剪力墻砼強度等級2層以下為C35，3層以上為C 25梁、板的砼強度等級均為C25。主要連梁的尺寸多為240×500mm核心筒處樓板的厚度為200mm，頂層樓板厚度為120mm。有別于肢長肢厚比不大于4.0的異形柱，短肢剪力墻的肢長肢厚比按規范要求控制在58范圍內，一般剪力墻的肢長肢厚比均大于8。3.2計算結果分析從構件力學特性上來說，短肢剪力墻的肢長與肢厚比5.0，更接近于剪力墻，故計算時將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應更合理。因此，結構整體計算采用中國建筑科學研究院開發的SATWE程序（2003年版）進行。SATWE采用

6、的是在每個節點有六個自由度的殼元基礎上凝聚而成的墻元模擬剪力墻，墻元不僅具有平面內剛度也具有平面外剛度，可以較好地模擬工程中剪力墻的真實受力狀態，計算結果較精確；同時，對樓板SATWE可以考慮其彈性變形。（1）自振周期的控制考慮扭轉耦聯時的自振周期（計算時自振周期折減系數取0.8）如表1所示。從表1可得，結構扭轉為主的第一自振周期T3=0.7233s，平動為主的第一自振周期T1=1.0532s，T3/T1=0.6870.9，滿足JGJ32002第4.3.5條的規定。（2）結構位移的控制最大層間位移角（應1/1000）、最大水平位移與層平均位移的比值（不宜大于1.2，不應大于1.5）及最大層間位

7、移與平均層間位移的比值（不宜大于1.2，不應大于1.5）見表2，從中可以看出結構在風荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規范限值。（3）樓層最小地震剪力的控制GB50011-2001及JGJ32002規范中，均沒有對6度設防烈度區的樓層最小地震剪力系數值作限制，故本工程不予考慮。（4）短肢剪力墻與一般剪力墻剛度比的控制短肢剪力墻及一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩見表3。由表中數據可見，本工程一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩小于結構總底部地震傾覆力矩的50%，滿足JGJ32002規范第7.1.2條的規定。底部地震傾覆力矩 表34.結構設計的主要技術措施4.1短肢剪力墻設計為了保證

8、結構有足夠的抗側剛度，設計中將電梯井道與樓梯間的剪力墻形成本結構的核心筒，其余剪力墻采用短肢剪力墻通過連梁連接，形成了具有一定抗側力的短肢剪力墻結構體系。根據短肢剪力墻結構的特點：地震作用下的抗扭能力較弱，因此本工程設計中將一般剪力墻布置在建筑四角處，短墻肢盡量均勻對稱布置，以減小水平力作用下的扭轉效應，且短墻肢絕大多數在兩個方向有連接，即截面型式多采用L、T型。少量短墻肢由于建筑需要采用了一字型，為了減少剪力墻平面外彎矩，設計時盡量不布置與之垂直相交的大跨度單側樓面梁，避免不了的墻肢，盡量設端柱。短肢剪力墻的肢長肢厚比按規范要求控制在58范圍內，并且保證每一段墻肢長度不小于1.2m，另外，對

9、短肢剪力墻的軸壓比均控制在0.6以內，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率均大于1.2%。由于短肢剪力墻的肢長較短，故截面配筋型式參照異形柱（見圖3），縱向鋼筋間距不大于200mm，箍筋肢距不大于300mm，箍筋間距100mm。圖3短肢剪力墻截面配筋示意圖4.2連梁設計本工程中，由于剪力墻數量較多，且比較分散，布置均勻，墻肢較短，各片剪力墻之間抗側剛度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墻受力較均勻，因此，構成剪力墻壁的主要構件連梁無超筋現象。跨高比5的連梁按框架梁進行設計（頂層處按連梁的構造要求配筋），其余連梁按JGJ32002中第7.2.26條的規定設計。為保證樓層處的梁連成一個整體，框架梁

10、、連梁及暗梁設有一定數量的縱向鋼筋拉通。4.3樓板設計由于核心筒處的樓板受到電梯井及樓梯開洞的削弱，使得核心筒上下兩部分平面的連接較為薄弱，故與建筑專業協商，要求該部分樓板的連接寬度不小于5m，并在設計時加厚為200mm，配雙層雙向通長筋12200。為加強建筑物的頂部約束，提高抗風、抗震能力，頂層樓板加厚為120mm。5.短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節及概念設計短肢剪力墻結構是介于框架-剪力墻結構和一般剪力墻結構之間的一種結構形式，其抗震薄弱環節是建筑平面外邊緣及角點處的墻肢、“一字形”短肢剪力墻及連梁。當有扭轉效應時，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢會首先開裂；在地震作用下，高層短肢剪力墻結構將以整體彎曲變形為主，短肢剪力墻因截面面積小且承受較大的豎向荷載，破壞嚴重，尤其“一字形”小墻肢破壞最嚴重；在短肢剪力墻結構中，由于墻肢剛度相對減小，連接短肢剪力墻間的連梁已類似普通框架梁，其受剪破壞的可能性增加。因此，在短肢剪力墻結構設計中，對這些薄弱環節，應加強概念設計和抗震構造措施。6.結束語作為剪力墻結構體系的分支，短肢剪力墻結構由于結構布置方面的靈活性和可調整性，使其各項技術經濟指標均較一般剪力墻結構理想，因而在小高層住宅樓結構設計中已被廣泛采用。設計短肢剪力墻結構時，應區別于一般剪力墻結構，多結合住宅特點，使結構剛柔適中，并運用抗