浅谈短肢剪力墙结构抗震设计

朱小莉

摘要：近年来随着人们对于住宅的要求越来越高，传统的框架结构、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已经不能满足人们对于住宅空间的要求。短肢剪力墙结构体系渐在建筑工程被越来越多的应用到。本文主要分析了短肢剪力墙的抗震性能，并指出了短肢剪力结构抗震设计中应该注意的问题。

关键字：短肢剪力墙；抗震设计；结构

Abstract: in recent years as people for residence more and more high, the traditional frame structure, common the shear wall structure of the architectural space and strictly limited space cannot have satisfied people for residential space requirements. Short shear wall structure system gradually in construction project is more and more applied to. This paper mainly analyzes the short-shear walls of the seismic performance, and points out the short shear structure seismic design which should be paid attention to.

Key word: short-shear walls; Seismic design; structure

中图分类号：U452.2+8文献标识码：A 文章编号：

近年来随着人们对于住宅的要求越来越高，传统的框架结构、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已经不能满足人们对于住宅空间的要求。经过不断的探索和实践，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展形成了短肢剪力墙——筒体（或一般剪力墙）结构体系。目前在《高层建筑混凝土结构技术规程》中，对短肢剪力墙结构体系已经有了明确的设计要求。

一、短肢剪力墙抗震性能分析

1.截面形式。墙肢截面高度与厚度之比在5至8之间的剪力墙即为短肢剪力墙。短肢剪力墙的截面形式有“L” “T”“Z”和“一”等。并且有研究表明无翼短肢剪力墙的受力性能比带翼短肢剪力墙弱，因此在实际建筑工程中，应该尽可能的避免使用一字型截面墙肢。

2.墙体配筋形式。通常短肢剪力墙结构的翼墙和腹板交界处会出现一些纵向裂缝，因此，这些部位需要加设暗桩。对无翼墙试体和有翼墙试体的墙肢破坏情况进行对比分析，发现有翼墙体在翼墙上一般都只有水平裂缝并且裂缝形态和无翼墙体在墙肢上的相似。这就表明翼墙在结构受力时负担的主要是外加弯矩，而剪力则由墙肢承担。在设计时，应该短肢剪力墙的转角部位和端部设置暗桩，将主要钢筋布置在暗桩范围内；并且由于短肢剪力墙结构底部受到的剪力较大，因此，底部加强区范围内的墙肢箍筋应该进行加密处理。

3.体积配箍率。短肢剪力墙的延性比较差，一般采取加强体积配箍率的方法来提高其延性。提高短肢剪力墙配箍率以后，虽然受弯承载力并没有明显的提高，但是提高了混凝土峰值应力下的应变值，应力—应变曲线的下降段变得较为平缓且延性有显著提高。在进行短肢剪力墙体积配箍率设计时，短肢剪力墙的箍筋可以参照《高层建筑混凝土结构技术规程》对于约束边缘构件的配箍特征值来设计。

4.轴压比。当轴压比较大时，增大轴压比截面受弯承载力会随之减小，截面承载力降低程度也会随之增大，延性降低；当轴压比较小时，增大轴压比截面的受弯承载力随之增大，钢筋进入强化阶段后，短肢剪力墙承受的弯矩值不会明显降低。即塑性铰出现后，短肢剪力墙的抗弯能力能够基本得以维持。在《高层混凝土建筑结构技术规程》中规定，在短肢剪力墙的抗震设计中，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，抗震等级为一级时不宜大于0.5，等级为二级时不宜大于0.6，等级为三级时不宜大于0.7。对于无翼缘或是端柱的一字形短肢剪力墙，其延性更差，因而其轴压比限值相应降低0.1。

二、短肢剪力墙结构的PKPM软件设计方法

PKPM中TAT、SATWE都可以自动搜索短肢剪力墙。TAT对短肢剪力墙的判定原则为双向认定，即不大于两肢相连且满足短肢要求的剪力墙，才会被判定为短肢剪力墙。SATWE与TAT判定短肢剪力墙有如下两个不同：对T形、墙肢高厚比为5~8之间的剪力墙，通常SATWE都不会判定为剪力墙；而如果有1个或是2个墙肢有连梁相连时TAT一般就会将其判定为短肢剪力墙。对于有些筒体部位高厚比小于8的墙肢，如果一端有连梁相连，TAT会判定为一般的剪力墙而SATWEZE则认为其是短肢剪力墙。

TAT和SATWE都不能自动判断某结构是否为短肢剪力墙时，在设计时可以参照如下的步骤：在短肢剪力墙布置较多的情况下，利用程序设计参数定义时，可以先进行假设，假定结构体系就是短肢剪力墙结构然后再计算、分析，从计算的结果中看短肢剪力墙所承受的第一振型底部与结构底部总地震倾覆力矩的比。如果其比例值在40%~50%之间，则可以提按照短肢剪力墙结构进行设计。否则，则可以判定为一般的剪力墙结构，应该重新设置参数和进行内力计算、结构构件配筋计算等。

三、短肢剪力结构抗震设计中应该注意的问题

短肢剪力结构的抗震性能还比较差，因此在设计的时候，要根据恰当的计算软件和计算分析方法，确定计算模型和相关参数并合理判断计算结果、加强概念设计，提高短肢剪力结构的抗震性能。

1.高层住宅中，特别是在一些地震区，剪力墙不能不能过少且墙肢不能太短，因此在设计中不能只出现短肢剪力墙结构体系，还需要设置一般剪力墙，构成一般剪力墙与短肢剪力墙共同抵抗水平力结构。并且为了从结构上改善短肢剪力墙的延性，短肢剪力墙的抗震等级应该比一般的剪力墙要提高一级。

2.短肢剪力墙结构中，筑平面外缘的角部处的墙肢是抗震比较薄弱的部位。当发生扭转时，会导致现有的翘曲变形加剧，使其墙肢开裂。因此可以采取减小轴压比、增加箍筋和纵筋等措施来加强其抗争构造措施。

3.短肢剪力墙承担的主要是竖向荷载，因此要保证截面大小适度，且墙肢截面高厚比应控制在5~8之间， 且墙厚需要超过200毫米。当墙肢截面高度比不大于3时，应该按柱要求进行设计。

4.短肢剪力墙结构体系中，电算分析力学模型最好采用SATWE软件。短肢剪力墙结构体系考虑，各部位最好选取两种力学模型分析结果不利情况，短肢墙之间连梁或是框架的选择应根据跨高比来决定。在一般情况下，如果短肢剪力墙洞口形成的跨高比小于5时，应该按连梁进行设计，如果跨高比大于或是等于5时，应该按框架梁进行设计。短肢剪力墙的配筋可以按照一般剪力墙的配筋方法进行计算；但是如果短肢墙的长宽之比小于3的话，配筋就必须按照柱的方法来进行计算。注意整体计算需考虑填充墙基本自振周期影响，折减系数可取0.8~0.9。

参考文献：

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[2]李军，闵文兵，陶廷权.试论短肢剪力墙结构抗震设計[J].中国水运（理论版），2006（03）

[3]于庆琦，杜刚.浅谈短肢剪力墙结构抗震设计[J].科技信息，2007（04）