关于工程中遇到短肢剪力墙问题的一些探讨

郭 慧

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

0 引言

近年为有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，在不少建筑结构设计中我们采用了短肢剪力墙结构，甚至不可避免的出现了一字形短肢剪力墙。但是为了防止短肢剪力墙承受的楼面面积范围过大、或房屋高度太大，过早压坏引起楼板坍塌的危险，在JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程中，对于短肢剪力墙以及“一字形”短肢剪力墙有非常严格的规范限制。

1 短肢剪力墙之判断

剪力墙开大洞口时，会形成短肢剪力墙，短肢剪力墙一般较多地出现在多层和高层住宅建筑中。短肢剪力墙指的是截面厚度不大于300 mm，并且各个墙肢的截面高度与厚度的比值的最大值大于4且不大于8的剪力墙墙体。当短肢剪力墙的翼墙长度小于翼墙厚度的3倍时，则不可按照L形或者⊥形短肢剪力墙考虑，此时便出现了无翼缘的一字形短肢剪力墙。当墙肢厚度bw＞300 mm时，此墙肢具有较好的抗震性能，可不计入短肢剪力墙范围;当短肢剪力墙的两端与较强的连梁(连梁净宽与连梁截面高度之比Lb/hb≤2.5，且连梁高度hb≥400 mm)相连时，可不作为短肢剪力墙计算配筋。

2 短肢剪力墙需要满足的规范要求

在JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程中规定，短肢剪力墙设计应该满足如下规定:

1)截面厚度要符合墙体的稳定验算的要求，并且底部加强区短肢墙厚度不应小于200 mm，其他部位不应小于180 mm，对于“一字形”短肢剪力墙底部加强区一二级不应小于220 mm、三四级不应小于180 mm，其他部位一二级不应小于180 mm、三四级不应小于160 mm;

2)在规定水平地震力的作用下，要求短肢剪力墙所承担的底部倾覆力矩应不大于结构底部总地震作用倾覆力矩的1/2;

3)在抗震设计时，各个层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下的轴力设计值的轴压比，要求在抗震等级为一、二、三级时，各短肢剪力墙底部加强部位分别不宜大于 0.45，0.50，0.55，对于无翼缘的一字形短肢剪力墙的轴压比限值需相应再减少0.1;

4)在抗震设计时，底层加强部位须按照《高层建筑混凝土结构技术规程》7.2.6条规定调整剪力设计值，除此之外，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;

5)短肢剪力墙的边缘构件的设置应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》7.2.14 条的规定;

6)在抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部竖向钢筋的配筋率应满足下列限值:底部加强区一、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%;

7)一字短肢剪力墙延性及平面外稳定均十分不利，因此不宜采用一字短肢剪力墙，并且不宜布置单侧的楼面梁与它平面之外垂直相连或斜向交，同时还要求短肢剪力墙要尽可能的设置有效翼缘。

3 工程实例

本工程为一高层住宅楼，位于山西太原，总高度为84.450 m，抗震设防烈度是8度，设计基本地震加速度值是0.2g，设计地震分组是第一组，剪力墙抗震等级为一级。此工程示意图详见图1，图2。

在⑥轴、⑩轴与Ⓐ轴交点处均有YBZ1，因为建筑需要并根据结构位移计算结果分析，此处需要放置剪力墙，但是此剪力墙为一字短肢剪力墙，具体尺寸详见图2。

图1 标准层平面图

图2 剪力墙具体尺寸图

X向与Y向墙肢的厚度均为300 mm，X向墙肢长度为1 600 mm，Y向墙肢长度为600 mm，根据短肢剪力墙的定义，4＜1 600/300=5.333≤8，此墙为短肢剪力墙，又600/300=2＜3，不可作为有效翼缘，因此判断其为一字形短肢剪力墙。于是在设计时要严格控制其轴压比在0.35以内并且应满足竖向筋的配筋率不小于1.2%。但是经过各种调整，轴压比无法控制在0.35以内。所以最终采取加高连梁的措施，使其不作为短肢剪力墙计算考虑，在左侧设置300(梁宽)×770(梁高)×1 500(梁跨度)连梁，在右侧设置300(梁宽)×1 000(梁高)×2 400(梁跨度)连梁，在上侧设置300(梁宽)×770(梁高)×1 800(梁跨度)连梁，这三根连梁跨高比都大于2.5，且高度均大于400 mm，所以此墙体可作为强连梁的连肢墙，因此此墙体在计算配筋时可不作为短肢剪力墙考虑。实际工程中，也常有为迎合建设单位控制结构混凝土用量及钢筋用量的要求，设计人员不区分工程的具体情况，对较高的高层建筑，机械地控制剪力墙截面的高宽比(hw/bw)，如过多的将200厚剪力墙的墙肢长度控制在1 650 mm或1 700 mm，以避免出现短肢剪力墙。其实，这种做法不仅违背了剪力墙结构设计的基本原则，同时由于墙肢两端需要设置边缘构件，连梁配筋也大于墙体配筋，再加上墙体开洞处需要采用砌体填充墙，因此，结构设计的经济性也不见得好。总之，在剪力墙结构尤其是高度较高(如房屋高度不小于60 m)的剪力墙结构中，应尽量采用一般剪力墙，以提高结构的抗震性能，并降低房屋的综合造价。

［1］JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］.

［2］朱丙寅.高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2010)应用与分析［M］.北京:中国建筑工业出版社，2013.

［3］住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院.2009全国民用建筑工程设计技术措施结构(混凝土结构)［M］.北京:中国计划出版社，2013.

［4］李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及计算［M］.北京:中国建筑工业出版社，2011.