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【摘要】近年来，随着人们生活水平的提高，对住宅空间与平面的要求也越来越高，尤其是在小高层与多层建筑结构中，这种现象表现的尤为明显。而传统的房屋建设结构由于露柱露梁，普通的剪力墙结构对建筑空间造成了严重影响，使得室内空间规定与分隔无法满足人们的大空间需求。在这种社会现状下，施工建设单位与企业急需一种新型的墙体结构来解决现有的建筑空间和平面问题，基于此新型的短肢剪力墙结构便应运而生了，成为建筑工程项目中设计的主要重点。本文围绕小高层建筑短肢剪力墙结构设计中存在的问题进行分析，探讨了相关设计要点，并提出了各种问题的应对策略。
【关键词】剪力墙；小高层建筑；设计；计算
0.前言
短肢剪力墙结构在目前的建筑工程中被广泛应用，其既保留了异形柱不凸出墙面的优势，且又在应用的过程中克服了异形柱框架抗震性能不佳的缺陷，因此其在目前的小高层住宅建筑工程中得到了广泛的应用。短肢剪力墙是剪力墙结构中的一种特殊存在，是剪力墙结构中的主要模式。在目前的建筑结构中，剪力墙结构墙体主要是由钢筋混凝土墙组成，墙肢高度与厚度之间的比例大于1：8。通常在施工的过程中在结构上进行开门、开窗的话均需要按照规范要求进行，而短肢剪力墙是一些独立的钢筋混凝土墙段通过连接梁彼此连接成为一个整体，进而采用其他轻质材料或者砖土材料进行填充，它在工作中有点类似于异形柱框架结构，而又不属于框架结构。
1.结构体系的特点与优势
短肢剪力墙体系在一种结合建筑平面进行设计的过程，其在工作中通过利用间隔墙的位置来布置相关的属相构件，同时其基本上不去考虑建筑使用功能发生冲突与矛盾。在小高层建筑工程项目中，短肢剪力墙的数量可多可少、结构可大可小，其中肢长也是可以进行控制的，主要的应用措施和方式通常都是根据抗侧力的需求来进行分析和制定的。随着工程设计技术的逐步完善，短肢剪力墙结构在布置的方面也存在着灵活性大、可彼此进行调整的优势，同时对于各项方案的选择也较多，能够处理楼层中存在的各种不足。其主要的优势主要可以分为以下几种：
1.1满足建筑功能的需要
（1）墙肢与填充墙等厚，连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内，避免框架结构中梁柱突出墙面的问题。
（2）填充墙体采用轻质材料，符合墙体改革的方向。
（3）虽然短肢墙构件增加了施工难度，且便于空间功能的使用和布置。
1.2满足结构设计的需要
在小高层住宅中，与常用的框架——抗震墙体系相比，其虽然具有受力明确，计算简单等优点，但其柱子截面大，梁柱外露，影响美观和使用，在平面复杂多变的情况下结构布置体系难以趋于合理，结构分析计算变得较为困难。而短肢剪力墙体系，墙肢和梁可隐蔽，结构布置灵活，墙体的数量和肢长根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。
2.结构布置中需注意的问题
短肢剪力墙结构抗震性能较差，故应加强抗震薄弱环节，注重概念设计，满足高规要求。
（1）短肢剪力墙应均匀布置，使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙，尽可能做到墙肢上、下对齐、连续，尽量避免洞口错位，与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。
（2）每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接，连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。
（3）短肢剪力墙应设计成强墙柱、弱连梁的体系。所谓墙柱，指的是指墙柱可采用强度等级高的混凝土，加强墙柱配筋：尽可能减少连梁高度，使分配的地震力不至于太大，也使短肢剪力墙体系计算更合理。
3.运用结构计算软件容易忽视的问题
新《抗震规范》和新《高规》已颁布实施多年，两本规范中关于地震作用计算、结构内力调整等内容较以前均有很大变动。结构设计人员应理解新规范中的条文内容并在电算过程中贯彻实施。
总体计算中总信息的输入：
3.1对振型数量的要求
新《高規》第10章将带转换层的短肢剪力墙结构列为复杂高层建筑。第5.L.13条规定了计算地震作用时的最小振型数。实际上最根本的要求是要保证振型参与质量达到总质量的90％以上。振型数最好是3的倍数。振型数的大小与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构刚度突变较大时，振型数也应取大些。尤其对于高位转换，由于转换层的质量远大于其他楼层，导致不同振型时地震作用在转换层处突然增大，尤以转换层位置在振型曲线振幅最大处或附近时更为显著，因而转换层在较高位置时，高振型的影响可能明显增大，建议在计算分析时，取较多振型。
3.2连梁的刚度折减
高层建筑中的连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁按“强剪弱弯”的延性要求进行计算。多、高层结构设计中允许连梁的刚度有所下降，程序中通过连梁刚度折减系数来反映开裂后的连梁刚度。但应注意短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对较小，连接各墙肢的梁已类似普通框架粱，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁的要求，控制混凝上压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70％、80％来解决。
3.3短肢剪力墙的抗震构造
3.3.1抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规第48.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级。
3.3.2抗震设计时，底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm；抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2％。其他部位不宜小于1.0％：新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墒肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。
4.结束语
综上所述，关于小高层住宅建筑中短肢剪力墙结构的设计，文章主要从短肢剪力墙结构的布置、计算分析、构造要求及结构设计中应注意的问题这几个方面进行论述。目前，随着小高层建筑的发展和人们对住宅使用功能要求的提高，由于短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙肢可长可短，可落地也可带转换层，房间内不会出现露梁露柱的现象，且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构，因此在设计中根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。 [科]
【关键词】剪力墙；小高层建筑；设计；计算
0.前言
短肢剪力墙结构在目前的建筑工程中被广泛应用，其既保留了异形柱不凸出墙面的优势，且又在应用的过程中克服了异形柱框架抗震性能不佳的缺陷，因此其在目前的小高层住宅建筑工程中得到了广泛的应用。短肢剪力墙是剪力墙结构中的一种特殊存在，是剪力墙结构中的主要模式。在目前的建筑结构中，剪力墙结构墙体主要是由钢筋混凝土墙组成，墙肢高度与厚度之间的比例大于1：8。通常在施工的过程中在结构上进行开门、开窗的话均需要按照规范要求进行，而短肢剪力墙是一些独立的钢筋混凝土墙段通过连接梁彼此连接成为一个整体，进而采用其他轻质材料或者砖土材料进行填充，它在工作中有点类似于异形柱框架结构，而又不属于框架结构。
1.结构体系的特点与优势
短肢剪力墙体系在一种结合建筑平面进行设计的过程，其在工作中通过利用间隔墙的位置来布置相关的属相构件，同时其基本上不去考虑建筑使用功能发生冲突与矛盾。在小高层建筑工程项目中，短肢剪力墙的数量可多可少、结构可大可小，其中肢长也是可以进行控制的，主要的应用措施和方式通常都是根据抗侧力的需求来进行分析和制定的。随着工程设计技术的逐步完善，短肢剪力墙结构在布置的方面也存在着灵活性大、可彼此进行调整的优势，同时对于各项方案的选择也较多，能够处理楼层中存在的各种不足。其主要的优势主要可以分为以下几种：
1.1满足建筑功能的需要
（1）墙肢与填充墙等厚，连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内，避免框架结构中梁柱突出墙面的问题。
（2）填充墙体采用轻质材料，符合墙体改革的方向。
（3）虽然短肢墙构件增加了施工难度，且便于空间功能的使用和布置。
1.2满足结构设计的需要
在小高层住宅中，与常用的框架——抗震墙体系相比，其虽然具有受力明确，计算简单等优点，但其柱子截面大，梁柱外露，影响美观和使用，在平面复杂多变的情况下结构布置体系难以趋于合理，结构分析计算变得较为困难。而短肢剪力墙体系，墙肢和梁可隐蔽，结构布置灵活，墙体的数量和肢长根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。
2.结构布置中需注意的问题
短肢剪力墙结构抗震性能较差，故应加强抗震薄弱环节，注重概念设计，满足高规要求。
（1）短肢剪力墙应均匀布置，使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙，尽可能做到墙肢上、下对齐、连续，尽量避免洞口错位，与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。
（2）每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接，连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。
（3）短肢剪力墙应设计成强墙柱、弱连梁的体系。所谓墙柱，指的是指墙柱可采用强度等级高的混凝土，加强墙柱配筋：尽可能减少连梁高度，使分配的地震力不至于太大，也使短肢剪力墙体系计算更合理。
3.运用结构计算软件容易忽视的问题
新《抗震规范》和新《高规》已颁布实施多年，两本规范中关于地震作用计算、结构内力调整等内容较以前均有很大变动。结构设计人员应理解新规范中的条文内容并在电算过程中贯彻实施。
总体计算中总信息的输入：
3.1对振型数量的要求
新《高規》第10章将带转换层的短肢剪力墙结构列为复杂高层建筑。第5.L.13条规定了计算地震作用时的最小振型数。实际上最根本的要求是要保证振型参与质量达到总质量的90％以上。振型数最好是3的倍数。振型数的大小与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构刚度突变较大时，振型数也应取大些。尤其对于高位转换，由于转换层的质量远大于其他楼层，导致不同振型时地震作用在转换层处突然增大，尤以转换层位置在振型曲线振幅最大处或附近时更为显著，因而转换层在较高位置时，高振型的影响可能明显增大，建议在计算分析时，取较多振型。
3.2连梁的刚度折减
高层建筑中的连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁按“强剪弱弯”的延性要求进行计算。多、高层结构设计中允许连梁的刚度有所下降，程序中通过连梁刚度折减系数来反映开裂后的连梁刚度。但应注意短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对较小，连接各墙肢的梁已类似普通框架粱，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁的要求，控制混凝上压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70％、80％来解决。
3.3短肢剪力墙的抗震构造
3.3.1抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规第48.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级。
3.3.2抗震设计时，底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm；抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2％。其他部位不宜小于1.0％：新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墒肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。
4.结束语
综上所述，关于小高层住宅建筑中短肢剪力墙结构的设计，文章主要从短肢剪力墙结构的布置、计算分析、构造要求及结构设计中应注意的问题这几个方面进行论述。目前，随着小高层建筑的发展和人们对住宅使用功能要求的提高，由于短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙肢可长可短，可落地也可带转换层，房间内不会出现露梁露柱的现象，且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构，因此在设计中根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。 [科]