短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)定與設(shè)計(jì)

摘#8195;要 本文針對(duì)住宅中工程短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)作了闡述，供大家參考。

關(guān)鍵詞 短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) TU 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)012-0146-01

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2002）中規(guī)定：短肢剪力墻是指墻截面高度與厚度之比為5～8倍剪力墻結(jié)構(gòu)，且墻后不小于

200 mm。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是剪力墻結(jié)構(gòu)中的一種，多用于高層及小高層住宅建筑。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的大多數(shù)墻肢相對(duì)較短，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。近年來(lái)，隨著人們對(duì)住宅與空間的要求越來(lái)越高，原來(lái)普通框架結(jié)構(gòu)的露柱露梁、普通剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)建筑空間的嚴(yán)格限定與分隔已不能滿足人們的需求。在這樣的情況下，由于鋼筋混凝土短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有墻肢可靈活布置，房間內(nèi)無(wú)露梁露柱的現(xiàn)象，給建筑較大的靈活空間，剪力墻數(shù)量較少，減輕了自重，減小了水平地震作用，降低了鋼筋混凝土的用量等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛運(yùn)用。

1 短肢剪力墻

1）短肢剪力墻高厚比的要求：①短肢剪力墻與一般剪力墻的區(qū)分?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）中7.1.2條規(guī)定，短肢剪力的高厚比是5～8，而一般剪力墻的高厚比大于8；②短肢剪力墻與異型柱的區(qū)分?！懂愋椭?guī)范》中7.1.1條規(guī)定，異型柱是截面幾何形狀為L(zhǎng)形、T形和十字形，且截面各肢的高厚比不大于4的柱，這樣就與《高規(guī)》中7.1.2條的規(guī)定出現(xiàn)不銜接的情況，即墻肢高厚比在4～5之間的構(gòu)件應(yīng)按異形柱設(shè)計(jì)還是按短肢剪力墻設(shè)計(jì)？《混凝土規(guī)范》中l(wèi)0.5.1條規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件截面的長(zhǎng)邊大于其短邊的4倍時(shí)，宜按墻的要求設(shè)計(jì)。

2）短肢剪力墻的判定在實(shí)際中，由于L形、T形、十字形和Z形的短肢剪力墻的大量應(yīng)用，比一字形短肢剪力墻的抗震性能強(qiáng)，延性及平面外穩(wěn)定性較好，所以規(guī)范要求短肢剪力墻盡可能設(shè)置翼緣。PKPM（結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件）規(guī)定，短肢剪力墻必須是不超過(guò)兩個(gè)墻肢且每個(gè)墻肢高厚比都小于8的剪力墻，軟件按此定義搜索和判斷短肢剪力墻。

2 短肢剪力墻的受力特點(diǎn)

目前，對(duì)于短肢剪力墻為何定義為墻肢高度比為5～8的剪力墻并沒(méi)有明確說(shuō)明理由 事實(shí)上，短肢剪力墻介于聯(lián)肢墻與異形框架柱之間，它屬于聯(lián)肢墻的一種界限情況，與一般的聯(lián)肢墻相比，它的墻肢截面高度要短一些，但它仍屬于剪力墻的范疇。下面以雙肢墻為例來(lái)說(shuō)明短肢剪力墻的受力特點(diǎn)。它由兩個(gè)T形截面的墻肢和一系列連梁組成的聯(lián)肢墻。設(shè)水平荷載在離墻底為z的高度處產(chǎn)生的彎矩為M，由平衡條件知：

M=Ml+M2+N1

式中：M1、M2分別為離墻底高度為z的水平截面上，由墻肢1、2單獨(dú)承擔(dān)的變矩，它使單個(gè)墻肢截面產(chǎn)生彎曲，稱為局部彎矩；N為該處墻肢截面的軸向力；L為兩墻肢截面形心之間的距離L=LI+L2。

顯然NL表示由兩個(gè)墻肢整體工作的組合截面所承擔(dān)的彎距，它使組合截面產(chǎn)生彎曲．其中一個(gè)墻肢受拉，另一個(gè)墻肢受壓，因此將NL稱為整體彎矩。

短肢剪力墻在倒三角形水平荷載作用F墻肢的局部彎矩、墻肢軸力所產(chǎn)生的整體彎矩以及外荷載產(chǎn)生的總彎矩之間的關(guān)系。不難看出，整體彎矩隨著整體性系數(shù)的增加而增大，而局部彎矩則隨著整體性系數(shù)的增大而減小?，F(xiàn)在再將連梁沿跨中截開，開該處的彎矩為零，剪力為Vbi。式中，Vbi為i層連粱對(duì)兩個(gè)墻肢提供的彎矩貢獻(xiàn)，稱為結(jié)束彎矩?？梢?，整體彎矩是由連梁的剪力作用提供的，剪力墻某一水平截面上的整體彎矩等于此截面以上所有連粱對(duì)墻肢的約束彎矩的總和，這就是連梁的貢獻(xiàn)。在短肢剪力墻中，整體彎矩比局部彎矩大得多，所以剪力墻的主要受力特點(diǎn)是以整體彎曲為主，大多數(shù)樓層的墻肢沒(méi)有反彎點(diǎn)。整體水平位移曲線與豎向懇臂柱相似，是以彎曲型為主。即T、一樓層的相對(duì)層間位移比上一層的小，這對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的。

3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定

3.1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的必要條件

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，簡(jiǎn)體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)部底部地震傾覆力矩的50％。若由短肢墻承受的地震傾覆力超過(guò)50％，說(shuō)明短肢剪力墻所占的比例過(guò)大，這在規(guī)范上是不允許的。若由短肢墻承受的地震傾覆力矩很小，則此結(jié)構(gòu)應(yīng)視為一般剪力墻結(jié)構(gòu)，不用定義為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用PKPM軟件計(jì)算時(shí)，這一條件的實(shí)現(xiàn)與否可以SATWE的WV020.OUT文件中查看，或在TAT的NL-1.OUT文件中查看到。

3.2 短肢剪力墻的應(yīng)用范圍

1）B級(jí)高度高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高層建筑，即使設(shè)置簡(jiǎn)體，也不能采用。

2）其最大適用高度比《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》表4.2.2-1中剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低， 日7度和8度抗震沒(méi)汁是分別不應(yīng)大于100 m和60 m。

4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)

1）墻肢厚度≥200，且按抗震等級(jí)為一、二級(jí)時(shí)短肢剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位≥l6層高，其它部位≥1/20層高，當(dāng)為無(wú)端柱或翼墻的一字形剪力墻時(shí)，底部加強(qiáng)部位的截面厚度≥1/12層高，其它部位≥1/15層高；按抗震等級(jí)為二、四級(jí)時(shí)短肢剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位≥1/20層高，其它部位≥1/25層高。

2）短肢剪力墻應(yīng)進(jìn)行剪壓比、軸壓比驗(yàn)算，正截面、斜截面的計(jì)算，計(jì)算過(guò)程和計(jì)算公式與普通剪力墻一致。

3）短肢剪力墻之間的連梁應(yīng)進(jìn)行剪壓比驗(yàn)算，正截面，斜截面的計(jì)算，計(jì)算過(guò)程和計(jì)算公式與普通連梁一致。

4）在設(shè)計(jì)中。經(jīng)常會(huì)遇到連梁超限的情況，“高規(guī)”第7.2.25條提出了三種處理方法：①減小連粱高度，降低連梁的剮度。對(duì)于高度很大的連粱，可以雙連梁的辦法來(lái)解決。雙連梁可近似折算為一根梁，梁寬等于兩倍墻厚，梁高取實(shí)際粱高，計(jì)算所得配筋均分給上下兩根連梁。在構(gòu)造上應(yīng)注意兩根連梁應(yīng)采用輕質(zhì)材料填縫；②XJ連梁彎矩及剪力進(jìn)行調(diào)幅，但在整體計(jì)算時(shí)已將連梁剛度進(jìn)行折減的，不應(yīng)再考慮調(diào)幅無(wú)論用什么方法，連梁調(diào)幅后的彎矩及剪力沒(méi)計(jì)值不應(yīng)低于正常使用狀態(tài)下的值，也不宜低于比設(shè)防烈度低一度的地震作用組合所得的彎矩設(shè)計(jì)值；③當(dāng)連梁破壞對(duì)承受豎向荷載無(wú)明顯影響時(shí)，可考慮在大震作用下該連粱不參與工作，按獨(dú)立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，墻肢應(yīng)按兩次計(jì)算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，連梁則可根據(jù)實(shí)際截面按構(gòu)造配筋，做到“強(qiáng)剪弱彎”即可。以上三種方法在不同軟件中，實(shí)現(xiàn)的方式是不同的，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)參照軟件說(shuō)明書進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著沒(méi)計(jì)方法的不斷更新，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的運(yùn)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。但是由于國(guó)家一直沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)程、規(guī)范，因此導(dǎo)致其在應(yīng)用方面受到了一定的制約，應(yīng)盡快制定出相應(yīng)的規(guī)范，以使該設(shè)計(jì)方法在實(shí)際應(yīng)用中更合理、更安全。

參考文獻(xiàn)

[1]呂西林主編.超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)指南[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，2005.