剪力墻結(jié)構(gòu)（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)體系探索研究

趙 鑫，姜 旸

大連華威高級建筑師事務(wù)所，遼寧大連 116021

0 引言

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展以及房地產(chǎn)重心的偏移，我國二、三線城市大量涌現(xiàn)了10 ～18 層的帶地下車庫及二層公建的小高層建筑。對于這類建筑，在方案介紹，是采用剪力墻結(jié)構(gòu)（含少量短肢墻）、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)還是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員需要對結(jié)構(gòu)體系進行選擇。既要尋求一種能夠滿足建筑的使用功能，同時滿足結(jié)構(gòu)體系的計算要求，并有良好的安全可靠度和經(jīng)濟性的結(jié)構(gòu)體系。在2010年版的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010 中，首次正式在規(guī)范中提出了“含少量短肢墻”的一般剪力墻結(jié)構(gòu)這一形式。少量短肢墻既有剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震優(yōu)點，又繼承了短肢剪力墻的靈活性，可以更好的滿足建筑使用功能。

1 剪力墻結(jié)構(gòu)（含少量短肢墻）、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點對比

1.1 在建筑功能上對此

1.1.1 一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)

當布置成一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)時，在地下車庫和公建部分局部采用短肢剪力墻，尤其在車庫進入單體內(nèi)處及公建的大面積分割時，能夠形成大空間；對于上部住宅部分，剪力墻的布置可以與建筑門窗洞口等相對應(yīng)?？傮w來說，一般剪力墻（形成大空間）結(jié)構(gòu)可以很好的滿足建筑的使用功能要求。

1.1.2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

當布置成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時，將短肢墻合理的布置在需要大空間要求的位置，但會出現(xiàn)小墻垛，對建筑的使用功能影響不是很大；對于上部住宅部分，也會出現(xiàn)小墻垛?？偟膩碚f，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系也可以滿足建筑的使用功能要求。

1.1.3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

當布置成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，將剪力墻布置在周邊或分戶墻的位置，對建筑的使用功能影響不大。在地下車庫和公建部分，框架結(jié)構(gòu)可以使開間變大、更靈活，雖然框架柱截面較大，也不會太影響底部大空間的使用要求；而在上部住宅部分，框架部分的弊端就出現(xiàn)了，現(xiàn)行規(guī)范要求柱子截面是不宜小于400mm，那么房間露柱子現(xiàn)象由為突出，影響上部住宅的使用。總的來說，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)對底部大開間使用有利，但是對上部住宅部分影響較大。

1.2 規(guī)范對結(jié)構(gòu)計算參數(shù)規(guī)定的對比

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010 表6.1.2 中，以7 度區(qū)為例，會發(fā)現(xiàn)在高度在25 ～60 米的建筑框架-剪力墻的剪力墻抗震等級是2 級，框架為3 級，而一般剪力墻結(jié)構(gòu)是25 ～80 米剪力墻抗震等級是3 級?？拐鸬燃壙蚣?剪力墻比一般剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻高了一級。

對于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第7.2.2 條抗震設(shè)計時，短肢剪力墻的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：第2 小條： 一、二、三級短肢剪力墻的軸壓比，分別不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墻的軸壓比限值應(yīng)相應(yīng)減少0.1；第3 小條：其他各層一、二、三級時剪力設(shè)計值應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4、1.2 和1.1；第5 小條： 短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率，底部加強部位一、二級不宜小于1.2%，三、四級不宜小于1.0%；其他部位一、二級不宜小于1.0%，三、四級不宜小于0.8%。以上各條顯示采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，控制的指標比一般剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴格，調(diào)整系數(shù)更大，會使含鋼量上升。

1.3 經(jīng)濟指標對比

為了更直接的說明情況，將取某一工程實例。工程實例選自某地抗震設(shè)防烈度為 8 度，Ⅱ類場地類型。地下一層為車庫，層高為4600mm；地上兩層裙房為商場，層高均為4800mm；三到十八層為住宅，層高為3000mm。分別按照一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)布置。計算模型及工程量預(yù)算采用由中國建筑科學(xué)研院建筑工程軟件研究所研發(fā)PKPM 單機版（2012.06）獲得。模型下圖：

利用pkpm 直接生產(chǎn)的施工圖,STAT-S 模塊的工程量統(tǒng)計，估算墻體的工程量，計算結(jié)果詳見下表。

每平方建筑面積含鋼量（kg/m2）一般剪力墻1,060 152 26.966框架-剪力墻1,055 160 29.834短肢剪力墻1,041 157 27.217混凝土用量（m3）鋼筋用量（t）

由上表可以看出，一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土用量相當，但結(jié)構(gòu)的含鋼量：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為 29.834kg/m2，一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)為 26.966kg/m2，一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)有著更好的經(jīng)濟性；一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土總用量少19m3，而鋼筋總用量少5t，混凝土每立方米按350 元計算，鋼筋按每噸5500 元計算，在總造價上，一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)比短肢剪力墻較多結(jié)構(gòu)減少34150 元。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相對一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)來說，它的填充墻也較多，增加了人工費、砌塊、砂漿等其他費用。綜上所述，一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)有著更好的經(jīng)濟性。

2.4 安全可靠性

這三種結(jié)構(gòu)都是規(guī)范允許的結(jié)構(gòu)，所以在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)計算，都是安全可靠的，但短肢墻結(jié)構(gòu)比較薄弱。

3 結(jié)論

一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)和短肢剪力墻結(jié)構(gòu)都可以較好的滿足建筑的使用功能；但一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)有著更好的經(jīng)濟性；在安全可靠性方面，短肢墻結(jié)構(gòu)需要一定的加強措施。所以在方案階段，在不影響地下車庫和公建使用的前提下，盡量采用一般剪力墻（含少量短肢墻）結(jié)構(gòu)。

[1]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010.

[2]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010.

[3]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010.