試析建筑工程中短肢剪力墻的結構設計

1、<p>　　試析建筑工程中短肢剪力墻的結構設計</p><p>　　【摘要】短肢剪力墻結構不僅可使室內不出現(xiàn)柱楞，又可增加使用面積，而且具有改善建筑的功能。文章結合具體實例，分析了短肢剪力墻結構的具體特點、設計方案布置與設計要領，以供參考。 </p><p>　　【關鍵詞】建筑工程；短肢剪力墻；結構；設計；建筑功能 </p><p>　　中圖分類號：TU1

2、98 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　短肢剪力墻結構是一個結構領域的新名詞，確切的應稱其為較多短肢的剪力墻結構，它是近年來興起的，由于其有利于住宅建筑布置，進一步減輕了結構自重，從而降低了基礎及上部結構的造價，很得建筑發(fā)展商的青睞，應用也逐漸廣泛起來。 </p><p>　　一、短肢剪力墻結構的定義及特點 </p><p>　　1、短肢剪力墻結構的

3、定義 </p><p>　　《高規(guī)》7.1.2第2條稱：短肢剪力墻較多時，形成短肢剪力墻與筒體(或一般剪力墻)共同抵水平力的剪力墻結構，稱為短肢剪力墻結構。這是結構的概念。對于“短肢剪力墻較多”的理解,專家給予的解釋為：短肢剪力墻所承擔的第一振型底部地震傾覆力矩>40%的結構總底部地震傾覆力矩，同時《高規(guī)》7.1.2第2條抗震設計時，筒體和一般剪力墻所承擔的第一振型府部地露傾覆力矩不宜小于結構總地震傾覆力矩

4、的50%。因此我們可以理解為：短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩為40%～50%的結構總底部地震傾覆力矩的結構為短肢剪力墻結構，50%時結構布置不合理,應調整結構布置。(某些地方標準對短肢剪力墻結構也有不同的定義,設計人員亦可參照地方標準進行劃分。) </p><p>　　2、短肢剪力墻結構的特點 </p><p>　　符合建筑的需要：連結各墻的梁，也隨墻肢位置而位于間隔墻豎平面內，

5、屬于隱蔽型的，利用隔墻位置來布置豎向構件，使結構受力需要與建筑使用功能較好地統(tǒng)一起來，避免了框架結構中梁柱突出墻面的問題。當下部層數(shù)要求為大空間時，較易通過轉換結構來處理上下結構的關系；節(jié)能降耗：由于減少剪力墻而代之以輕質砌體，房屋自重可以減輕，地震作用也隨之減小，因而有利于降低造價。另外，由于外墻墻面相當一部分面積采用了輕質保溫材料，代替鋼筋混凝土墻面。房屋的保溫隔熱性能也得到改善，這有助于建筑節(jié)能目的的實現(xiàn)；結構布置靈活：結合建筑平

6、面、利用間隔墻位置來布置豎向構件，墻的數(shù)量可多可少，肢長可長可短，根據(jù)抗側力的需要而定，還可以通過不同的尺寸和布置調整剛度及剛度中心的位置。 </p><p>　　二、短肢剪力墻結構的布置原則 </p><p>　　1、短肢剪力墻一般可根據(jù)建筑物的使用功能要求合理布置。 </p><p>　　2、短肢剪力墻的總體數(shù)量應適中，不能使結構太柔或太剛，滿足水平和豎直承載力

7、即可。 </p><p>　　3、短肢剪力墻應均勻布置，盡量使建筑物質心與剛度中心保持一致，軸向應力突變較小且便于支撐水平結構。 </p><p>　　4、當水平荷載比較大，或建筑平面布置不規(guī)則時，應在平面外邊緣及角點處布置短肢剪力墻以加強結構整體性和滿足平面剛度的要求。 </p><p>　　5、如果水平荷載較大或者建筑物造型不規(guī)則，應該在平面外各角點及邊緣處布置

8、短肢剪力墻來滿足結構平面剛度的要求和加強結構的整體性。 </p><p>　　三、短肢剪力墻結構設計時應注意的問題 </p><p>　　1、建筑平面外邊緣及角點處的墻肢，底部外圍的小墻肢、連梁等是短肢剪力墻結構的抗震薄弱環(huán)節(jié)，當有扭轉效應，建筑平面外邊緣及角點處的墻肢會首先開裂。在地震作用下，高層短肢剪力墻結構將以整體彎曲變形為主，底部外圍的小墻肢截面積小且承受較大的豎向荷載，破壞嚴重，

9、尤其“一”字形小墻肢破壞最嚴重；在短肢剪力墻結構中，由于墻肢剛度相對減小，使連梁受剪破壞的可能性增加，連梁的剪切破壞會使結構的延性降低，對抗震不利，設計時應注意，對連梁進行“強剪弱彎”的驗算，保證連梁的受彎屈服先于剪切破壞，短肢剪力墻宜在兩個方向均有梁與之拉結，連梁宜布置在各肢的平面內，避免用“一”字形小墻肢。 </p><p>　　2、主要抗側力結構筒體(或長墻)一般利用樓電梯間，但要注意剛度的均衡性，不要集中

10、在一處布置而使建筑產(chǎn)生過大的扭轉效應，同時簡體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使簡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構總底部地震傾覆力矩的5震防線，為了確保水平力可靠傳遞，核心區(qū)樓板適當加厚，與核心筒相連的連梁按強剪弱彎設計，短肢墻之間的連梁凈跨不宜過小(一般取4～6m)使其具有一定的耗能作用。 </p><p>　　3、據(jù)研究表明，框支剪力墻結構當轉換層位置較高時，轉換層附近層間位移角

11、及內力分布積聚突變內力的傳遞僅靠轉換層一層樓板的間接傳力途徑很難實現(xiàn)，轉換層下部的框支結構易于開裂和屈服，轉換層上部幾層墻體易于破壞，這種結構體系不利于抗震、高裂度區(qū)(9度及9度以上)不應采用；8度區(qū)可以采用，但應限制轉換層設置高度，可考慮不易超過3層，7度區(qū)可適當放寬限制，因此建議在6度抗震設防區(qū)，短肢剪力墻結構中，轉換層設置高度不宜超過5層，避免高位轉換。 </p><p><b>　　四、工程應用

12、實例 </b></p><p>　　現(xiàn)以2006年上杭某小區(qū)一棟小高層住宅為例，介紹一下短肢剪力墻結構的設計情況。 </p><p>　　工程概況：某小區(qū)1棟樓，是1棟小高層帶電梯的住宅樓，總建筑面積約11000m2，房屋總高度31.8m。主樓共10層，平面尺寸為45.6m×22m，其中架空層一層，層高4.8m，作車庫使用；地上9層為住宅標準層，層高3m；局部突出屋面

13、部分為電梯機房。本工程建筑結構的安全等級為二級，抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g,設計地震分組為第一組，地面粗糙度為B類，基本風壓值取0.35kN/m2，場地土類別為Ⅱ類,屬抗震有利地段。上部結構體系：本工程的平面體型較為復雜，住宅層結構平面Y向一側凹進的尺寸為10.8m，為Y向總尺寸的49.1％，大于30％，按《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001第342條，屬平面不規(guī)則類型。故本工程設置了

14、兩道防震縫，將上部結構劃分為三個較規(guī)則的抗側力結構單元,即主樓為兩個結構單元。由于業(yè)主要求承重構件不能突出墻面，且架空層要盡量滿足停車位的需要，根據(jù)房屋高度，決定主樓采用短肢剪力墻結構。主樓10層，屬于高層建筑，剪力墻抗震等級按JGJ3-2002第4.8.2條應定為四級，但由于是短肢剪力墻，根據(jù)JGJ3-2002第7.1.2條</p><p><b>　　總結 </b></p>

15、<p>　　隨著新型墻體材料的不斷開發(fā)和應用,短肢剪力墻結構體系在多高層住宅中的應用有著廣闊的發(fā)展前景。與普通剪力墻結構相比,短肢剪力墻結構具有它自身的一些優(yōu)點。除結構核心區(qū)外的其余墻肢可以靈活布置,房間內無露梁、柱,短肢剪力墻結構中墻體的數(shù)量相對較少,減輕了結構自重,因而地震作用也相應減少。在設計中應根據(jù)其受力的特點,充分了解和掌握其破壞的各種機理,選用合理和結構布置形式。 </p><p><

16、;b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]董海棉，高層建筑短肢剪力墻結構設計 [J]．甘肅科技，2009，（10）。 </p><p>　　[2]易在江，小高層住宅短肢剪力墻結構設計分析與應用探討[J]．四川建材，2009，（5）。 </p><p>　　[3]徐敏，談建筑工程中短肢剪力墻的結構設計[J]．中國新技術新產(chǎn)品，2009，