引言
目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對建筑的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的要求不斷提高，在這種情況下我國技術(shù)人員提出了短肢剪力墻的概念。這種體系不僅具有異形柱不凸出墻面的優(yōu)點(diǎn)又能彌補(bǔ)異形柱的抗震性能差，且造價(jià)也比異形柱低。 在功能上既能滿足大開洞，采光通風(fēng)的要求,又能靈活布置，所以無論是業(yè)主還是設(shè)計(jì)人員對此結(jié)構(gòu)體系都比較喜歡，并且建設(shè)部已將這種結(jié)構(gòu)體系作為新型體系加以推廣。
一、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的簡介
根據(jù)《高層混凝土技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱《高規(guī)》）規(guī)定：短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻。但這種剪力墻剛度較小在抗震方面的性能比較差，則在《高規(guī)》中規(guī)定筒體和一般剪力墻承受第一陣型底部地震傾覆力矩不宜小于總底部地震傾覆力矩的50%，即短肢剪力墻不宜過多布置應(yīng)與筒體或一般剪力墻共同布置，為了方便設(shè)計(jì)我們通常利用中部或兩邊的豎向交通區(qū)設(shè)置較多的剪力墻組成一個(gè)較為完整的或基本完整的筒體。
二、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡述
1.概念設(shè)計(jì)
對短肢剪力墻初步概念設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下內(nèi)容：
1.1由振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)觀察短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系一般為“強(qiáng)肢弱梁”結(jié)構(gòu)在低周期反復(fù)荷載作用下結(jié)構(gòu)外面邊緣轉(zhuǎn)角處是薄弱環(huán)節(jié)，由于平面外剛度很小很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則邊緣轉(zhuǎn)角處的混凝土在扭轉(zhuǎn)作用下先于其它開裂。為了防止結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)先開裂應(yīng)在此薄弱環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)角布置一般剪力墻增加平面外剛度。
1.2由于短支剪力墻平面外剛度很小，在單面集中應(yīng)力作用下很容易使剪力墻產(chǎn)生早期的裂縫而影響正常使用，為了防止早期的裂縫影響正常使用，則在布置結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量避免梁與剪力墻單面相交，若無法避免則應(yīng)在集中應(yīng)力處設(shè)置暗柱，型鋼或增加墻厚來加墻平面外剛度。
1.3由于短肢剪力墻內(nèi)力、延性受φ（剪力墻整體性系數(shù)），ζ（剪力墻肢強(qiáng)系數(shù)）的影響為：ζ一定時(shí)隨著φ的增大整體彎矩增加而局部彎矩降低；當(dāng)φ一定時(shí)整體彎矩隨著ζ的減少而增大。所以φ與ζ的不同組合對結(jié)構(gòu)的延性不同，則應(yīng)適當(dāng)選取φ與ζ組合（由于《高規(guī)》中只給φ≧10時(shí)的ζ當(dāng)φ≦10則建議在設(shè)計(jì)短肢剪力墻時(shí)當(dāng)參考文獻(xiàn)2給出的ζ）。
1.4根據(jù)文獻(xiàn)3知反彎點(diǎn)的高度與φ與ζ有關(guān)又知反彎點(diǎn)是整體彎矩與局部彎矩強(qiáng)弱的一個(gè)綜合指標(biāo)則在抗震設(shè)計(jì)中整體彎矩越大整體性越好即反彎點(diǎn)越高越好，所以在抗震設(shè)計(jì)時(shí)候更應(yīng)該對選取φ與ζ進(jìn)行驗(yàn)算。
1.5截面形式：由于短肢剪力墻抗震性能差則在設(shè)計(jì)時(shí)盡量選用“T”型“L”型或“Z”型等增大慣性矩。
2.計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)
短肢剪力墻目前一般用有限元分析和連續(xù)連桿法，目前國內(nèi)大多數(shù)采用中國建筑設(shè)計(jì)研究院PKPM系列軟件的TAT或SATWE軟件來計(jì)算。其中TAT采用三維空間模型對剪力墻采用薄壁柱單元計(jì)算原理，對梁柱采用空間桿系計(jì)算原理，為了使結(jié)構(gòu)受力更合理，應(yīng)對其要簡化則在計(jì)算短肢剪力墻時(shí)按剪力墻開洞計(jì)算，中間的連梁當(dāng)梁來計(jì)算而一般連梁跨高比都小于5這樣計(jì)算出來誤差比較大且TAT中樓板采用剛性樓板假定，即平面內(nèi)剛度無限大，平面外為零，對一些板厚不大，開小洞的樓板誤差很小。SATWE軟件對剪力墻的分析是殼元理論來模擬，不僅考慮平面內(nèi)剛度而且還考慮平面外剛度且對剪力墻洞口尺寸和位置無限制更加實(shí)用，所以能很好地模擬真實(shí)受力狀態(tài)。對樓板也有很好的簡化假設(shè)，即整體平面內(nèi)無限剛，分塊無限剛，分塊無限剛帶彈性連接板帶。讓TAT與SATWE對比發(fā)現(xiàn)對于一般規(guī)則不復(fù)雜的剪力墻在剛度，抗震，內(nèi)力，位移計(jì)算時(shí)不同：TAT計(jì)算出來的值有點(diǎn)偏大，這樣在內(nèi)力分配時(shí)不同，可能不滿足設(shè)計(jì)要求。則建議在一般情況下用SATWE比較好，當(dāng)然對于那些比較復(fù)雜結(jié)構(gòu)，根據(jù)《高規(guī)》應(yīng)至少采用2個(gè)不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行，則此時(shí)TAT與SATWE相互補(bǔ)充。
3.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題及建議
當(dāng)進(jìn)行短肢剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)由于是按聯(lián)肢剪力墻設(shè)計(jì)所以也屬于剪力墻設(shè)計(jì)范疇，則應(yīng)滿足一般剪力墻事項(xiàng)。
3.1軸壓比的控制：在剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)一定量的軸壓比確實(shí)能提高承載力但延性卻降低，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮軸壓比同時(shí)也應(yīng)該在兩端設(shè)置邊緣約束來提高延性，盡量使其不發(fā)生剪切破壞。
3.2短肢剪力墻應(yīng)設(shè)計(jì)成“強(qiáng)剪弱彎”的形態(tài)。目的是為了讓其在破壞時(shí)不發(fā)生脆性破壞盡量提高變形能力，一般剪力墻最大的彎矩發(fā)生在底部，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)調(diào)控底部豎向鋼筋的配筋率使其具有較好的延性。
3.3連梁應(yīng)設(shè)計(jì)成“強(qiáng)剪弱彎”且低于墻肢強(qiáng)度使其在地震破壞時(shí)連梁先于墻肢屈服，使其產(chǎn)生較大的變形保證墻肢的安全。所以在設(shè)計(jì)時(shí)對連梁彎矩進(jìn)行調(diào)幅。
3.4在混凝土的選擇上不應(yīng)低于C25因?yàn)榛炷翉?qiáng)度等級雖對抗彎承載力影響不大但是對延性影響很大，隨著混凝土的提高延性也提高尤其是對帶翼緣的短肢剪力墻延性提高的更為明顯，所以在抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮混凝土的強(qiáng)度等級。
3.5在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量保持梁和短肢墻的軸線重合, 避免多個(gè)方向垂直于墻端受力, 在水平荷載作用下墻體受扭會(huì)加重粘結(jié)破壞, 降低承載力。個(gè)別超過兩個(gè)方向交匯連接有無法將梁貫通的部位( 如樓梯間與衛(wèi)生間交接部位和過于復(fù)雜的房型布置) , 應(yīng)采取局部加厚墻體等辦法保證節(jié)點(diǎn)區(qū)約束。
三、抗震構(gòu)造
1.抗震設(shè)計(jì)時(shí)由于短肢剪力墻抗震性能差則對短肢剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提高一級。
2.由于設(shè)計(jì)時(shí)短肢剪力墻要設(shè)計(jì)成“強(qiáng)剪弱彎”則剪力除了底部加強(qiáng)外其上部各層在一、二，級抗震等級下分別放大1.4和1.2倍。
3.在抗震設(shè)計(jì)是對于那些無翼緣或者端柱的“一”字型短肢剪力墻對軸壓比產(chǎn)生影響則軸壓比限制降低0.1。
四、結(jié)束語
隨著社會(huì)的發(fā)展人們對建筑功能的需求越來越高，而短肢剪力墻自身的優(yōu)點(diǎn)能很好的滿足人們的需求，所以未來它將在多、高層住宅中有著廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)：
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