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摘要 通过工程实例找出一般剪力墙结构设计中出现短肢剪力墙时应注意的问题，从结构安全和抗震合理的角度力求避免容易出错问题，并对这些问题提出解决和改进的方法。
关键词短肢剪力墙；墙体平面外稳定性；连续倒塌；锚固长度；局部受压验算
中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A 文章编号：
前言
一般的高层住宅建筑中经常采用一般剪力墙结构体系，在一般剪力墙结构中会出现少量的短肢剪力墙，这是因为短肢剪力墙长度较短，容易满足建筑的使用功能，因此，在高层住宅设计应用中经常会出现短肢剪力墙。因短肢剪力墙结构抗震性能较差，设计时应尽量避免出现较多的短肢剪力墙，以下就工程实例找出设計过程中应注意的问题。
工程概况
某山东济南住宅楼，钢筋混凝土一般剪力墙结构，地上16层，地下一层，层1高为3.9米，层2～16层为标准层，层高为2.9米，结构标准层平面见图1，工程位于6度抗震设防区，场地类别为Ⅱ类。
短肢剪力墙的判别依据
关于短肢剪力墙的定义，目前主要是依据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2010）（简称《高规》）7.1.8条注解释，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm，各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙；具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指，在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。对于L形，T形，十字形剪力墙，其各肢的肢长与截面厚度之比的最大值大于4且不大于8时，才划分为短肢剪力墙。对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙，不宜按单独墙肢判断其是否属于短肢剪力墙。
地下室因层高增加，墙厚加大后是否属于短肢剪力墙问题
高层建筑对地下室中上部结构嵌固端的下一层墙肢，如果对应的地上墙肢为一般剪力墙（墙厚为b1,墙长为h）,由于地下室层高的原因而需加厚剪力墙的厚度（至b2）,导致不满足一般剪力墙的宽厚比要求，此时应根据不同情况区别对待：
当以墙厚为b1，墙长为h按《高规》附录D验算，满足剪力墙墙肢的稳定要求时，该墙肢（墙厚为b2,墙长为h）可不按短肢剪力墙设计。
当以墙厚为b1，墙长为h按《高规》附录D验算，不满足剪力墙墙肢的稳定要求时，该墙肢（墙厚为b2,墙长为h）应按短肢剪力墙设计。
5.短肢剪力墙设计应注意的问题
由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构。短肢剪力承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%时，称为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构，此时房屋的最大适用高度应适当降低。B级高度高层建筑及9度抗震设防的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙承担的倾覆力矩不宜大于结构底部总倾覆力矩的50%，新《高规》（JGJ3-2010）对不论是否短肢剪力墙较多，是否属于短肢剪力墙结构，只要是属于短肢剪力墙就应该满足以下规定：
（1）.短肢剪力墙截面厚度除应符合新《高规》第7.2.1条的要求外，底部加强部位尚不应小于200mm，其他部位尚不应小于180mm，对一字形短肢剪力墙底部加强部位不应小于220mm,其他部位不应小于200mm。
（2）.取消了对短肢剪力墙的抗震等级的提高，但对其轴压比限制从严。一，二，三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于0.45，0.5，0.55，一字形截面短肢剪力墙（含无效翼墙）的轴压比限制应再相应减少0.1，非抗震设计时可不控制。
（3）. 短肢剪力墙的底部加强部位应按新《高规》7.2.6条调整剪力设计值，其他各层一，二，三级时剪力设计值应分别乘以增大系数1.4，1.2，1.1，一级短肢剪力墙底部加强部位以上部位，墙肢的组合弯矩设计值应乘以1.2增大系数，非抗震设计时弯矩和剪力可不放大。
（4）短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一，二级不宜小于1.2%，三，四级不宜小于1.0%；其他部位一，二级不宜小于1.0%，三，四级不宜小于0.8%。非抗震设计时可按四级。
（5）不宜采用一字形短肢剪力墙，不宜在一字形短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁，无法避免时，应采取确保墙肢平面外稳定的措施。
（6）短肢剪力墙抗震等级与一般剪力墙抗震等级相同，按新《高规》表3.9.3查表即可，边缘构件的设置规定也与一般剪力墙相同。
6.短肢剪力墙不能连续布置，应与一般剪力墙交错布置
如图1所示的标准层结构平面图中，短肢剪力墙与一般剪力墙是交错布置，不是连续布置，不应集中布置在平面的一边或建筑的周边和四角部位。也就是说局部范围内“短肢剪力墙较多”当短肢剪力墙出现破坏后，楼层有可能倒塌。故在确定结构方案和初步设计阶段，对可能导致“短肢剪力墙较多”的情况应从抗震概念设计的角度加以避免和控制。对“短肢剪力墙较多”的剪力墙结构，其房屋的适用高度应适当地降低，可按比一般剪力墙结构降低20%考虑。非抗震设计时，当由风荷载起控制作用时，对“短肢剪力墙较多”的判别，也可参考《高规》的规定，即在风荷载作用下短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%。
7.不宜布置一字形短肢剪力墙
从图1可知没有布置一字形短肢剪力墙，只是布置了L形短肢剪力墙。当工程中由于建筑功能原因无法避免要布置一字形短肢剪力墙，且一字形短肢剪力墙平面外布置与之单侧相交的楼面梁，此时应采取措施确保墙体平面外稳定，如可在梁与墙肢垂直相交处 ，在墙肢内设置暗柱，适当加大暗柱纵向钢筋的配筋，也可人为地对相交处的支座弯矩进行调幅，相应跨中弯矩相应增大，这也符合抗震设计“强柱弱梁”的设计理念。
8.楼面梁与一字形短肢剪力墙平面外单侧相连时的锚固问题
如图2所示的底层结构平面布置图中，由于建筑的使用功能原因无法避免采用了一字形短肢剪力墙，但布置的数量极少，本例中只有两处采用了。工程设计中应尽量避免一字形短肢剪力墙与楼面梁单侧垂直相交，无法避免时应尽量能在剪力墙平面外加剁的尽量加剁，原因是：一是有效地提高短肢剪力墙的墙体稳定性；二是增加了框架梁纵筋的水平锚固长度。
【问题分析】
在框架梁与剪力墙平面外连接中，当墙厚度较小时，往往较难直接满足梁端钢筋的直段锚固要求（0.4La或0.4LaE）。此时应采取相应的加强措施，见如下图所示：
工程中当无法采用上图的加强措施时，可对梁墙节点进行铰接处理，将梁与墙的连接端按铰接端计算，并考虑工程的实际情况，对铰接端进行构造配筋。梁的铰接端应满足框架梁的构造配筋要求，尤其应加强梁端箍筋配置，梁端仍应箍筋加密，确保其强剪弱弯。梁的铰接端的构造配筋的纵筋应避免采用粗大直径的钢筋，尽量采用细而密的钢筋，以减少钢筋的直段锚固长度0.4LaE对墙厚的要求，梁顶钢筋还应满足《混凝土规范》第10.2.6条的要求。梁底跨中钢筋直径较大时，可将其与梁底构造钢筋在墙外机械连接或搭接，其搭接区域内箍筋应加密。
9.结论及建议
（1）.对短肢剪力墙的判定方法按新《高规》（JGJ3-2010）中的第7.1.8条注释。
（2）.高层建筑地下室中上部结构嵌固端的下一层墙肢墙体加厚时，对应的地上墙肢只要按《高规》附录D验算，满足剪力墙墙肢的稳定要求时，就可不按短肢剪力墙设计。
（3）. 短肢剪力墙与一般剪力墙应交错布置，不应集中布置在平面的一边或建筑的周边和四角部位。当局部范围内“短肢剪力墙较多”时，楼层有可能倒塌。
（4）.不宜布置一字形短肢剪力墙，尽量布置L形，T形短肢剪力墙。无法避免时应采取措施确保墙体平面外稳定。
（5）.尽可能地在一字形剪力墙平面外能加剁的尽量加剁以满足梁纵筋的水平锚固长度的要求和增强墙体的稳定性。当无法避免一字形剪力墙平面外单侧与梁相交且不能加剁时，应该采取加强措施：如在墙中设置暗柱，并适当加强暗柱配筋，在墙中设置型钢，楼面梁伸出墙面形成梁头以增加锚固长度，也可对梁端进行铰接处理，梁端构造配筋，满足最小配筋率，纵筋尽量采用细而密的钢筋，梁端箍筋应加密，满足强剪弱弯的要求。
（6）.一字形剪力墙平面外墙端与梁相交处还应注意要验算墙端的局部受压验算。
参 考 文 献
JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010.
建筑结构设计问答及分析/朱炳寅编著.—北京：中国建筑工业出版社，2009.
高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析 JGJ3-2010/朱炳寅编著.—北京：中国建筑工业出版社，2012.
关键词短肢剪力墙；墙体平面外稳定性；连续倒塌；锚固长度；局部受压验算
中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A 文章编号：
前言
一般的高层住宅建筑中经常采用一般剪力墙结构体系，在一般剪力墙结构中会出现少量的短肢剪力墙，这是因为短肢剪力墙长度较短，容易满足建筑的使用功能，因此，在高层住宅设计应用中经常会出现短肢剪力墙。因短肢剪力墙结构抗震性能较差，设计时应尽量避免出现较多的短肢剪力墙，以下就工程实例找出设計过程中应注意的问题。
工程概况
某山东济南住宅楼，钢筋混凝土一般剪力墙结构，地上16层，地下一层，层1高为3.9米，层2～16层为标准层，层高为2.9米，结构标准层平面见图1，工程位于6度抗震设防区，场地类别为Ⅱ类。
短肢剪力墙的判别依据
关于短肢剪力墙的定义，目前主要是依据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2010）（简称《高规》）7.1.8条注解释，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm，各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙；具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指，在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。对于L形，T形，十字形剪力墙，其各肢的肢长与截面厚度之比的最大值大于4且不大于8时，才划分为短肢剪力墙。对于采用刚度较大的连梁与墙肢形成的开洞剪力墙，不宜按单独墙肢判断其是否属于短肢剪力墙。
地下室因层高增加，墙厚加大后是否属于短肢剪力墙问题
高层建筑对地下室中上部结构嵌固端的下一层墙肢，如果对应的地上墙肢为一般剪力墙（墙厚为b1,墙长为h）,由于地下室层高的原因而需加厚剪力墙的厚度（至b2）,导致不满足一般剪力墙的宽厚比要求，此时应根据不同情况区别对待：
当以墙厚为b1，墙长为h按《高规》附录D验算，满足剪力墙墙肢的稳定要求时，该墙肢（墙厚为b2,墙长为h）可不按短肢剪力墙设计。
当以墙厚为b1，墙长为h按《高规》附录D验算，不满足剪力墙墙肢的稳定要求时，该墙肢（墙厚为b2,墙长为h）应按短肢剪力墙设计。
5.短肢剪力墙设计应注意的问题
由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构。短肢剪力承担的倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%时，称为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构，此时房屋的最大适用高度应适当降低。B级高度高层建筑及9度抗震设防的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙承担的倾覆力矩不宜大于结构底部总倾覆力矩的50%，新《高规》（JGJ3-2010）对不论是否短肢剪力墙较多，是否属于短肢剪力墙结构，只要是属于短肢剪力墙就应该满足以下规定：
（1）.短肢剪力墙截面厚度除应符合新《高规》第7.2.1条的要求外，底部加强部位尚不应小于200mm，其他部位尚不应小于180mm，对一字形短肢剪力墙底部加强部位不应小于220mm,其他部位不应小于200mm。
（2）.取消了对短肢剪力墙的抗震等级的提高，但对其轴压比限制从严。一，二，三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于0.45，0.5，0.55，一字形截面短肢剪力墙（含无效翼墙）的轴压比限制应再相应减少0.1，非抗震设计时可不控制。
（3）. 短肢剪力墙的底部加强部位应按新《高规》7.2.6条调整剪力设计值，其他各层一，二，三级时剪力设计值应分别乘以增大系数1.4，1.2，1.1，一级短肢剪力墙底部加强部位以上部位，墙肢的组合弯矩设计值应乘以1.2增大系数，非抗震设计时弯矩和剪力可不放大。
（4）短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一，二级不宜小于1.2%，三，四级不宜小于1.0%；其他部位一，二级不宜小于1.0%，三，四级不宜小于0.8%。非抗震设计时可按四级。
（5）不宜采用一字形短肢剪力墙，不宜在一字形短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁，无法避免时，应采取确保墙肢平面外稳定的措施。
（6）短肢剪力墙抗震等级与一般剪力墙抗震等级相同，按新《高规》表3.9.3查表即可，边缘构件的设置规定也与一般剪力墙相同。
6.短肢剪力墙不能连续布置，应与一般剪力墙交错布置
如图1所示的标准层结构平面图中，短肢剪力墙与一般剪力墙是交错布置，不是连续布置，不应集中布置在平面的一边或建筑的周边和四角部位。也就是说局部范围内“短肢剪力墙较多”当短肢剪力墙出现破坏后，楼层有可能倒塌。故在确定结构方案和初步设计阶段，对可能导致“短肢剪力墙较多”的情况应从抗震概念设计的角度加以避免和控制。对“短肢剪力墙较多”的剪力墙结构，其房屋的适用高度应适当地降低，可按比一般剪力墙结构降低20%考虑。非抗震设计时，当由风荷载起控制作用时，对“短肢剪力墙较多”的判别，也可参考《高规》的规定，即在风荷载作用下短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总倾覆力矩的30%。
7.不宜布置一字形短肢剪力墙
从图1可知没有布置一字形短肢剪力墙，只是布置了L形短肢剪力墙。当工程中由于建筑功能原因无法避免要布置一字形短肢剪力墙，且一字形短肢剪力墙平面外布置与之单侧相交的楼面梁，此时应采取措施确保墙体平面外稳定，如可在梁与墙肢垂直相交处 ，在墙肢内设置暗柱，适当加大暗柱纵向钢筋的配筋，也可人为地对相交处的支座弯矩进行调幅，相应跨中弯矩相应增大，这也符合抗震设计“强柱弱梁”的设计理念。
8.楼面梁与一字形短肢剪力墙平面外单侧相连时的锚固问题
如图2所示的底层结构平面布置图中，由于建筑的使用功能原因无法避免采用了一字形短肢剪力墙，但布置的数量极少，本例中只有两处采用了。工程设计中应尽量避免一字形短肢剪力墙与楼面梁单侧垂直相交，无法避免时应尽量能在剪力墙平面外加剁的尽量加剁，原因是：一是有效地提高短肢剪力墙的墙体稳定性；二是增加了框架梁纵筋的水平锚固长度。
【问题分析】
在框架梁与剪力墙平面外连接中，当墙厚度较小时，往往较难直接满足梁端钢筋的直段锚固要求（0.4La或0.4LaE）。此时应采取相应的加强措施，见如下图所示：
工程中当无法采用上图的加强措施时，可对梁墙节点进行铰接处理，将梁与墙的连接端按铰接端计算，并考虑工程的实际情况，对铰接端进行构造配筋。梁的铰接端应满足框架梁的构造配筋要求，尤其应加强梁端箍筋配置，梁端仍应箍筋加密，确保其强剪弱弯。梁的铰接端的构造配筋的纵筋应避免采用粗大直径的钢筋，尽量采用细而密的钢筋，以减少钢筋的直段锚固长度0.4LaE对墙厚的要求，梁顶钢筋还应满足《混凝土规范》第10.2.6条的要求。梁底跨中钢筋直径较大时，可将其与梁底构造钢筋在墙外机械连接或搭接，其搭接区域内箍筋应加密。
9.结论及建议
（1）.对短肢剪力墙的判定方法按新《高规》（JGJ3-2010）中的第7.1.8条注释。
（2）.高层建筑地下室中上部结构嵌固端的下一层墙肢墙体加厚时，对应的地上墙肢只要按《高规》附录D验算，满足剪力墙墙肢的稳定要求时，就可不按短肢剪力墙设计。
（3）. 短肢剪力墙与一般剪力墙应交错布置，不应集中布置在平面的一边或建筑的周边和四角部位。当局部范围内“短肢剪力墙较多”时，楼层有可能倒塌。
（4）.不宜布置一字形短肢剪力墙，尽量布置L形，T形短肢剪力墙。无法避免时应采取措施确保墙体平面外稳定。
（5）.尽可能地在一字形剪力墙平面外能加剁的尽量加剁以满足梁纵筋的水平锚固长度的要求和增强墙体的稳定性。当无法避免一字形剪力墙平面外单侧与梁相交且不能加剁时，应该采取加强措施：如在墙中设置暗柱，并适当加强暗柱配筋，在墙中设置型钢，楼面梁伸出墙面形成梁头以增加锚固长度，也可对梁端进行铰接处理，梁端构造配筋，满足最小配筋率，纵筋尽量采用细而密的钢筋，梁端箍筋应加密，满足强剪弱弯的要求。
（6）.一字形剪力墙平面外墙端与梁相交处还应注意要验算墙端的局部受压验算。
参 考 文 献
JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2010.
建筑结构设计问答及分析/朱炳寅编著.—北京：中国建筑工业出版社，2009.
高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析 JGJ3-2010/朱炳寅编著.—北京：中国建筑工业出版社，2012.