摘要：短肢剪力墻在高層建筑中的應用日益廣泛，短肢剪力墻結構是適應建筑要求而形成的特殊的剪力墻結構。短肢剪力墻屬于剪力墻結構體系，適用于現澆鋼筋混凝土塔式或板式高層住宅。本文從短肢剪力墻的概念及計算方面做了簡要論述。
　　關鍵詞：短肢剪力墻；結構設計；抗震性能
　　在中國內地房地產業迅速發展的這十年間，設計人員在不斷提升建筑外觀與戶內布局品質的同時，也在努力尋求建筑功能與經濟之間的最佳契合點。隨著高層、小高層建筑的日益走俏，先前普通框架結構的漏柱漏梁、普通剪力墻結構對建筑空間的嚴格限定與分隔，在建筑功能上已不盡適用了。而短肢剪力墻結構結合建筑平面、利用間隔墻位置來布置豎向構件，可視抗側力的需要布置剪力墻的數量與墻肢長度，以輕質填充墻代替部分剪力墻。如此不僅減輕建筑物自重荷載，而且適當降低結構剛度，使地震作用減小，經濟效益明顯。本文簡要討論短肢剪力墻結構住宅設計中的幾點問題。
　　1．體系結構
　　短肢剪力墻體系是根據高層住宅平面特點，利用豎向交通中心區的分隔墻設置鋼筋混凝土墻，組成一個基本完整的核心筒體，作為承受豎向荷載和抗側力的主要部分。外圍部分的豎向構件，視結構受力需要和建筑平面布置，在房間分割墻交點處設置適量的鋼筋混凝土短肢墻。各短肢剪力墻之間布置連系梁，把這些短肢墻及核心筒體連成一個整體，構成整幢建筑的結構體系。短肢剪力墻墻肢約為5倍肢寬，短肢剪力墻截面厚度不應小于200mm。布置形式通長采用L形，T形，也有少量十形，Z形，一字形截面。其形式隨交點處建筑分割墻形式而定。也可混合布置部分長墻肢或矩形柱。短肢剪力墻的判定有兩條：
　　（1）墻肢截面高度與厚度之比為5~8,對形，T形，I形截面剪力墻，則應每個方向墻肢截面高度與厚度之比為5~8。
　　（2）墻肢兩側均與弱連梁相連或一端與弱連梁相連（連梁的跨高比大于6）,一端為自由端，兩條應同時滿足。
　　2．短肢剪力墻的界定
　　《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3—2002）關于短肢剪力墻的注解為：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。同時《高規》7.1.2指出，高層建筑不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構；短肢剪力墻較多時，應布置筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結構。此外尚有一必要條件：抗震設計時，筒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傾覆力矩的50%。
　　3．短肢剪力墻結構的布置原則
　　現行的結構設計理論與計算方法存在許多缺陷或不可計算性，在混凝土結構設計時，內力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論極限狀態設計方法，這樣的矛盾致使計算結果與結構實際受力狀態相差甚遠。所以結構設計人員應當培養概念設計的素養，選擇效果最好，造價最低的方案，在布置短肢剪力墻時應遵循以下原則。
　　3.1短肢墻數量應適中，滿足豎向承載力和抗側力要求為宜；
　　3.2短肢墻分布應均勻，軸向應力大致相當且便于支承樓蓋；
　　3.3短肢墻應盡量對齊，與連梁一起構成較規整且連續跨數較多
　　的抗側力片。
　　3.4短墻肢厚度應適宜，過厚會凸出間隔墻表面影響美觀，太薄影響穩定性并增加施工難度，通常采用200mm、250mm、300mm；
　　3.5短肢墻宜有兩個方向的梁與之連結，連梁盡可能布置在墻肢的豎平面內。連梁寬度一般與墻肢厚度相等，但受力或構造需要時，也可比墻肢略大或略小；
　　3.6當有抗震要求或風力較大，或者平面凹凸較多時，應在平面外邊緣及角點處，特別是外凸部分，布置必要的短肢墻以加強其整體性和滿足平面剛性的要求；科
　　3.7必要時可以混合布置部分較長的墻或方（矩）形柱。
　　4．短肢剪力墻結構體系的計算
　　短肢剪力墻仍屬于剪力墻結構體系，只不過是采用較短的剪力墻肢，而且通常采用T形、L形、[形、+形等。其所采用的計算模型、配筋方式和構造要求均與普通剪力墻結構相同。短肢剪力墻結構一般采用薄壁桿元（TAT）來分析，將墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度（比普通桿元每端6個自由度多一個截面翹曲角，即扭轉角沿縱軸的導數）。考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。但是，由于薄壁桿件理論沒有考慮剪切變形的影響，該模型在分析剪力墻較為低寬、結構布置復雜（如有轉換層）時，也存在一些不足。在處理結構布置復雜的問題時可采用殼元模型分析，但應加細單元的劃分。比如設有轉換層的短肢剪力墻結構，通常的處理方法是將電梯間、核心筒等少部分剪力墻落地，其余剪力墻框支。框支剪力墻是受力面向受力點過渡，由于薄壁桿件的連接處是點連接，所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續和力的正確傳遞。因此，帶有轉換層的短肢剪力墻結構宜優先采用墻元模型軟件（如SATWE）進行計算。當然，從整體上的內力（特別是下部支承柱的內力）分布情況來看，如果將剪力墻加以適當的處理，還是可以用TAT、TBSA對結構進行整體計算的。
　　5．短肢剪力墻結構的抗震加強
　　短肢剪力墻的受力及變形特征類似框架結構。但比框架結構的剛度分配、內力分配更合理，結構的變形協調導致的豎向位移差別，也比框剪結構小，所以其傳基礎荷載更均勻、合理。在做抗震設計時，應注意一下幾點。
　　5.1短肢剪力墻的抗震等級應比高規4.8.2規定的剪力墻的抗震等級提高一級采用。
　　5.2各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大于0.5、0.6和0.7；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應降低0.1。
　　5.3除底部加強部位應按高規7.2.10條調整剪力設計值外，其它各層短肢剪力墻的剪力設計值，一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1.4和1.2。
　　5.4短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。
　　5.5短肢剪力墻截面厚度不應小于200mm。
　　5.6度和8度抗震設計時，短肢剪力墻宜設置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側相交的樓面梁。
　　5.7高規7.2.1條文規定了帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結構的混凝土強度等級不應低于C25。
　　6．設計改進建議
　　短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節是建筑外邊緣及角點處的短墻肢，特別是一字形短肢剪力墻，出現了先于其相連的連梁破壞的情況。設計中，應當加強位于建筑外邊緣及角點處的短肢剪力墻的延性抗震構造措施，適當增加建筑平面外邊緣及角點處墻肢厚度，易取250mm.，底部外圍的小墻肢根據需要可取300mm。加強墻肢端部的暗柱配筋，嚴格控制墻肢截面的軸壓比不超過0.7,以提高墻肢的承載力和延性；避免將一字形短肢剪力墻布置在建筑外邊緣及角點處。設計時對連梁進行“強剪弱彎”的驗算，保證連梁的彎曲屈服先于剪切破壞。
　　總之，隨著新型墻體材料的不斷出現，推動了短肢剪力墻結構的進一步應用，這一結構在建筑市場仍有著廣闊的前景。短肢剪力墻結構體系在高層住宅中的應用有著廣闊的發展前景。設計工作者應在充分結合實踐的基礎上，設計出性能更優、更經濟的建筑。
　　參考文獻：
　　[1]張輝.建筑短肢剪力墻結構的設計與計算[J].科技資訊,2006,(17)
　　[2]鄭少欽.短肢剪力墻結構設計的應用分析[J].科技資訊,2008,(23)
　　[3]李文盛.適于小高層住宅的異形柱框架-短肢剪力墻的設計與應用[J].長江大學學報(自科版)醫學卷,2006,(10)
　　[4]付國忠.淺談短肢剪力墻[J].大眾科技,2005,(09)