專題七短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)近年興起的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，有利于住宅建筑布置，又可進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)自重，應(yīng)用逐漸廣泛。但是由于短肢剪力墻抗震性能較差，地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多，考慮高層住宅建筑的安全起見(jiàn)，其剪力墻不宜過(guò)少、墻肢不宜過(guò)短，因此，不應(yīng)設(shè)計(jì)僅有短肢剪力墻的高層建筑，要求設(shè)置剪力墻筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。新修編的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3–2002對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的最大適用高度、使用范圍、抗震等級(jí)、筒體和一般剪力墻承受的地震傾覆力矩、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設(shè)計(jì)值、縱向鋼筋配筋率作了相應(yīng)的規(guī)定。1規(guī)程相關(guān)規(guī)定高規(guī)第條規(guī)定了高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻較多時(shí)，應(yīng)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(jié)構(gòu)，并且應(yīng)符合一系列規(guī)定。第條規(guī)定了B級(jí)高度高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高度高層建筑，不應(yīng)采用第條規(guī)定的具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。1.1短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的定義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；高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)；短肢剪力墻較多時(shí)，應(yīng)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(jié)構(gòu)。1.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的必要條件抗震設(shè)計(jì)時(shí)，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(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。1.3短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍B級(jí)高度高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高度高層建筑，即使設(shè)置筒體，也不能采用；其最大適用高度比高規(guī)表-1中剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定值適當(dāng)降低，且7度和8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)分別不應(yīng)大于100m和60m；如果在剪力墻結(jié)構(gòu)中，只有個(gè)別小墻肢，不應(yīng)看成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)而應(yīng)作為一般剪力墻結(jié)構(gòu)處理。1.4短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比高規(guī)4.8.2規(guī)定的剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)采用；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，各層短肢剪力墻在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，抗震等級(jí)為一、二、三時(shí)分別不宜大于0.5、0.6和0.7；對(duì)于無(wú)翼緣或端柱的一字形短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，除底部加強(qiáng)部位應(yīng)按高規(guī)7.2.10條調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值外，其它各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；短肢剪力墻截面厚度不應(yīng)小于200mm；7度和8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，短肢剪力墻宜設(shè)置翼緣。一字形短肢剪力墻平面外不宜布置與之單側(cè)相交的樓面梁。高規(guī)7.2.1條文規(guī)定了帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。弱短肢剪力墻（墻肢截面高度與厚度之比小于5墻肢）高規(guī)7.2.5條文規(guī)定了不宜采用墻肢截面高度與厚度之比小于為5的剪力墻；當(dāng)其小于5時(shí)，其在重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值的軸壓比，抗震等級(jí)為一級(jí)（9度）、一級(jí)（7、8度）、二級(jí)、三級(jí)時(shí)分別不宜大于0.3、0.4、0.5和0.6。短墻（墻肢截面高度與厚度之比不大于3的墻肢）高規(guī)7.2.5條文和抗震規(guī)范6.4.9條文規(guī)定剪力墻的截面高度與厚度之比不大于3時(shí)，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，底部加強(qiáng)部位縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于1.2%，其它部位不應(yīng)小于1.0%，箍筋應(yīng)沿全高加密。1.5綜合：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻分類表剪力墻分類一般剪力墻短肢剪力墻弱短肢剪力墻短墻墻肢截面高度與厚厚度之比hww/bw>85～83～5規(guī)程、規(guī)范相應(yīng)條條文高規(guī)條高規(guī)條高規(guī)7.2.1條條高規(guī)7.2.5條條高規(guī)7.2.1條條高規(guī)7.2.5條條高規(guī)7.2.1條條抗震規(guī)范6.4..9條使用要求形成短肢剪力墻與與筒體（或一一般剪力墻）共共同抵抗水平平力的剪力墻墻結(jié)構(gòu)B級(jí)高度高層建筑和和9度抗震設(shè)計(jì)計(jì)的A級(jí)高度高層層建筑不能采采用較多短肢肢剪力墻的剪剪力墻結(jié)構(gòu)不宜采用按柱、異型柱設(shè)計(jì)計(jì)最大適用高度比高規(guī)表-1中剪剪力墻結(jié)構(gòu)的的規(guī)定值適當(dāng)當(dāng)降低，且7度和8度抗震設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)分別不應(yīng)應(yīng)大于1000m和60m抗震等級(jí)應(yīng)比一般剪力墻的的抗震等級(jí)提提高一級(jí)采用用軸壓比限值抗震等級(jí)為一、二二、三時(shí)分別別不宜大于00.5、0.6和0.7；對(duì)于無(wú)翼緣或端柱柱的一字形短短肢剪力墻，其其軸壓比限值值相應(yīng)降低0.1；抗震等級(jí)為一級(jí)（9度）、一級(jí)級(jí)（7、8度）、二級(jí)級(jí)、三級(jí)時(shí)分分別不宜大于于0.3、0.4、0.5和0.6；剪力調(diào)整除底部加強(qiáng)部位應(yīng)應(yīng)按高規(guī)7.2.10條調(diào)整剪剪力設(shè)計(jì)值外外；其它各層短肢剪力力墻的剪力設(shè)設(shè)計(jì)值，一、二二級(jí)抗震等級(jí)級(jí)應(yīng)分別乘以以增大系數(shù)11.4和1.2；全部縱向鋼筋的配配筋率底部加強(qiáng)部位不宜宜小于1.22%；其它部位不宜小于于1.0%；底部加強(qiáng)部位不應(yīng)應(yīng)小于1.22%其它部位不應(yīng)小于于1.0%；箍筋應(yīng)沿全高加密；截面厚度不應(yīng)小于200mmm混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25注：弱短肢剪力墻或短墻列未說(shuō)明內(nèi)容的，則按同行左列執(zhí)行。2程序?qū)崿F(xiàn)程序把第條規(guī)定的具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)稱為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。用戶可在‘結(jié)構(gòu)體系’中設(shè)定為‘短肢剪力墻結(jié)構(gòu)’。結(jié)構(gòu)設(shè)定為‘短肢剪力墻結(jié)構(gòu)’后，程序自動(dòng)將其中的短肢剪力墻，即墻肢高度和厚度之比不大于8的剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)。用提高后的抗震等級(jí)進(jìn)行短肢剪力墻墻肢的軸壓比控制和剪力設(shè)計(jì)值放大。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，其短肢墻部分承擔(dān)地震傾覆力矩不應(yīng)大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。這也是判定短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的上限。超過(guò)此上限說(shuō)明短肢剪力墻占的比例太大，這種結(jié)構(gòu)是不允許的。若短肢墻部分承擔(dān)地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩很?。ìF(xiàn)高規(guī)沒(méi)有設(shè)定下限，也許可設(shè)為10%），則此結(jié)構(gòu)應(yīng)視為一般剪力墻結(jié)構(gòu)，不用定義為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中不用區(qū)分短肢剪力墻還是一般剪力墻，一律按剪力墻處理。短肢剪力墻和高厚比小于5的矩形截面獨(dú)立墻肢要全樓驗(yàn)算軸壓比限值。不管短肢剪力墻有無(wú)翼緣或端柱，SATWE和PMSAP一律用提高的抗震等級(jí)按無(wú)翼緣或端柱軸壓比限值來(lái)控制短肢剪力墻軸壓比，而TAT則考慮了有無(wú)翼緣的不同處理。按高規(guī)第-3條規(guī)定，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中墻肢高度和厚度之比不大于8的短肢剪力墻，其抗震等級(jí)自動(dòng)提高一級(jí)。用戶不需要手工更改這些構(gòu)件的抗震等級(jí)。但目前TAT對(duì)短肢剪力墻的判斷是雙向認(rèn)定的。而SATWE、PMSAP對(duì)短肢剪力墻的判斷是單向認(rèn)定的，所以有長(zhǎng)肢翼緣的T形、L形剪力墻的短肢部分還認(rèn)為是短肢剪力墻，這是不對(duì)的。用戶使用SATWE時(shí)請(qǐng)用‘獨(dú)立定義構(gòu)件抗震等級(jí)’定義這種假短肢剪力墻，使它不按短肢墻肢自動(dòng)調(diào)整。但即使這樣，這些假短肢墻仍然統(tǒng)計(jì)在短肢剪力墻承擔(dān)地震傾覆力矩中。3操作3.1設(shè)定‘短肢剪力墻結(jié)構(gòu)’SATWE進(jìn)入菜單《1.接PM生成SATWE數(shù)據(jù)》→《1.分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義》→《總信息》。在‘結(jié)構(gòu)體系’項(xiàng)內(nèi)選擇‘短肢剪力墻結(jié)構(gòu)’即可。TAT進(jìn)入菜單《2.數(shù)據(jù)檢查和圖形檢查》→《3.參數(shù)修正》→《總信息》。在‘結(jié)構(gòu)類型：’項(xiàng)內(nèi)選擇‘短肢剪力墻結(jié)構(gòu)’即可。3.2關(guān)聯(lián)操作‘剪力墻墻肢軸壓比’，詳見(jiàn)《應(yīng)用指南》4.3節(jié)?！袅孛婕袅υO(shè)計(jì)值調(diào)整’，詳見(jiàn)《應(yīng)用指南》4.5節(jié)?！蚣芸偧袅φ{(diào)整’，詳見(jiàn)《應(yīng)用指南》5.2節(jié)。3.3結(jié)果說(shuō)明①短肢剪力墻部分承擔(dān)地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的比例可在相關(guān)文件中查看。SATWE可在WV02Q.OUT文件中查看，如以下所示，框架柱及短肢墻地震傾覆彎矩百分比**********************************************************************柱及短肢墻傾覆彎矩墻傾覆彎矩柱及短肢墻傾覆彎矩百分比X向地震:46410.552040.047.14%Y向地震:24870.477263.524.35%TAT可在NL-1.OUT文件中查看，如以下所示，本層短肢墻所承擔(dān)的地震力之彎矩：塔號(hào)：1X向短肢墻彎矩：Mdwx=16489.7X向墻彎矩：Mwx=88118.3比值：Mdwx/(Mdwx+Mwx)=15.76%塔號(hào)：1Y向短肢墻彎矩：Mdwy=15323.8Y向墻彎矩：Mwy=86747.3比值：Mdwy/(Mdwy+Mwy)=15.01%短肢剪力墻部分抗震等級(jí)的提高及軸壓比限值降低等加強(qiáng)，可在相應(yīng)配筋文件中查看。下面顯示一些結(jié)果，SATWE可在WPJ*.OUT文件中查看，如下所示。N-WC=1(I=79J=96)B*H*Lwc(m)=0.30*2.50*3.30aa=300(mm)Nfw=2Rcw=25.0N=-5002.Uc=0.56一般剪力墻軸壓比(38)M=-1105.N=-739.As=229.(31)V=804.N=-8430.Ash=150.0----------------------------------------------------------------------------N-WC=2(I=97J=116)B*H*Lwc(m)=0.30*2.00*3.30aa=300(mm)Nfw=1Rcw=25.0短肢剪力墻抗震等級(jí)提高**N=-4100.Uc=0.57>0.40短肢剪力墻且按無(wú)翼緣或無(wú)端柱，限值再降低0.1(1)M=1.N=-4750.As=0.(1)V=2.N=-4750.Ash=150.0TAT可在PJ-*.OUT文件中查看，如下所示。有長(zhǎng)肢翼緣的短肢剪力墻按一般剪力墻處理N-W=5Lw=3.30(m)Arfw=0.0000Nfw=2Rcw=25.0Nwb=1(I1=4I2=2)Bw=300(mm)Hw=2000(mm)aa=300(mm)Nuc=-4206.Uc=0.59一般剪力墻軸壓比(7)N=-8084.M=7.As0=1954.(1)N=-4864.V=-3.Ash=150.Nwb=2(I1=1I2=3)Bw=300(mm)Hw=2500(mm)aa=300(mm)Nuc=-5272.Uc=0.59(1)N=-6115.M=14.As0=0.(1)N=-6115.V=9.Ash=150.----------------------------------------------------------------------------N-W=6Lw=3.30(m)Arfw=0.0000Nfw=1Rcw=25.0短肢剪力墻抗震等級(jí)提高Nwb=1(I1=4I2=2)Bw=300(mm)Hw=2000(mm)aa=300(mm)**Nuc=-4213.Uc=0.59>0.50短肢剪力墻且有翼緣限值為0.5(1)N=-4886.M=9.As0=0.(1)N=-4886.V=-4.Ash=150.Nwb=2(I1=5I2=3)Bw=300(mm)Hw=2000(mm)aa=300(mm)**Nuc=-4213.Uc=0.59>0.50短肢剪力墻且有翼緣限值為0.5(1)N=-4886.M=-2.As0=0.(1)N=-4886.V=0.Ash=150.PMSAP可在PMSAP_PJ.*文件中查看，如下所示。一般剪力墻軸壓比(3)2832L=3.300B,H=300.2500.NC,NG,NGH=2511IEW=2MUSV=0.0030Un/Unmax=0.55/0.60N=-4927.3Icom=26As/AsvsPs(%)IerrIgzIcomM/QNBOTAs1200.0000.16001151.4-5707.5Asv/S150.0000.250011319.0-5707.5TOPAs1200.0000.16001161.4-5707.5Asv/S150.0000.250011319.0-5707.5短肢剪力墻且按無(wú)翼緣或無(wú)端柱，限值再降低0.1(13)5964L=3.300B,H=300.2000.NC,NG,NGH=2511IEW=1MUSV=0.0030Un/Unmax=0.58/0.40N=-4161.4Icom=26短肢剪力墻抗震等級(jí)提高As/AsvsPs(%)IerrIgzIcomM/QNBOTAs2700.0000.4500110.1-4820.7Asv/S223.1030.3720024848.4-4970.1TOPAs2700.000