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摘要：剪力墙结构自重和刚度都很大，对于小高层住宅，如果剪力墙数量很多，导致结构的基本周期短，地震作用大，而且钢筋和混凝土材料强度不能充分发挥，造成浪费。所以对于层数不太多的小高层剪力墙结构，在保证结构安全的情况下，降低结构整体刚度是降低土建成本的主要手段。剪力墙结构合理刚度可由结构的基本周期值确定，基本周期宜控制在 T1=（0.04~0.05）N，其中 N 为总层数。降低结构整体刚度方法很多，如降低混凝土强度等级、减小墙体厚度，最有效手段就是减少墙体的数量，短肢剪力墙结构概念正是基于此目而提出。
关键词：短肢剪力墙结构； 整体刚度；混凝土强度等级；合力刚度；自振周期；地震作用；竖向荷载
1引言
短肢剪力墙结构是近十几年来我国新兴的一种新型结构体系，目前可查到的文献中，未见到国外有这一方面的研究成果发表，国内关于短肢剪力墙最早的文献是 1997 年第 6期《建筑结构学报》中容柏生先生发表的"高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构"。随着近几年高层住宅的普及，作为降低结构用钢量的重要手段之一，短肢剪力墙结构迅速普及，各研究院校也对此结构体系作了大量的试验研究与理论分析。
2短肢剪力墙结构的特点
短肢剪力墙结构既保留了异形柱不凸出墙面的优点，又克服了异形柱框架结构抗震性能差的缺点，建设部已明确将短肢剪力墙结构体系作为一种新型的住宅结构体系加以推广，该结构体系有如下一些特点：
一、与普通剪力墙相比，短肢剪力墙门窗洞口可以开的更大，可以较好的满足住宅建筑的采光通风要求。
二、结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾，基本上能达到建筑与结构的统一，尤其适用于 10~20 层，工程造价低于异形柱剪力墙结构和普通剪力墙结构。
三、墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要根据抗侧移刚度的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整结构整体刚度中心的位置，墙体数量的减少，有效的降低了结构刚度与自重，减小地震作用。
四、短肢剪力墙的高宽比一般大于 2，在水平作用下，墙体破坏一般为弯曲型破坏，同时由于连梁的跨高比大，连梁破坏也是弯曲型破坏居多，所以短肢剪力墙结构有较大的延性。
3短肢剪力墙结构设计要点
3.1短肢剪力墙结构定义
《高规》中没有使用"短肢剪力墙结构"用语。第 7.1.2 条表述如下"高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。"本文为阐述方便，把规程中所指的这种布置有较多短肢剪力墙的剪力墙结构称为"短肢剪力墙结构"。
对于"较多"一词，规程正文及条文说明没有给过多的解释，在第 7.1.2 条第二款中规定"抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的 50%。"由此可以认为当所有短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩接近结构总底部地震倾覆力矩的 50%时，应认定是短肢剪力墙结构。
3.2短肢剪力墙结构的构造要求
随着城镇住宅高层化进程的加快，短肢剪力墙结构在实际工程中已经开始大量采用。然而短肢剪力墙结构问世不到二十年，对于这种结构的力学性能、破坏形态、抗震性能的研究不够深入，实际工程也没有经过大震考验，所以《高规》对短肢剪力墙的适用高度及构造要求都较普通剪力墙结构有更严格的规定。具体规定如下：
一、降低短肢剪力墙的最大适用高度（见表1）
四、抗震设计时，短肢剪力墙的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于 1.2%，其他部分不宜小于 1.0%。
《高层建筑混凝土结构技术规程》只是从剪力墙构件的几何尺寸上来给短肢剪力墙下定义，而不是通过对结构的受力性能分析来给短肢剪力墙下定义。这种仅从构件几何尺寸来划分短肢剪力墙与一般剪力墙的做法是不严格的，理论根据也是不充分的。由本文的分析可知，短肢剪力墙是联肢墙的下限。短肢剪力墙从受力性能上看与一般的联肢剪力墙没有什么本质区别，所以也没有必要把短肢剪力墙单独从联肢墙中划出执行更高的设计标准。对于短肢剪力墙的诸多构造要求中，将短肢剪力墙的抗震等级提高一级的规定不尽合理。
相同烈度下，对于同一种结构类型中的抗侧力构件，它的抗震等级主要取决于房屋的高度。例如，抗震墙剪力墙结构中，高度大于 80m 的剪力墙的抗震等级比高度小于 80m 的高一级。对此，《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的条文说明中给出了正确的解释:"较高的房屋地震反应大，位移延性的要求也高，墙肢底部塑性铰区的曲率延性也较高"。可见，高度相同时，延性好、耗能强的剪力墙，其抗震等级可以放宽点。
联肢剪力墙是工程中用的最多的一种剪力墙，《建筑抗震设计规范》和《高规》中所指的剪力墙也主要是指联肢剪力墙。已有实验研究表明短肢剪力墙的延性和耗能能力都比长肢剪力墙的好，所以反而把短肢剪力墙的抗震等级提高一级是没有根据的。当然短肢剪力墙由于横截面面积较小，其侧向刚度和承载力比长肢剪力墻的小，但这不是用提高抗震等级所能解决的，而是要通过抗震计算来保证采用短肢剪力墙的房屋具有足够的侧向刚度和承载能力。对于纯粹由短肢剪力墙构成的结构，虽然短肢剪力墙的抗侧刚度和承载力小一些，但只要短肢剪力墙的数量和设置能满足规定的要求就可以了，没有必要再提高它的抗震等级。
4结语
短肢剪力墙多数情况下是和筒体或长肢剪力墙在一个结构物中同时被采用，这时由于短肢剪力墙的抗侧刚度比较小，所承担的地震作用也比较小，也就是说这时短肢剪力墙并不是最主要的抗侧构件，因此它的抗震等级不是提高而是应该降低。例如对于框剪结构抗震设计时，框架的抗震等级要比剪力墙的低一级，这是因为框剪结构中的水平地震作用主要由刚度较大的剪力墙承担而框架承受的水平地震作用较小的缘故。同理，短肢剪力墙的抗侧刚度要比长肢剪力墙弱，那么在剪力墙结构中，短肢剪力墙与普通剪力墙采用相同的抗震等级，对短肢剪力墙已经有了很多的安全储备，建议《高规》把短肢剪力墙抗震等级提高一级的规定作适当修改。
参考文献：
[1] 叶倩. 异形柱和短肢剪力墙体系的结构设计[D]. 上海：同济大学，2006
[2] 包世华. 新编高层建筑结构[M]. 北京：中国水利水电出版社，2001
作者简介：周华（1981-），男，汉族，宁夏石嘴山人，2005年毕业于北京林业大学土木工程专业，助理工程师，现主要从事建筑结构设计方面的工作。
关键词：短肢剪力墙结构； 整体刚度；混凝土强度等级；合力刚度；自振周期；地震作用；竖向荷载
1引言
短肢剪力墙结构是近十几年来我国新兴的一种新型结构体系，目前可查到的文献中，未见到国外有这一方面的研究成果发表，国内关于短肢剪力墙最早的文献是 1997 年第 6期《建筑结构学报》中容柏生先生发表的"高层住宅建筑中的短肢剪力墙结构"。随着近几年高层住宅的普及，作为降低结构用钢量的重要手段之一，短肢剪力墙结构迅速普及，各研究院校也对此结构体系作了大量的试验研究与理论分析。
2短肢剪力墙结构的特点
短肢剪力墙结构既保留了异形柱不凸出墙面的优点，又克服了异形柱框架结构抗震性能差的缺点，建设部已明确将短肢剪力墙结构体系作为一种新型的住宅结构体系加以推广，该结构体系有如下一些特点：
一、与普通剪力墙相比，短肢剪力墙门窗洞口可以开的更大，可以较好的满足住宅建筑的采光通风要求。
二、结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾，基本上能达到建筑与结构的统一，尤其适用于 10~20 层，工程造价低于异形柱剪力墙结构和普通剪力墙结构。
三、墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要根据抗侧移刚度的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整结构整体刚度中心的位置，墙体数量的减少，有效的降低了结构刚度与自重，减小地震作用。
四、短肢剪力墙的高宽比一般大于 2，在水平作用下，墙体破坏一般为弯曲型破坏，同时由于连梁的跨高比大，连梁破坏也是弯曲型破坏居多，所以短肢剪力墙结构有较大的延性。
3短肢剪力墙结构设计要点
3.1短肢剪力墙结构定义
《高规》中没有使用"短肢剪力墙结构"用语。第 7.1.2 条表述如下"高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。"本文为阐述方便，把规程中所指的这种布置有较多短肢剪力墙的剪力墙结构称为"短肢剪力墙结构"。
对于"较多"一词，规程正文及条文说明没有给过多的解释，在第 7.1.2 条第二款中规定"抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的 50%。"由此可以认为当所有短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩接近结构总底部地震倾覆力矩的 50%时，应认定是短肢剪力墙结构。
3.2短肢剪力墙结构的构造要求
随着城镇住宅高层化进程的加快，短肢剪力墙结构在实际工程中已经开始大量采用。然而短肢剪力墙结构问世不到二十年，对于这种结构的力学性能、破坏形态、抗震性能的研究不够深入，实际工程也没有经过大震考验，所以《高规》对短肢剪力墙的适用高度及构造要求都较普通剪力墙结构有更严格的规定。具体规定如下：
一、降低短肢剪力墙的最大适用高度（见表1）
四、抗震设计时，短肢剪力墙的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于 1.2%，其他部分不宜小于 1.0%。
《高层建筑混凝土结构技术规程》只是从剪力墙构件的几何尺寸上来给短肢剪力墙下定义，而不是通过对结构的受力性能分析来给短肢剪力墙下定义。这种仅从构件几何尺寸来划分短肢剪力墙与一般剪力墙的做法是不严格的，理论根据也是不充分的。由本文的分析可知，短肢剪力墙是联肢墙的下限。短肢剪力墙从受力性能上看与一般的联肢剪力墙没有什么本质区别，所以也没有必要把短肢剪力墙单独从联肢墙中划出执行更高的设计标准。对于短肢剪力墙的诸多构造要求中，将短肢剪力墙的抗震等级提高一级的规定不尽合理。
相同烈度下，对于同一种结构类型中的抗侧力构件，它的抗震等级主要取决于房屋的高度。例如，抗震墙剪力墙结构中，高度大于 80m 的剪力墙的抗震等级比高度小于 80m 的高一级。对此，《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的条文说明中给出了正确的解释:"较高的房屋地震反应大，位移延性的要求也高，墙肢底部塑性铰区的曲率延性也较高"。可见，高度相同时，延性好、耗能强的剪力墙，其抗震等级可以放宽点。
联肢剪力墙是工程中用的最多的一种剪力墙，《建筑抗震设计规范》和《高规》中所指的剪力墙也主要是指联肢剪力墙。已有实验研究表明短肢剪力墙的延性和耗能能力都比长肢剪力墙的好，所以反而把短肢剪力墙的抗震等级提高一级是没有根据的。当然短肢剪力墙由于横截面面积较小，其侧向刚度和承载力比长肢剪力墻的小，但这不是用提高抗震等级所能解决的，而是要通过抗震计算来保证采用短肢剪力墙的房屋具有足够的侧向刚度和承载能力。对于纯粹由短肢剪力墙构成的结构，虽然短肢剪力墙的抗侧刚度和承载力小一些，但只要短肢剪力墙的数量和设置能满足规定的要求就可以了，没有必要再提高它的抗震等级。
4结语
短肢剪力墙多数情况下是和筒体或长肢剪力墙在一个结构物中同时被采用，这时由于短肢剪力墙的抗侧刚度比较小，所承担的地震作用也比较小，也就是说这时短肢剪力墙并不是最主要的抗侧构件，因此它的抗震等级不是提高而是应该降低。例如对于框剪结构抗震设计时，框架的抗震等级要比剪力墙的低一级，这是因为框剪结构中的水平地震作用主要由刚度较大的剪力墙承担而框架承受的水平地震作用较小的缘故。同理，短肢剪力墙的抗侧刚度要比长肢剪力墙弱，那么在剪力墙结构中，短肢剪力墙与普通剪力墙采用相同的抗震等级，对短肢剪力墙已经有了很多的安全储备，建议《高规》把短肢剪力墙抗震等级提高一级的规定作适当修改。
参考文献：
[1] 叶倩. 异形柱和短肢剪力墙体系的结构设计[D]. 上海：同济大学，2006
[2] 包世华. 新编高层建筑结构[M]. 北京：中国水利水电出版社，2001
作者简介：周华（1981-），男，汉族，宁夏石嘴山人，2005年毕业于北京林业大学土木工程专业，助理工程师，现主要从事建筑结构设计方面的工作。