摘要：短肢剪力墙结构是一种适应建筑要求而形成的较为特殊的剪力墙结构。文章分析了短肢剪力墙结构的特点以及短肢剪力墙结构布置中需注意的问题，并对短肢剪力墙结构设计中薄弱部位的加强措施进行了探讨。
关键词：短肢剪力墙 结构布置 加强措施
近年来，随着人们对建筑物，特别是高层住宅中平面与空间的要求越来越高，传统的普通框架结构中凸入室内空间的房梁、柱子等影响美观，传统的普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔等已越来越不能很好地满足人们对住宅空间的要求。于是，一种新的结构型式，即“短肢剪力墙结构”型式应运而生。这种新的高层住宅结构体系克服了传统的普通框架与普通剪力墙结构存在的一些问题，降低了基础及上部结构的造价，得到了建筑商、建筑结构设计人员和住户的广泛喜爱，逐渐被推广使用。
1 短肢剪力墙的概念
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)中规定，短肢剪力墙是指墙肢截面高度（水平截面的长度）与厚度（水平截面的宽度）之比为5~8的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。短肢剪力墙较多时，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，称为短肢剪力墙结构。
短肢剪力墙结构在建筑工程中的使用需满足一个必要条件，即抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。这是由于短肢剪力墙结构抗震能力较弱，故高层建筑结构中短肢剪力墙较多时，应布置一般剪力墙（或筒体），建立合理的剪力墙体系，共同抵抗水平力。
2 短肢剪力墙结构的特点
2.1 短肢剪力墙结构型式存在以下特点：①可充分满足建筑功能的需要。a墙肢和填充墙的厚度相同，各墙相连的梁处于一个竖向的平面内，以避免梁柱可能突出墙面的情况。b墙体改革的方向要求墙体采用轻质材料，因此短肢墙更能够满足建筑功能的需要。c短肢墙构件增加了施工困难程度，但扩大了使用面积。②可满足结构设计的需要。短肢剪力墙体系中墙肢和梁可以隐蔽，同时结构布置比较灵活，墙的数量和肢长可以根据抗侧力的需要而定，同时，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度和刚度中心的位置。③该结构体系使用方面，可灵活运用。a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。b墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定。c能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单。d连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖向平面内，可隐蔽。f根据建筑平面的抗侧移刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。
2.2 在小高层住宅中，与常用的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系有如下几点优势：①墙肢的承载能力得到充分使用，避免了传统剪力墙结构中钢筋浪费现象。②自重大大减轻，降低了地震的作用，且降低了造价，对于一些地基承载能力较低的地区有着良好的经济效益。③其结构自振周期相对较大，从而可弥补剪力墙的抗侧移刚度大而使得地震反应加大的缺点。④墙肢高宽比较大，其承载力得到了较充分的发挥。
3 短肢剪力墙结构布置中需注意的问题
3.1 短肢剪力墙结构在设计时应注意的问题。高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙结构体系。首先，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；其次，若剪力墙结构存在较短肢剪力墙，其最大适用高度应比规范中剪力墙结构的规定值略微降低，7度和8度抗震设计时分别应低于100m和60m；最后，对于9度抗震设计的A级高度高层建筑和B级高度高层建筑，不应采用较多短肢剪力墙结构。
3.2 如何布置剪力墙洞口。布置剪力墙洞口一般应满足以下3方面要求：①规范设计洞口位置，规则开洞，应力分布比较规则，洞口成排或成列，形成明确的墙肢和连梁，避免洞口设置使墙肢刚度相差悬殊。②若布置错洞剪力墙和叠合错洞墙，其洞口错开距离小或叠合，造成强肢不规则，洞口之间易形成薄弱部位，构造及应力分布复杂，所以在洞口设置时应尽量避免。当工程需要时，应在洞口周边采取加强措施，或者将叠合洞口用轻质材料将洞口填补，转化为规则洞口的剪力墙。③对洞口布置应采用一些合理准确的分析方法进行分析判断，对不规则洞口可采用多种模型简化处理，分析判断其计算结果，必要时进行补充计算和校核。
3.3 针对短肢剪力墙结构抗震性能较差的特点，在结构布置时应加强抗震薄弱环节。①连梁尽量布置在墙肢的竖向平面内，且宜有两个方向的梁与每道短肢剪力墙连接。短肢剪力墙应在两个方向上均有连接，在另一方向上也设置翼缘，尽可能避免“一字形”短肢剪力墙出现。②短肢剪力墙结构可采用强墙柱弱连梁体系设计。③短肢剪力墙应均匀布置，各墙肢分布均匀，墙的轴向应力差别不可过大，其刚度中心与建筑物的形心应尽量保持一致。在竖向布置短肢剪力墙时，上下对齐墙肢，避免洞口错位，与连梁一起构成抗侧力体系，提高短肢剪力墙的抗震性能。④由于短肢剪力墙结构抗侧刚度较小，设计时可增加适当数量的长墙，或者利用电梯、楼梯等形成刚度较大的核心筒，形成两道抗震设防，增强刚度，避免在强烈的冲击下结构产生较大变形。⑤在水平力的作用下，底部外围小墙肢会承受较大的竖向荷载和扭转剪力，导致墙肢开裂，因而应采取加大外周边墙肢厚度和配筋量，或减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率等措施，提高其抗震性能。
4 加强措施
对于短肢剪力墙设计中的薄弱部位，可采取以下加强措施：①在抗震设计时，剪力墙和筒体承受的第一振型底部地震倾覆力矩应大于结构总底部地震倾覆力矩的一半以上；为了改善短肢剪力墙的延性，短肢剪力墙的抗震等级应采用比规程中规定的剪力墙的抗震等级高一个级别的抗震等级。②为改善延性，在抗震等级分别为一、二、三级时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比分别不宜大于0.5、0.6和0.7；对于一字形短肢剪力墙，由于其无翼缘或端柱，延性较差，轴压比限值应降低0.1。③为避免短肢剪力墙过早剪坏，底部加强部位及其他各层都应调整短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级分别乘以增大系数1.4和1.2；，无论抗震还是非抗震设计，短肢剪力墙截面最小厚度都不应小于200mm。④在确定剪力墙的加强部位时，应注意剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，而抗震结构中出现塑性铰的部位应为加强部位。并在剪力墙底部塑性铰出现的范围内加强构造措施，提高剪力墙的延性及抗剪切破坏的能力。⑤为安全起见，可适当扩大剪力墙的加强部位范围，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8或底部两层两个的较大值，若剪力墙高度超过150m，为避免加强区过高，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。总之，在短肢剪力墙设计中应注意其构造要求、肢长、比例、加强部位等要求，提高其抗震性能。
5 结束语
短肢剪力墙作为一种新兴的结构体系，受到广泛关注，应用前景广阔。虽然其优点较多，但是难以避免一些自身存在的缺点。在结构设计中，应避重就轻，合理布置短肢剪力墙结构，对一些薄弱部位采取加强措施，充分发挥短肢剪力墙结构体系的优势，为住户提供一个更好的住宅空间。
参考文献：
[1]黄家强.浅谈短肢剪力墙结构设计[J].科技资讯.2006(12)
[2]贾春伟，艾冬娜.小议建筑短肢剪力墙与异形柱结构的设计分析[J].黑龙江科技信息.2008(35).
[3]张亚，陈伟.探讨高层建筑结构设计问题[J].科技致富向导. 2010(17).
[4]钟健.论短肢剪力墙结构体系的设计方法[J].民营科技.2007(05).