浅析高层住宅剪力墙结构设计
王锋
【摘 要】摘要：分析了高层住宅剪力墙长肢与短肢的计算方法，并结合工程实例提出自己的看法。论述TAT与SATWE这两种计算方法中哪一种对短肢剪力墙所受底部倾覆力矩与结构总底部倾覆力矩的比值的求解更符和实际。 【期刊名称】河南建材 【年(卷),期】2014(000)003 【总页数】2
【关键词】一般剪力墙；短肢剪力墙；约束边缘构件；构造边缘构件
近年来，由于高层住宅的兴起，剪力墙结构成为高层住宅设计中应用较为广泛的一种结构形式，《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为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。但在实际的工程中，因为外墙（尤其是外纵墙）开窗，导致大量的窗间墙长度不满足墙厚的8倍，而内横墙大多能满足8倍墙厚，即纵向大多数为短肢，横向大多数为长肢。怎样在实际的设计中，达到二者兼顾呢，笔者就这个问题，结合实际经验提出如下几点建议：
1 结构设计要求
《高层建筑混凝土结构技术规程》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%。 SATWE软件是按剪力墙单肢长度与墙厚比是否小于8来判断是长肢或短肢剪力墙,对L形剪力墙和T形剪力墙,只要一边肢长不满足，即判断为短肢剪力墙，而不论其他肢的长度。TAT软件能自动根据L型、T型等剪力墙两个方向的长
度来判断该剪力墙是否为短肢剪力墙，所以TAT的判断结果更合理一些。建议在用SATWE软件进行短肢剪力墙设计时，短肢剪力墙承受底部倾覆力矩与结构总底部地震倾覆力矩的比值这项指标，采用TAT的计算结果。
2 结构技术分析
如果短肢剪力墙所受底部地震倾覆力矩与结构总底部地震倾覆力矩之比小于0.15，可以认为该结构不为短肢剪力墙结构，在计算参数中选择“三级抗震”（石家庄）、“剪力墙结构”进行计算。例如，该工程为地下1层，地上14层的高层住宅，地震烈度为7度，设计基本加速度为0.15 g,剪力墙抗震等级为三级，建筑物总高40.30m。在实际工程计算中，是分横向短肢剪力墙所承受底部倾覆力矩与结构总底部地震倾覆力矩的比值，和纵向短肢剪力墙所承受底部倾覆力矩与结构总底部地震倾覆力矩的比值。见本工程计算结果（表1）横向即X向为0.095 6，小于0.15；纵向即Y墙由于大量开洞（窗）为0.457 7，大于0.15。出现这种情况，先按“三级”抗震、“剪力墙结构”计算,来配置横向剪力墙的构造边缘构件配筋，此配筋结果参照“分析结果图形和文本文件”显示中,“梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘、构件筒图”和“剪力墙边缘构件数据”。
可见给出的结果是构造边缘构件的配筋、配箍、配筋范围。再按“三级”抗震、“短肢剪力墙结构”（抗震等级自动提高一级为二级）计算一次，来配置纵向剪力墙的约束边缘构件配筋。在分析结果图形和文本文件显示中，“梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘、构件筒图”和“剪力墙边缘构件数据”给出的是：加强区及其上一层是约束边缘构件，并按约束边缘构件给出配筋、配箍率及配筋范围,非加强区是构造边缘构件,并按构造边缘构件给出配筋、配箍率及配筋范围。
这样的结构设计，横向按一般剪力墙结构设计（边缘构件为构造边缘构件），纵向按短肢剪力墙考虑（加强区及其上一层边缘构件为约束边缘构件），应是比较完善的。
3 设计注意事项
在进行短肢剪力墙结构设计时，注意要满足《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下，产生的轴力设计值和轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1。《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配盘率，底部加强部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于1.0%。矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面的5倍，当截面高度与截面厚度之比小于5时，其在重力荷载代表值作用下的轴压力设计值的轴压比，一、二级时不宜大于本规程限值减0.1,三级时不宜大于0.6；当截面高度与截面厚度之比不大于3时，宜按框架柱进行截面设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%，一般部位不应小于1.0%，箍筋宜沿墙肢全高加密。
4 小结
在结构方案设计阶段，应对结构体系的特点有清醒的认识，有针对性地对结构薄弱层、薄弱部位及由于建筑设计方案可能带来的抗风抗震设计缺陷有宏观的把握。然后借助于工程设计软件进行正确建模，多方案对比试算，最后制订完善的结构方案。设计重点应放在转换层。当转换层位置较高时应加强底部框支层的等效刚度，防止底部位移突变;当转换梁与上部剪力墙共同工作且支座约束较强时，梁为偏心受拉构件;对于梁抬柱或梁抬小墙肢情况，转换梁可以为全跨
浅析高层住宅剪力墙结构设计
