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摘要：短肢剪力墙的建筑结构由于空间布局比较方便，又可以减轻结构自重，在我国部分地区应用逐渐广泛。本文通过分析截面形式、墙体配筋形式、体积配箍率、轴压比、墙肢高厚比等影响短肢剪力墙抗震性能的多种因素， 揭示了短肢墙的整体工作性能，提出具体设计建议。
关键词：短肢剪力墙；抗震性；结构
我国城市的高层住宅建筑越来越多，短肢剪力墙结构容易满足建筑使用功能的要求，又可以进一步减轻结构自重，且具有良好的经济性，因此这种结构型式越来越多地应用于高层特别是小高层住宅建筑。现行的混凝土结构设计规范和高层建筑结构设计规范都没有关于短肢墙设计的具体条文，理论落后于实际应用，阻碍了这种结构体系的健康发展。
1. 短肢剪力墙结构的优点
由于钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有墙肢可灵活布置，房间内无露梁露柱的现象，给建筑较大的灵活空间，剪力墙数量较少，减轻了自重，减小了水平地震作用，降低了钢筋混凝土的用量等优点，因此得到了广泛运用。在小高层住宅中，与常用的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系具有如下优点：
（1）充分利用墙肢的承载能力，避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。（2）短肢剪力墙体系，墙肢和梁可隐蔽，结构布置灵活，墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。（3）减轻结构自重，降低主体结构和基础造价，尤其对于地基承载力较低的地区经济效益显著。（4）主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态，从而保证墙体具有足够的延性。（5）根据建筑平面的抗侧刚度的需要，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.短肢剪力墙抗震性能分析
2.1墙体配筋形式
试验研究表明：短肢剪力墙结构在翼墙和腹板交接处多出现纵向裂缝，在此部位应采取加强措施，如加设暗柱。对比有翼墙试体和无翼墙试体的墙肢破坏形态发现，有翼墙试体在翼墙上通常只有水平裂缝，而其墙肢上的裂缝形态和无翼墙试体相似。这说明翼墙在结构受力时主要负担外加弯矩，而剪力则主要由墙肢承担。设计时，应对短肢剪力墙的端部和转角部位设置暗柱，把主要钢筋都布置在暗柱范围内；结构底部受到的剪力大，应加密底部加强区范围的墙肢箍筋。
2.2短肢剪力墙—筒体结构
近年来随着人们对住宅，特别是小高层及多层住宅平面不与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系，即所谓“短肢剪力墙—筒体”结构体系。
短肢剪力墙—筒体结构结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，剪力墙的数量可多可少，剪力墙肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；由于减少了剪力墙数量，而代之以轻质填充墙，不仅房屋总重量可以减轻，同时也可适当降低结构刚度，使地震作用减小，这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震较为有利，同时也可降低工程造价，还可加快施工进度.这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力的需要，将中心竖向交通区处理成为筒体，以承受主要水平力。
2.3截面形式
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。带翼墙短肢墙结构的受力性能优于无翼墙结构，工程中应避免一字形截面墙肢的使用。短肢剪力墙宜在两个方向设计有梁与之拉结，避免无连接梁相连的延性较差的秃墙。总体来说，短肢剪力墙的延性较差，可以通过加强体积配箍率来提高其延性。
短肢剪力墙配箍率提高后，其受弯承载力提高不是很明显，但混凝土峰值应力下的应变值有较大的提高，并且应力应变曲线的下降段部分变得平缓，延性有显著提高。设计时，我们可以参照 高层建筑混凝土结构技术规程！对于约束边缘构件的配箍特征值来设计短肢剪力墙的箍筋。
2.4普通现浇钢筋混凝土抗震墙结构
依据建筑平面布局设置钢筋混凝土抗震墙，对较长的墙开结构洞将其分为联肢墙，使各墙段的刚度均匀，由于抗震墙较多，可以构成整体抗侧力很强的体系，对较高建筑抗震特别有利。
3.结构布置中需注意的问题
3.1要满足高规要求
每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接，连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。短肢剪力墙应均匀布置，使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙，尽可能做到墙肢上、下对齐、连续，尽量避免洞口错位，与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。
3.2对振型数量的要求
要保证振型参与质量达到总质量的90%以上。振型数最好是3的倍数。振型数的大小与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构刚度突变较大时，振型数也应取大些。尤其对于高位转换，由于转换层的质量远大于其他楼层，导致不同振型时地震作用在转换层处突然增大，尤以转换层位置在振型曲线振幅最大处或附近时更为显著，因而转换层在较高位置时，高振型的影响可能明显增大，建议在计算分析时，取较多振型。
3.3程序输入和输出时应注意的问题
转换层所在层号、框支梁、框支柱、角柱的指定。框支梁、框支柱、角柱是带转换层的复杂高层建筑抗震设计时需特别加强的构件。《抗震规范》和《高规》按 “强剪弱弯”的原则，对其抗震等级和组合设计内力值进行调整，并采取相应的结构构造措施。因此，程序输入过程中正确指定转换层所在层号、框支梁、框支柱和角柱，对计算结果的合理输出是相当重要的，也是设计人员容易忽视的问题。框支剪力墙的下端节点一定要落在框支梁上。
3.4短肢剪力墙的抗震构造
抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规第48.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级。抗震设计时，底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm；抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%。其他部位不宜小于1.0%：新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墒肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。
4.结语
尽管短肢剪力墙结构在我国得到了大量应用，但是到目前为止，短肢剪力墙抗震性能的理论和试验研究还不够深入，规范的条文也不具体。但是随着小高层建筑的发展和人们对住宅使用功能要求的提高，由于短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构，因此在设计中根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘肖凡，李繼祥.钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及应用[J].武汉大学学报（工学版），2009，42（2）：236-239.
[2]曹万林，董宏英，胡国振，等.钢筋混凝土带暗支撑双肢剪力墙抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2004，25（3）：22-28.
[3]刘敏，陈远椿，吴耀辉，等.全国民用建筑工程设计技术措施-结构（结构体系）[S].北京：中国计划出版社，2009.
关键词：短肢剪力墙；抗震性；结构
我国城市的高层住宅建筑越来越多，短肢剪力墙结构容易满足建筑使用功能的要求，又可以进一步减轻结构自重，且具有良好的经济性，因此这种结构型式越来越多地应用于高层特别是小高层住宅建筑。现行的混凝土结构设计规范和高层建筑结构设计规范都没有关于短肢墙设计的具体条文，理论落后于实际应用，阻碍了这种结构体系的健康发展。
1. 短肢剪力墙结构的优点
由于钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有墙肢可灵活布置，房间内无露梁露柱的现象，给建筑较大的灵活空间，剪力墙数量较少，减轻了自重，减小了水平地震作用，降低了钢筋混凝土的用量等优点，因此得到了广泛运用。在小高层住宅中，与常用的剪力墙体系相比，短肢剪力墙体系具有如下优点：
（1）充分利用墙肢的承载能力，避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费。（2）短肢剪力墙体系，墙肢和梁可隐蔽，结构布置灵活，墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置。（3）减轻结构自重，降低主体结构和基础造价，尤其对于地基承载力较低的地区经济效益显著。（4）主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态，从而保证墙体具有足够的延性。（5）根据建筑平面的抗侧刚度的需要，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.短肢剪力墙抗震性能分析
2.1墙体配筋形式
试验研究表明：短肢剪力墙结构在翼墙和腹板交接处多出现纵向裂缝，在此部位应采取加强措施，如加设暗柱。对比有翼墙试体和无翼墙试体的墙肢破坏形态发现，有翼墙试体在翼墙上通常只有水平裂缝，而其墙肢上的裂缝形态和无翼墙试体相似。这说明翼墙在结构受力时主要负担外加弯矩，而剪力则主要由墙肢承担。设计时，应对短肢剪力墙的端部和转角部位设置暗柱，把主要钢筋都布置在暗柱范围内；结构底部受到的剪力大，应加密底部加强区范围的墙肢箍筋。
2.2短肢剪力墙—筒体结构
近年来随着人们对住宅，特别是小高层及多层住宅平面不与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系，即所谓“短肢剪力墙—筒体”结构体系。
短肢剪力墙—筒体结构结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，剪力墙的数量可多可少，剪力墙肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；由于减少了剪力墙数量，而代之以轻质填充墙，不仅房屋总重量可以减轻，同时也可适当降低结构刚度，使地震作用减小，这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震较为有利，同时也可降低工程造价，还可加快施工进度.这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力的需要，将中心竖向交通区处理成为筒体，以承受主要水平力。
2.3截面形式
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。带翼墙短肢墙结构的受力性能优于无翼墙结构，工程中应避免一字形截面墙肢的使用。短肢剪力墙宜在两个方向设计有梁与之拉结，避免无连接梁相连的延性较差的秃墙。总体来说，短肢剪力墙的延性较差，可以通过加强体积配箍率来提高其延性。
短肢剪力墙配箍率提高后，其受弯承载力提高不是很明显，但混凝土峰值应力下的应变值有较大的提高，并且应力应变曲线的下降段部分变得平缓，延性有显著提高。设计时，我们可以参照 高层建筑混凝土结构技术规程！对于约束边缘构件的配箍特征值来设计短肢剪力墙的箍筋。
2.4普通现浇钢筋混凝土抗震墙结构
依据建筑平面布局设置钢筋混凝土抗震墙，对较长的墙开结构洞将其分为联肢墙，使各墙段的刚度均匀，由于抗震墙较多，可以构成整体抗侧力很强的体系，对较高建筑抗震特别有利。
3.结构布置中需注意的问题
3.1要满足高规要求
每道短肢剪力墙宜有两个方向的梁与之相连接，连梁尽可能布置在墙肢的竖向平面内。短肢剪力墙应该尽量在另一方向上设置翼缘，尽可能避免有一字形短肢剪力墙出现。结构布置上考虑纵横墙的共同作用。短肢剪力墙应均匀布置，使墙的轴向应力差别不宜过大。竖向布置短肢剪力墙，尽可能做到墙肢上、下对齐、连续，尽量避免洞口错位，与连梁一起构成连续跨数较多的抗侧力体系。
3.2对振型数量的要求
要保证振型参与质量达到总质量的90%以上。振型数最好是3的倍数。振型数的大小与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构刚度突变较大时，振型数也应取大些。尤其对于高位转换，由于转换层的质量远大于其他楼层，导致不同振型时地震作用在转换层处突然增大，尤以转换层位置在振型曲线振幅最大处或附近时更为显著，因而转换层在较高位置时，高振型的影响可能明显增大，建议在计算分析时，取较多振型。
3.3程序输入和输出时应注意的问题
转换层所在层号、框支梁、框支柱、角柱的指定。框支梁、框支柱、角柱是带转换层的复杂高层建筑抗震设计时需特别加强的构件。《抗震规范》和《高规》按 “强剪弱弯”的原则，对其抗震等级和组合设计内力值进行调整，并采取相应的结构构造措施。因此，程序输入过程中正确指定转换层所在层号、框支梁、框支柱和角柱，对计算结果的合理输出是相当重要的，也是设计人员容易忽视的问题。框支剪力墙的下端节点一定要落在框支梁上。
3.4短肢剪力墙的抗震构造
抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规第48.2条规定的剪力墙抗震等级提高一级。抗震设计时，底部加强层应按高规第7.2.10条调整剪力设计值，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2；短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm；抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%。其他部位不宜小于1.0%：新“抗震规范”出现了约束边缘构件这个概念，对抗震等级为二级及以上的短肢剪力墙，由于墙肢长度较短，约束边缘构件沿墙肢两个方向近于整段墙肢，为了加强墒肢抗震性能，可以把整段墙肢作为约束边缘构件考虑。
4.结语
尽管短肢剪力墙结构在我国得到了大量应用，但是到目前为止，短肢剪力墙抗震性能的理论和试验研究还不够深入，规范的条文也不具体。但是随着小高层建筑的发展和人们对住宅使用功能要求的提高，由于短肢剪力墙结构可以灵活布置，墙且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱剪力墙结构，因此在设计中根据其受力的特点，充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，正确掌握计算分析方法，它将在多、高层的住宅中有着广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘肖凡，李繼祥.钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验及应用[J].武汉大学学报（工学版），2009，42（2）：236-239.
[2]曹万林，董宏英，胡国振，等.钢筋混凝土带暗支撑双肢剪力墙抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2004，25（3）：22-28.
[3]刘敏，陈远椿，吴耀辉，等.全国民用建筑工程设计技术措施-结构（结构体系）[S].北京：中国计划出版社，2009.