導言
本文透過工程設計介紹一種適於小高層住宅建築的短肢牆-筒體（或一般剪力牆）結構體系，簡述這種體系的構成、特點、設計注意事項。
工程概況
某工程，主體結構地上15層，地下2層，建築總面積14400㎡，開發商為了降低成本，要求對結構方案進行最佳化設計，並要求在滿足安全和使用的前提下，主體結構用鋼量控制在60kg／㎡以內，為了滿足開發商的要求，設計作了以下兩個方案的比較，並從中優選出最優方案。
方案
一
：採用普通現澆鋼筋混凝土抗震牆結構
本方案的特點是依據建築平面佈局設定鋼筋混凝土抗震牆，對較長的牆開結構洞將其分為聯肢牆，使各牆段的剛度均勻，由於抗震牆較多，可以構成整體抗側力很強的體系，對較高建築抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會造成因剛度過大而招致較大的地震作用，而且造價也會增大，並非是理想的方案。本方案內力計算採用SATWE高層程式計算。
方案二：短肢剪力牆
-
筒體
（
或一般剪力牆
）
結構
近年來隨著人們對住宅，特別是小高層及多層住宅平面不同空間的要求越來越高，原來普通框架結構的露柱露梁、普通剪力牆結構對建築空間的嚴格限定與分隔已不能滿足人們對住宅空間的要求。於是經過不斷的實踐和改進，以剪力牆為基礎，並吸取框架的優點，逐步發展而形成一種能較好適應小高層住宅建築的結構體系，即所謂“短肢剪力牆-簡體（或一般剪力牆）”結構體系。
“短肢”剪力牆仍屬於剪力牆結構體系，只不過是採用較短的剪力牆肢（短肢剪力牆是指牆肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力牆），而且通常採用T形人形、）形、+形等。當這些牆肢截面高度與牆厚之比小於等於3時，它已接近於柱的形式，但並非是方柱，因此稱之為“異形柱”。故從廣義角度講，宜將這種結構體系稱之為“短肢剪力牆-筒體（或一般剪力牆結構體系）”。另外所謂“筒體”就是以樓電梯間所組成的鋼筋混凝土核心筒；所謂“一般剪力牆”就是指牆肢截面高度與牆厚之比大於8的剪力牆。
這種結構體系在2001年前國家無規範，但在我國南方應用較多，設計主要參考天津市標準“大開間住宅鋼筋混凝土異形柱框架結構技術規範”（DB29-16-98）及廣東省標準《鋼筋混凝土異形柱設計規範》（DBJ／T15-15-95）。
當然目前《高層建築混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）中已對短肢剪力牆-筒體（或一般剪力牆）結構體系有了設計要求。
本方案的特點：結合建築平面、利用間隔牆位置來佈置豎向構件，剪力牆的數量可多可少，剪力牆肢可長可短，主要是抗側力的需要而定，還可透過不同尺寸和佈置以調整剛度和剛度中心的位置；由於減少了剪力牆數量，而代之以輕質填充牆，不僅房屋總重量可以減輕，同時也可適當降低結構剛度，使地震作用減小，這不僅對基礎設計有利，而且對結構抗震較為有利，同時也可降低工程造價，還可加快施工進度。這種結構體系通常是建築平面及抗側力的需要，將中心豎向交通區處理成為筒體，以承受主要水平力。
對短肢剪力牆結構的設計計算，因其是剪力牆大開口而成，所以基本與普通剪力牆結構分析相同，可採用三維杆-系薄壁柱空間分析方法或空間杆-牆組元分析方法，我認為採用三維空間杆-牆組元分析方法計算模型更加符合實際情況，計算精度較高。本方案內力分析採用三維空間有限元分析軟體SATWE程式計算。
從以上兩種方案計算結果分析可以看出，無論是結構受力還是經濟指標，第二方案均優於第一方案。
另外對有底部大空間要求的轉換層剪力牆結構，規範要求轉換層上。下層的剛度比儘量接近1，抗震設計時小於2。通常設計時，為滿足此要求，增加轉換層以下層的剪力牆數量（面積）是最有效和最合理的，但這往往受到限制，提高混凝土強度等級所產生的效果比較有限，因此設計中只能透過減小轉換層以上的剪力牆數量（面積）來達到減小上部抗側剛度的目的，而減少上部剪力牆面積的有效方法之一就是將上部剪力牆設計成短牆肢。這樣既能有效的減小上部結構的抗側剛度，又能減輕結構自重及地震力作用，達到安全經濟的目的。
在設計有關短肢剪力牆―筒體
（
或一般剪力牆
）
結構時應注意的一些問題
由於短肢剪力牆抗震效能差，在地震區應用經驗不多，因此在設計時，首先要選擇適合的計算軟體，合理地選擇計算分析方法，確定計算模型和相關引數，並加強對計算結果合理性判斷，特別要加強概念設計。對一些不利部位加強構造措施，在符合規範要求的情況下，短肢牆是沒問題的。這就好比純框架結構，對地震來說也是不利的結構形式，但大家不也一直在用。所以任何一種結構體系都有它的適用範圍，只要我們能合理設計，安全應該沒問題。
（1）高層點（板）式住宅採用短肢抗震牆結構體系，只要抗側力構件佈局合理仍然是比較理想的一種結構體系，但在地震區，高層建築中，剪力牆不宜過少，牆肢不宜過短，因此不應設計僅有短肢剪力牆的高層建築，要求設定剪力牆筒體（或一般剪力牆），形成短肢剪力牆與簡體（一般剪力牆）共同抵抗水平力的結構。
（2）短肢牆的佈置合理、對稱、均勻、力求質量中心與剛度中心重合，短肢牆佈置應以T形、L形、］形、+形為主，這樣可增加短肢牆抗扭和出平面外穩定。
（3）短肢剪力牆結構的抗震薄弱部位是建築平面外邊緣的角部處的牆肢，當有扭轉效應時，會加劇已有的翹曲變形，使其牆肢首先開裂，因此應加牆其抗震構造措施，如減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率。
（4）主要抗側力結構簡體（或長牆）一般利用樓、電梯間，但要注意剛度的均衡性，不要集中在一處佈置使建築產生過大的扭轉效應，同時筒體要有足夠的剛度，其平面尺寸不宜過小，要使筒體和一般剪力牆承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小於結構總底部地震傾覆力矩的50％，形成多道抗震防線，為了確保水平力可靠傳遞，核心區樓板適當加厚，與核心筒相連的連梁按強剪弱彎設計，短肢牆之間的梁淨跨不宜過小（一般取4~6m），使其具有一定的耗能作用
（5）短肢牆受力以承擔豎向荷載為主，承擔水平荷載為輔，其截面尺寸要適當，牆肢截面高度與厚度之比宜在5~8左右為好，且牆厚不小於200mm，當牆肢截面高度與厚度比小於等於3時，應按柱的要求進行設計，短肢牆在重力荷載代表值作用下產生的軸力設計值的軸壓比，抗震等級為一、二、三時分別不宜大於0。5、0。6、0。7。對於無翼緣或端柱的一字形短肢剪力牆，因其延性更為不利，因此軸壓比限值要相應降低0。1。
（6）短肢剪力牆的抗震等級應比一般剪力牆的抗震等級提高一級採用，主要目的是從構造上改善短肢剪力牆的延性。
（7）對於短肢剪力牆的剪力設計值，不僅底部加強部位應按規範調整，其他各層也要調整，一、二級抗震等級應分別乘以增大系數1。4和1。2，主要目的是避免短肢剪力牆過早剪壞。
（8）抗震設計時，短肢剪力牆截面的縱向鋼筋的配筋率，底部加強部位不宜小於1。2％，其它部位不宜小於1。0％。
（9）各短肢牆應儘量對齊、拉直，使之與連梁一起構成較規則且連續均勻的抗側力片。並且每道短肢牆宜有兩個方向的梁與之連線。
（10）短肢牆的數量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側力的需要而定，還可以透過不同尺寸和佈置調整剛度和剛度中心位置。
（11）短肢剪力牆-筒體（或一般剪力牆）結構體系，電算分析力學模型建議採用高層建築結構空間有限元分析軟體SATWE，短肢剪力牆結構體系考慮，各部位宜取兩種力學模型分析結果的不利工況，短肢牆之間的梁應根據跨高比的不同分別按連梁、框架樑計算內力和配筋，（即一般情況下當短剪力牆洞口形成的跨高比小於5的連梁，應按連梁進行設計；當跨高比不小於5時，宜按框架樑進行設計），短肢牆仍屬於剪力牆的範疇，配筋可採用一般剪力牆的計算方法，但是對於長寬比小於3的短肢牆則必須按柱的方法進行設計。注意整體計算需考慮填充牆對建築基本自振週期影響，折減係數可取0。8~0。9。
（12）由於外牆面鋼筋混凝土短牆肢之間填充牆與鋼筋混凝土牆的變形模量不同，在二者交界處易產生裂縫，通常採取的措施是在做粉刷時，在二者交介面處附粘一層玻璃絲布，使應力平緩過渡。