短肢剪力墻在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用

路會蘭

（河北拓樸建筑設(shè)計有限公司，河北 石家莊 050000）

在民用建筑的設(shè)計中，要做好建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)調(diào)，建筑設(shè)計布局要靈活，開間、進(jìn)深尺寸要合理，滿足人們的居住要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計要符合力學(xué)要求，保障結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性。由于短肢剪力墻可以顯著提升房屋結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，所以在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛，為了更好地促進(jìn)我國建筑設(shè)計水平的提升，要深入研究短肢剪力墻在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的合理應(yīng)用。

1 短肢剪力墻概述

在民用建筑設(shè)計中，常見的建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。短肢剪力墻是一種比普通剪力墻厚度要小的特殊剪力墻，一般厚度不超過300mm。在結(jié)構(gòu)上，短肢剪力墻與異形柱類似，但不同的是柱子的截面高度與厚度之比小于4，而短肢剪力墻截面高度與厚度之比大于4小于8。由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的結(jié)構(gòu)性能且其長度較小，在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛，下面具體介紹短肢剪力墻的優(yōu)點。

1.1 平面布局較為靈活

由于短肢剪力墻與一般的剪力墻相比，其長度較小，所以在平面布局時具有較好的靈活性，再加上其厚度較小，可以節(jié)約成本，同時能提供更大的室內(nèi)空間。在實際的設(shè)計中，在一些轉(zhuǎn)角處設(shè)置短肢剪力墻，在后期的二次結(jié)構(gòu)施工中，可以通過磚砌墻與短肢剪力墻的合理連接，使建筑內(nèi)部的空間造型更為新穎，布局更加靈活。

1.2 結(jié)構(gòu)性能好

由于短肢剪力墻一般為L、Z或者其他形狀，使得其側(cè)向剛度較大，再加上其厚度較小，在實際的應(yīng)用中能滿足側(cè)向剛度的同時，還能提升民用建筑的穩(wěn)定性和安全性。相比于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架柱結(jié)構(gòu)，它能用靈活的短肢剪力墻布置使得結(jié)構(gòu)的剛度滿足要求，在民用建筑中應(yīng)用較為廣泛。

1.3 厚度較小，便于平面的連接

由于短肢剪力墻的厚度一般不超過200mm，在結(jié)構(gòu)墻之間進(jìn)行隔墻施工時，可以與多種材料相搭配，可以輕松地隱藏到隔墻中，這樣使得裝飾裝修的設(shè)計更為多變，可以滿足居住者的要求。

2 短肢剪力墻在民用建筑結(jié)構(gòu)中運用的要點

當(dāng)前，人們生活水平不斷提高，對于房屋建筑的要求也越來越高，為了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要合理運用短肢剪力墻，更好地發(fā)揮其優(yōu)點，在實際的運用中，要掌握短肢剪力墻的設(shè)計要點，使得設(shè)計方案更為合理。

2.1 短肢剪力墻的數(shù)量及設(shè)置

在進(jìn)行民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要保證結(jié)構(gòu)受力滿足要求，包括豎向的荷載要求和側(cè)向的剛度要求，所以在進(jìn)行短肢剪力墻的設(shè)計時，要注意其數(shù)量及布置位置。首先對整體的荷載進(jìn)行計算，看每一層需要多少鋼筋混凝土來承載豎向的荷載，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)軟件按照設(shè)計布局進(jìn)行短肢剪力墻的布置，短肢剪力墻的布置數(shù)量要合適，只要滿足了結(jié)構(gòu)受力要求，建筑造型上都可以配合裝修施工來完善，這樣可以在保證結(jié)構(gòu)受力的要求下盡可能地降低建筑成本。

2.2 短肢剪力墻的形狀

短肢剪力墻的靈活性較好，可以結(jié)合建筑的整體結(jié)構(gòu)布局改變其形狀與位置。雖然如此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員也應(yīng)當(dāng)注意，要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體要求以及建筑功能的要求等，合理布置短肢剪力墻，切忌隨意改變其形狀與位置。總之，為了充分發(fā)揮短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要選擇合適的位置及形狀，使其與墻和連梁充分貼合，避免由于短肢剪力墻的布置不合理而造成的結(jié)構(gòu)裂縫等問題。

2.3 短肢剪力墻的高度

在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，短肢剪力墻的高度不宜過高，因為短肢剪力墻的側(cè)向剛度和抗震性能是與剪力墻的高度成反比的，所以在設(shè)計短肢剪力墻時，要對其進(jìn)行優(yōu)化；同時為了避免短肢剪力墻在承壓作用下出現(xiàn)豎向裂縫，可以通過布置構(gòu)造鋼筋來提升短肢剪力墻的約束力，這樣可以提升短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，使得整體的結(jié)構(gòu)性能提高。

3 短肢剪力墻在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用

在民用建筑設(shè)計中，為了提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和穩(wěn)定性，使得建筑布局更為合理，要合理應(yīng)用短肢剪力墻，充分發(fā)揮其優(yōu)點。通過合理布置短肢剪力墻，還可以解決建設(shè)成本，具體而言，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中做好以下工作。

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵

在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用短肢剪力墻時，要注意做好以下方面的工作，合理布置短肢剪力墻，提升結(jié)構(gòu)的抗震性能和各項力學(xué)性能，提升結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

（1）提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。在地震發(fā)生的時候，建筑結(jié)構(gòu)會受到地震作用，如果結(jié)構(gòu)抗震性能不足，就會產(chǎn)生損害，威脅結(jié)構(gòu)安全，尤其是高烈度地震的發(fā)生，會造成建筑結(jié)構(gòu)的變形，一旦變形過大，就會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞，嚴(yán)重的會造成建筑的坍塌。因而，在設(shè)計中，必須確保建筑的抗震性能滿足規(guī)范要求。設(shè)計人員必須要及時了解建筑內(nèi)各部位的受力情況，時刻關(guān)注局部變形。在進(jìn)行設(shè)計時，不應(yīng)全部采用短肢剪力墻，一般短肢剪力墻承擔(dān)的底部傾覆力矩不超過結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%。為了確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，必須科學(xué)、合理地布置短肢剪力墻，按照規(guī)范要求嚴(yán)格控制軸壓比，合理配筋，保證建筑結(jié)構(gòu)實用，主要采用豎向配筋和水平配筋這兩種形式，在鋼筋的選用以及布置上合理把控，提升其整體連接效果，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的連接隱患。

（2）在短肢剪力墻的設(shè)計中，要考慮到墻體的整體性能，墻體除了承受豎向的荷載和側(cè)向的剛度，還有其他的很多力學(xué)性能，例如整體結(jié)構(gòu)的偏心力、扭曲力、剪切力等。結(jié)構(gòu)平面的布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響，在設(shè)計中，要合理控制建筑結(jié)構(gòu)的整體性系數(shù)，這樣才可以有效提升其整體性能。短肢剪力墻的各項參數(shù)都直接決定了結(jié)構(gòu)的性能，由于短肢剪力墻的剛度隨著其高度的增大而增大，要合理設(shè)計短肢剪力墻的高度；其厚度與其承受荷載的能力成正比，要在保證荷載要求的前提下，盡量節(jié)約成本；同時要多用異形短肢剪力墻來提升整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，要保證每一處的短肢剪力墻都符合設(shè)計要求，這樣才能保證整體符合要求。

（3）在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要對整體結(jié)構(gòu)的鋼筋含量進(jìn)行有效的控制。鋼筋是保證結(jié)構(gòu)延性的重要材料，但是其材料價格較貴，做好設(shè)計優(yōu)化，可以有效降低成本。例如在剪力墻中構(gòu)造鋼筋的布置，如果滿足了力學(xué)要求和抗震構(gòu)造要求，對構(gòu)造鋼筋進(jìn)行一些合理的優(yōu)化，可以顯著降低鋼筋用量，節(jié)約成本。這就需要設(shè)計人員在民用建筑設(shè)計中根據(jù)具體的情況進(jìn)行分析，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下盡可能節(jié)約成本。

（4）在做好短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計后，還要對墻體進(jìn)行構(gòu)造鋼筋的設(shè)計。有些施工方在施工過程中不按規(guī)范進(jìn)行構(gòu)造鋼筋的施工，這樣會影響墻體邊緣的約束力，導(dǎo)致墻體的延性不足，造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。所以設(shè)計方在設(shè)計中可以根據(jù)設(shè)計要求和抗震要求進(jìn)行構(gòu)造鋼筋的設(shè)計，主要是縱向構(gòu)造鋼筋和橫向構(gòu)造鋼筋，確保構(gòu)造鋼筋的直徑和間距滿足受力要求，提升整體結(jié)構(gòu)的性能。

（5）在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要合理設(shè)計短肢剪力墻的剛度，由于短肢剪力墻的厚度與墻體所受壓力影響較大，在進(jìn)行短肢剪力墻厚度設(shè)計時，要進(jìn)行合理優(yōu)化，既能保證墻體的承壓滿足要求，又要保證其側(cè)向剛度不宜過大，如果短肢剪力墻的形變?yōu)閴毫Φ膹澢冃危凑找话愕募袅ζ錁?gòu)造上進(jìn)行加筋設(shè)計；另外，還要提升短肢剪力墻的抗剪切能力，通過增加短肢剪力墻的數(shù)量，可以避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的剪切力，這也可以提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，相應(yīng)工作人員及時了解建筑構(gòu)件的使用情況，主要采用短肢剪力墻來提高整體的穩(wěn)定性。（1）限制截面尺寸，防止框架部位的軸壓比超過限值，主要考慮設(shè)計環(huán)節(jié)的側(cè)移、扭轉(zhuǎn)、總高度限值等工作，加強短肢剪力墻。（2）科學(xué)控制軸壓比，根據(jù)建筑墻體和梁體的延性來預(yù)測地震作用，積極掌握軸壓比控制指標(biāo)，防止框架倒塌，增加水平配筋量，積極提高柱體的延性作用，以滿足建筑結(jié)構(gòu)的承載力、減少扭轉(zhuǎn)、軸壓比等技術(shù)要求。除了合理布置短肢剪力墻，同時還應(yīng)按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，在樓梯部位采用長肢剪力墻，讓樓梯間形成短肢剪力墻-筒體結(jié)構(gòu)。建筑內(nèi)除樓梯部位以外，均采用小開間短肢剪力墻的形式進(jìn)行設(shè)計，如L形、H形、十字形等，根據(jù)各部位的具體情況，適當(dāng)增加短肢剪力墻的側(cè)向剛度。科學(xué)布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，要求建筑內(nèi)各個軸線部位的水平抗側(cè)力的受力是均勻的，合理調(diào)整墻肢長度，將結(jié)構(gòu)整體與剛度中心的偏差控制在一定范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著人們對于民用建筑的要求越來越高，我國的民用建筑設(shè)計水平也在不斷提升，為了使得民用建筑的設(shè)計更為經(jīng)濟(jì)、合理，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中合理運用短肢剪力墻。由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有眾多優(yōu)點，使得其應(yīng)用較為廣泛。為了更好地提升結(jié)構(gòu)的整體性能和抗震性能，在設(shè)計中要抓住短肢剪力墻的設(shè)計要點，合理布置其位置，提高其延性，多用異形的短肢剪力墻來提高墻體結(jié)構(gòu)的剛度；合理優(yōu)化墻體的高度，避免軸壓比過高，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)縱向裂縫，做好構(gòu)造鋼筋的配置，提升整體結(jié)構(gòu)的性能，提升整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和穩(wěn)定性，更好地促進(jìn)我國民用建筑設(shè)計水平的提升。