短肢剪力墻技術在建筑結構設計中的運用探析

李少臣

（河北拓樸建筑設計有限公司山西分公司，山西太原 030000）

1 短肢剪力墻技術概述

短肢剪力技術是指截面厚度不大于300mm，且各肢橫截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻，具備良好的抗震減震功能，同時也讓居民的生活空間得到拓展，現(xiàn)代的短肢剪力墻具備以下五個特點：①短肢剪力墻不會影響室內空間結構。短肢剪力墻技術是結合建筑結構的內部平面，進行科學合理的空間設置，在有效減少梁、柱等因素對空間影響的同時不會影響室內各類空間的使用功能；②可以根據(jù)實際情況靈活設置短肢剪力墻的數(shù)量。短肢剪力墻的數(shù)量可以根據(jù)具體的使用空間以及結構需要進行靈活合理的設置，肢的長度也可以根據(jù)受力情況進行自主設計，同時也可以通過設置剪力墻的數(shù)量實現(xiàn)剛度中心的調整；③可以靈活搭配其他受力結構。短肢剪力墻最大的優(yōu)勢是它的兼容性能，它可以靈活搭配其他建筑結構設計方案，可以較好地結合各類結構設計的優(yōu)勢，真正提高工程建設的質量；④短肢剪力墻的隱蔽性較強。短肢剪力墻的連接梁均隱藏于墻體內部結構中，不影響用戶的使用空間，同時也不會影響室內的美觀設計；⑤短肢剪力墻結構可以較好地滿足工程設計的力學要求。短肢剪力墻可以配合中心剪力墻進行工程設計，可以較好地滿足建筑結構內部各個方向的力學性能要求，具有良好的抗震效果，成本造價更加低廉。

2 短肢剪力墻結構要點及各建筑結構區(qū)別

2.1 短肢剪力墻技術在建筑結構設計中的技術要點

①要根據(jù)建筑的具體空間來進行短肢剪力墻的高度設置。短肢剪力墻的高度要根據(jù)建筑的空間高度以及縱向承載力來確定，同時也要考慮建筑所用的建筑用材的最大承載力，結合材料、高度、縱向承載力科學設計短肢剪力墻的高度，以達到完美的抗震效果，同時避免了資源的浪費；②短肢剪力墻的空間布局要科學合理。短肢剪力墻的位置設定，要嚴格遵循民用結構的力學性能的具體規(guī)定，要控制好各短肢剪力墻之間的間距以及使用數(shù)量，要通過科學嚴謹?shù)脑O計方案進行短肢剪力墻的設置，要綜合考慮短肢剪力墻的應力分布情況，盡量保證短肢剪力墻的對稱分布，要緊緊圍繞中心剪力墻來進行方案設計，要讓整體的受力情況達到均衡的標準；③剪力墻連梁的設計。短肢剪力墻的連梁，承載著剪力墻之間傳遞的力，要充分保證剪力墻連梁的力學性能，保證剪力墻連梁的破壞是在屈服強度破壞之后，不應加入會破壞整體力學平衡的連梁縱筋；④要充分考慮短肢剪力墻的抗震性能。短肢剪力墻技術是在不改變原有框架下的建筑結構改良的技術手段，要充分考慮建筑上層結構與下層結構的力學平衡，結合中心剪力墻，設計出符合建筑剛度的短肢剪力墻設計，保證工程施工的順利進行。

2.2 短肢剪力墻技術在小高層建筑的運用

①使用短肢剪力墻技術的小高層建筑設計能讓建筑的空間分布更加合理。小高層的建筑其抗震能力要優(yōu)于高層建筑，在加入短肢剪力墻技術之后，住宅內部的活動空間得到明顯加強，同時各起居室之間的位置分布也更加的清晰，通過短肢剪力墻對建筑結構進行豎向構件的設計，最大限度優(yōu)化了小高層內部的空間設計，避免了建筑結構與建筑功能的沖突，讓資源得到最佳的分配；②短肢剪力墻技術可以優(yōu)化小高層內部的應力集中。在小高層的內部結構設計中，其建筑內部會承受較大的剪力與軸力，通常會在短肢剪力墻中設置暗柱，以增強小高層內部的整體承載力，通過短肢剪力墻技術的使用，可以避免小高層內部的應力集中，同時可以通過計算，得到小高層內部載荷的極限值，并通過短肢剪力墻技術進行墻體的加固與改良，有效避免了小高層內部的應力集中，使其達到建筑的質量標準；③短肢剪力墻技術可以提高小高層建筑的整體施工質量。短肢剪力墻技術可以根據(jù)建筑的實際情況進行合理設計，在小高層的建筑結構中，短肢剪力墻技術可以與BIM技術以及NPC技術進行有機的融合，使其整體的建筑質量，在低成本的基礎上，滿足綠色節(jié)能的需要且力學性能優(yōu)異，能夠靈活地結合不同的設計方案使建筑結構符合相關的質量要求；④短肢剪力墻的運用減少了小高層建筑中的剪力墻數(shù)量。在小高層的內部結構設計中，剪力墻起到至關重要的力學，承載建筑結構的剪切力與縱向力，但剪力墻的數(shù)量不宜過多，因為過多的使用剪力墻會增加內部應力集中的風險，同時也會縮減用戶的生活空間，同時也為工程結構的安全性能埋下了隱患，而短肢剪力墻技術的出現(xiàn)完美解決了小高層建筑遇到的上述問題。首先短肢剪力墻不會占用過多的用戶生活空間，其次短肢剪力墻的性能要優(yōu)于一般剪力墻，因此使用短肢剪力墻技術的小高層建筑其內部的總剪力墻的數(shù)量將會降低，有效減少了資源的浪費，同時也提高了小高層建筑的質量要求，促進了我國建筑行業(yè)的進一步發(fā)展[4]。

2.3 短肢剪力墻技術在高層建筑的運用

①短肢剪力墻技術提高了高層建筑的力學穩(wěn)定性。眾所周知，隨著樓層數(shù)目的提升，其整體的建筑施工難度以及所承受的承載力也在逐步提高，在高層建筑中更是如此，高層建筑不僅需要考慮建筑整體的抗震效果，同時也要承受來自橫縱兩個方向的受力，而短肢剪力墻技術的運用則極大地保證了高層建筑整體的施工質量，通過對配筋方式的控制，結合短肢剪力墻的合理分布以及高層建筑的實際情況，最終設計出合理的高層建筑內部結構設計方案，極大地提高了高層建筑結構的抗震性能，同時由于采用短肢剪力墻技術有效地保留了室內的活動空間，又降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，推動了我國高層建筑水平的提高；②短肢剪力墻技術的使用可以計算出高層建筑的受力情況。運用短肢剪力墻技術的高層結構，其力學分布類似于空間幾何結構，通過適當?shù)墓?，可以對短肢剪力墻在高層中具體的承載力進行精準計算，從而計算出在高層結構建造的各個階段工程結構所承受力的極限值，以及在工程施工的各個過程中出現(xiàn)的剛度極限值，方便了高層建筑結構設計人員前期對于建筑方案的調整，通過對高層建筑側方受力的計算，為高層結構設計人員提供了第一手的現(xiàn)場資料，通過對相關數(shù)據(jù)的整理分析，最終達到控制工程質量的目的，有效保障了建筑工程施工進度的平穩(wěn)運行，提高了相關企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了建筑施工的安全隱患，有利于我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展。

3 提高建筑結構設計中短肢剪力墻技術運用地措施

3.1 需要重點注意短肢剪力墻的軸壓比例

當短肢剪力墻處于偏壓較低的環(huán)境中時，其內外部出現(xiàn)了壓力失衡，當鋼筋混凝土無法將多余的力傳導出去的時候，此時多余的力會沿著短肢剪力墻的縱向延伸出去，造成短肢剪力墻的變形甚至開裂，嚴重影響著工程施工的進程與質量，因此要嚴格控制短肢剪力墻的軸壓比，嚴格按照相關的技術標準進行短肢剪力墻的安裝，實時對建筑結構的軸壓比進行檢測，保證整體施工過程的安全。

3.2 短肢剪力墻結構的高度應嚴格控制

由于短肢剪力墻的所承載的側向剪切力較高，不能讓短肢剪力墻的結構過高，一旦高度超過的技術標準，會大大降低短肢剪力墻的抗震能力，不利于建筑的健康穩(wěn)定發(fā)展。

3.3 短肢剪力墻的計算可以結合現(xiàn)代計算機技術

我國如今已經(jīng)進入網(wǎng)絡科技發(fā)展的新階段，應逐步加大在短肢剪力墻技術相關領域的科研投入，在數(shù)據(jù)分析階段加入計算機技術，可以更好保證原始數(shù)據(jù)都的準確性，同時應大力發(fā)展計算機建模技術，通過計算機網(wǎng)路科技將短肢剪力墻在各個階段的受力情況通過三維建模的形式展現(xiàn)出來，讓短肢剪力墻技術更加現(xiàn)代化、智能化。

4 結束語

短肢剪力墻技術的出現(xiàn)，有效提高了我國建筑結構設計的建筑質量，減少企業(yè)生產(chǎn)的安全隱患，同時也提高了建筑工程的整體穩(wěn)定性，在進入5G時代的今天，我們應實時對短肢剪力墻技術進行實時更新，結合最新的科技成果，研發(fā)出自身的核心科技，讓短肢剪力墻技術更加智能化、高科技化，以帶動我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展。