民用建筑結構設計中短肢剪力墻技術的應用

李佳佳

摘要：隨著經濟的發展帶動了社會的全面進步，同時也促進建筑行業的發展。伴隨著我國建筑行業的穩步發展，在各類建筑日漸增多的過程中，行業也對建筑結構設計提出了相應的標準，尤其是民用建筑需求的增長使得我國的民用建筑呈現出數量增多、規模擴大的趨勢，且民用建筑結構設計中的短肢剪力墻結構體系應用相對普遍。短肢剪力墻是一種特殊的剪力墻結構，其在整個結構體系中的抗震性、承載力都相對偏高，結構優勢是傳統結構體系所難以比擬的。因此，隨著短肢剪力墻結構的應用范圍越來越大，未來的工程領域，結構設計思路將發生明顯的變化。本文就民用建筑結構設計中短肢剪力墻技術的應用展開探討。

關鍵詞：民用建筑;結構設計;短肢剪力墻

引言

隨著現代城市經濟發展水平的提升，城市建筑和住宅發生較大的變化。我國擁有較龐大的人口數量，在城市發展進程中面臨著不斷上升的人口壓力和急劇增加的住房需求。高層建筑從豎向上拓展城市空間，在城市建筑中的運用越來越廣泛。在目前的高層建筑中，短肢剪力墻是其經常應用的一種結構形式，這種結構形式自身具有的抗側能力和空間力學性能極大地符合高層建筑的要求，在建筑結構設計中具有獨特的優勢。

1優勢特點

在民用建建筑設計中，該種結構對能源的消耗比較小，可以有效降低建筑設計成本，強化其實用性，更加適應人們對房屋建筑的實際性需求;該種結構較為輕便，而且易于安裝操作，將其施工工程量，在進行具體施工中，可以結合具體情況，對安裝操作方案進行實時調整和優化，結合實際施工中結構抗側力需求對墻體的數量和間距進行靈活性調整，強化對樓蓋支承的合理布局，使其更加符合實際施工需求，因此具有較強的靈活性和適應性;該種結構的抗震性能較好，能夠增加民用建筑的防御能力和穩固性，尤其適用在地震災害較為頻繁的區域;該種結構能夠對內部結構空間進行優化布局，為人們生活居住提供更大的空間，強化空間利用率，提升人們的生活體驗;該種結構的外觀具有很高的美感性，符合現代化人們的審美理念，可以利用連梁結果把結構內部的各類墻體、梁柱等構件進行隱藏，提升內部空間的簡潔性和實用性。

2短肢剪力墻在高層結構設計中的應用

2.1短肢剪力墻布置分析

在進行短肢剪力墻的布置過程中，應該充分結合建筑本身的布置特點，在建筑中進行均勻布置，并且合理控制墻的軸向應力。在進行豎向布置的過程中，需要使墻肢的上下保持對齊狀態，同時需要連續，避免存在洞口錯位的情況，使其與連梁共同構成較多跨數的抗測力體系。對于短肢剪力墻的厚度設計要嚴格按照相關規范，在保障建筑安全性能的前提下，減輕建筑本身的自重。在進行底部加強時，其厚度需要超過200mm，一字形獨立剪力墻的底部加強部位設計厚度要在220mm以上，其他部位的設計厚度應在180mm以上。剪力墻在高層建筑中的豎向設計可自下往上均勻減少，嚴禁其剛度突變。

2.2連梁設計技術

連梁設計施工過程中，對能量的消耗比較大，而且如果對剪切設計不合理，很容易將其整體結構的抗震性能，導致建筑結構難以正常的延展。針對這種情況，在具體設計時，要對連梁的強剪弱彎的參數數據實施全面準確的計算，從而精準把握剪切的時機，保障剪切操作要在連梁變彎曲之前完成。在具體的施工過程中，要結合實際情況，非必要時候不要增設連梁縱筋，只有這樣才能保障整體施工操作符合強剪弱彎的施工要求。對連梁截面的抗剪性能進行精準運算，明確其標準參數，然后將其設計數值和增大系數相乘，獲得的數值就是連梁截面的抗剪性能。在具體的設計中，要結合實際的抗側力數值以及連梁截面的具體尺寸決定短肢剪力墻的設計數量。而且要保障短肢剪力墻結構體系和剛度中心位置的協調性;對連梁截面的實際跨高比數值為依據，對連梁結構實施合理性設計，從而最大程度上降低運算數值的誤差，提升連梁設計的精準性。

2.3主體部位設計

主體部位作為民用建筑結構設計的重點，為提升其總體的設計水平，專業設計人員要根據建筑整體結構的具體情況，將短肢剪力墻與主體結構或者其他結構有效結合起來，提升結構性能。在具體的結構設計工作中，注意對截面尺寸的科學控制，避免框架部位的軸壓比超出限定標準，設計人員應注重對側移、扭轉等因素的考慮。此外，軸壓比控制是短肢剪力墻設計中的重點性工作，設計人員應以建筑墻體、梁體的延性作為判定依據，預測地震作用力，做好對軸壓比各項指標的控制，通過適當的水平配筋量增加來提升柱體的延性。短肢剪力墻的結構設計應以建筑承載力、減少扭轉、控制軸壓比作為設計標準，保障短肢剪力墻布設的合理性。根據相應的結構設計標準，在樓梯部位一般更適宜選用長肢剪力墻，使得在樓梯間可以形成短肢剪力墻-筒體結構;而對于除樓梯部位的其他部位，可以選用小開間剪力墻來實現結構設計的優化。

2.4短肢剪力墻在高層建筑中的抗震分析

在高層建筑結構形式下，應盡量控制樓板的最大彈性水平位移小于樓板兩端平均彈性水平位移的1.2倍。在設計空間計算模型時，應考慮雙向扭轉的影響，以對建筑的抗震性能綜合考慮。短肢剪力墻在高層建筑中的抗震等級不再提升，并對延性著重考慮。在抗震設計中，根據抗震等級合理設計剪力墻的軸壓比，特別是考慮短剪力墻延性分析時，其軸壓比限值可降低0.1。

3短肢剪力墻在高層設計中應用時應該注意的問題

3.1合理控制軸壓比

由于剪力墻主要的壓力主要來源于上部結構的壓彎作用。如果小偏壓情況下，容易將其墻體的延性;但是墻體處于大偏壓情況下時，軸壓比過大，導致混凝土應力增加，如果混凝土約束力不能正常發揮，就很可能導致其應力超出其自身承受范圍，引起其豎向開裂問題，嚴重的情況下，還會導致混凝土結構被壓碎的情況，極大程度上將其整體承載力，實施墻體壓力過大，導致其構件出現嚴重的變形壓彎等情況。在進行結構設計時，需要結合具體情況，對其墻體的軸壓比進行合理控制，從而相應的增強其延性，強化其整體結構穩固性。

3.2科學選擇計算方式

短肢剪力墻在進行桿件內力計算以及結構本身動力特性分析時，應該全面應用現代信息計算技術和三維計算方法應該用于科學和系統分析。另外，進行剪力墻結構計算可以使用PKPM中的SATWE模塊或盈建科等軟件進行對比分析。垂直構件包括薄壁桿模型和壁單元模型。根據設計對象的要點，合理選擇計算方法。同時，軟件計算單元機組有一定的厚度，機組的長、寬、厚之間的比例接近。此時不宜用墻單元進行計算。

結語

采用短肢剪力墻結構，能優化房屋內部結構空間布局，強化建筑設計的整體穩固性，提升人們的安全居住體驗，在具體施工中，要對短肢剪力墻結構的技術應用、注意事項等進行全面分析，從而保障民用建筑結構的可靠性。

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