關于短肢剪力墻技術在民用建筑結構設計中的有效應用

曾均華

（萬禹工程設計有限公司江門分公司，廣東 鶴山 529700）

0 引言

隨著經濟發展，城市人口數量不斷增多，民用建筑規模也在急劇擴大，因此對于民用建筑的結構設計也進一步提出了要求。其中短肢剪力墻技術在民用建筑結構中得到了越來越廣泛的應用。短肢剪力墻作為一種特殊的建筑結構，對于整個建筑的抗震性以及承載力都有所幫助。在未來民用建筑領域設計人員要不斷更新觀念，轉變工作思路，不斷對結構設計進行優化。

1 短肢剪力墻的基本概述

短肢剪力墻指的是截面厚度不大于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。通常在民用建筑施工過程中，短肢剪力墻的應用范圍較廣，但由于性能較為特殊，要與其他結構相配合，以保障建筑的穩定性。在短肢剪力墻體系中，大梁作為連接不同建筑結構的連接體，在對整體建筑結構進行設計時，可以將短肢剪力墻嵌入間隔墻中，同時依據施工環境變化來對結構數據進行優化，最終實現節省空間、穩定建筑結構的目的。在設計民用建筑時，需要構建多個墻體結構時，可以引入短肢剪力墻技術，同時結合施工現場情況，在指定位置設計筒體，通過剪力墻來對各個墻體進行連接，在整個民用建筑結構中，短肢剪力墻可以與筒體相互配合，共同承載水平方向的剪力。

2 短肢剪力墻的優點

短肢剪力墻與普通剪力墻相比具有以下4 方面優點：①重量較輕。短肢剪力墻在民用建筑體系中廣泛應用，能夠有效承擔建筑整體的荷載力，以提升建筑的抗震性能。②短肢剪力墻各肢橫截面長度較短，可以更好地應用于建筑中的大部分位置，具有較高的靈活性，工程設計人員要結合建筑具體要求進行優化設計。③延性好。短肢剪力墻的體積總體符合建筑要求，適合推廣應用。④結構體系有效抗受彎破壞力的干擾，短肢剪力墻可以有效減少這些破壞力對建筑結構的影響。

3 短肢剪力墻的特點

短肢剪力墻在民用建筑應用過程中，設計人員需要依據間隔墻來對剪力墻進行布設，這樣才可以更好將高層建筑與剪力墻更好地連接，以發揮建筑結構的整體優勢。為提升短肢剪力墻在民用建筑中的合理性，設計人員需要結合多方因素進行判斷，科學設計剪力墻的位置以及長度，對建筑結構不斷進行優化升級。由于短肢剪力墻具有較好的靈活性，在對建筑結構進行設計時可以制定多套方案，結合施工現場科學選擇設計方案，通過對短肢剪力墻結構進行優化，可以隱蔽結構中的大梁與柱子，提升建筑結構的美觀性[1]。

4 短肢剪力墻的技術要點

4.1 科學結構設計

在設計民用建筑結構時，設計人員要注重整體布局的規范與簡潔，同時在最大限度內擴大空間布局。設計人員要加強前期工作，了解民用建筑的實際空間需求。結合實際情況合理制定設計方案。通過這種方式可以保證短肢剪力墻設計得規范科學。設計人員要遵循人性化的設計理念，根據居民日常生活需要，科學計算剪力墻的參數以及規格，在保證墻體堆成、均勻的同時來對建筑整體空間布局進一步優化。這樣才能滿足民用建筑設計標準，更好地滿足居民實際使用需求。同時也能提高建筑整體的穩定性，為居民提供舒適安全的生活空間。

4.2 運用注意事項

在對短肢剪力墻進行設計時，要遵循明確的軸壓比，由于在其偏小時剪切基本不受約束，為了優化結構設計，設計人員需要對裂縫可能發生的位置進行掌握，在設計之前要了解短肢剪力墻的承載情況，以此為基礎來對剪力墻的構建邊緣進行控制，如圖1 所示。由于短肢剪力墻具有較高的結構標準，在工程項目開展過程中，設計人員需要具備極高的專業素養，在設計時要結合現場繪制具體數據，依據剪力墻的承載能力以及體積，合理布置剪力墻。通常剪力墻高度要適中，設計要嚴格按照規定標準，以保障剪力墻的承載力，對于提升建筑的抗震能力具有重要作用。為發揮短肢剪力墻在民用建筑中的真正作用，還要結合施工工期以及建筑建構安全等因素，以保證短肢剪力墻結構設計的科學性與合理性，時刻關注剪力墻承載能力的變化，以做到剪力墻的合理布局。

圖1 T 型剪力墻長度判定標準

4.3 結構設計關鍵

在設計短肢剪力墻過程中，為提升設計的科學性，要加大信息技術的投入比重，使得結構計算更加精確。因此，在進行設計時需要注意以下6 點。

（1）要提升建筑結構的抗震性。如今高層建筑數量越來越多，結構也較為復雜，因此在遇到強烈地震時，難以保持較好的穩定性，導致地震對整體建筑破壞較大。為防止地震對建筑的損壞，保障人們的生命財產安全，在對短肢剪力墻進行設計時要掌握結構中的各個受力點，了解結構的承載力，同時依據剪力墻技術標準來對其進行科學布置，同時適當控制剪力墻的軸壓比，條件允許時應當增加配筋量，如圖2 所示。短肢剪力墻的承載力是提升建筑結構性能的重要因素，為保障建筑的穩定性，要對工程結構具體分析，將豎向配筋與橫向配筋相結合，來提升結構的穩定性。

圖2 高層建筑框架結構

（2）科學控制軸壓比。由于短肢剪力墻具有較強的特殊性，在高層建筑施工中要對配筋進行嚴格規定[2]。

（3）準確判斷短肢剪力墻屬性。在民用建筑中只有準確判斷墻體屬性才能對設計進行優化，通過框架梁可以有效提升設計的合理性。由于建筑的抗側力以及主體的剛度對剪力墻性能具有重要影響，因此在設計時要注意影響程度，通過剪力墻的剛度變化來保障墻體配筋的合理性。

（4）在剪力墻結構設計時，設計人員需要對結構整體性能參數進行掌握，依據結構標準來提升建筑的整體穩定，防止因設計誤差對墻體造成影響。同時在設計短肢剪力墻時要注意把握墻體的彎曲狀態，在民用建筑中，頂層剪力墻呈現剪切型則表明建筑的整體性能較差，要對結構進行優化設計。墻體的面積、建筑高度以及大梁跨度對剪力墻的應用性能都有較大影響，為保持設計的科學性，在對短肢剪力墻進行設計時需對以上因素進行思考。

（5）合理控制含鋼量。依據施工經驗，構件的含鋼量不同在實際使用過程中往往存在較大效果差異，因此設計人員要依據剪力墻所處位置的特征來確定構件的最合理含鋼量。

（6）短肢剪力墻應用過程中所需材料較少，但配件卻極其復雜，需要根據整體結構特點進行科學優化，對于一些厚度較大的剪力墻，由于結構剛度較大，可以放寬設計標準，按照普通剪力墻設計標準即可，例如在對雙肢剪力墻進行抗震設計時，在墻肢處要減少偏心力的影響。

4.4 主體部位設計

在民用建筑結構設計中，主體部位作為設計的重點部位，為提升其整體設計水平，設計人員需要依據建筑的整體情況，將短肢剪力墻與主體結構進行有效結合，來提升建筑結構的整體性能[3]。在建筑結構設計中，要科學控制截面尺寸，防止框架軸壓比過大，設計人員要對扭轉以及側移等因素進行考慮。軸壓比的控制情況對于短肢剪力墻設計具有重要作用，設計人員要對墻體的延展性進行準確判斷，科學預測地震的作用力，控制軸壓比各項參數標準，利用增加水平配筋量來增強柱體的延性，如圖3 所示。剪力墻的結構設計要注重減少扭轉，控制軸壓比，以保證短肢剪力墻設計的科學性。依據設計標準，在樓梯處適合采用長肢剪力墻，除樓梯部位外可以利用小開間的剪力墻來對其進行設計優化。

圖3 水平力作用下的彎矩

4.5 結構設計過程

短柱剪力墻結構設計較為復雜，在民用建筑應用短肢剪力墻技術時，為提升剪力墻結構優勢，在工作設計中要堅持分散原則與堆對稱原則，設計短肢剪力墻時要對建筑物扭矩加以控制，可以適當增加建筑外部的整體剛度，來保證民用建筑整體結構的穩定。例如，將短肢剪力墻設計為L 形，要將剪力墻整體隱藏于墻體中，利用短肢剪力墻與筒體的結合技術能夠有效提升結構的穩定性。要加強短肢剪力墻與梁體的可靠性，以符合建筑結構的剛度標準，科學設計筒體，將其邊緣設計在短肢墻部位，可以維持整個結構的穩定性[4]。在理想情況下，短肢剪力墻的厚度要保持在20cm 以內，通過對加強層進行適當處理，可以有效控制剪力墻的截面厚度。對于結構的薄弱部位，由于其承載能力有限，為保證結構的整體穩定，要在建筑的平面進行短肢墻體布設，來緩解墻體的變形情況。為使建筑內部結構受力更加均勻，可以在樓板做開洞處理，加大樓板厚度，同時結合雙筋法來對結構整體進行優化。

4.6 規范模板施工

在設計模板時要遵循整體性原則，結合施工情況以及建筑特點合理選擇模板，以提升建筑結構的穩定性。要重點把握接頭處的設計工作，為后續施工奠定基礎，同時還要明確剪力墻的分布特征，以保持建筑的整潔和美觀，模板質量需要達到建筑設計要求，防止出現跑模情況。對于模板類型需要進行嚴格檢查，科學應用定型模板，以縮減施工周期。在模板施工中，模板定位是重點工作內容，要對基線進行嚴格測量，在設計門洞模板時需要嚴格按照圖紙要求，如圖4 所示。傳統鋼管扣件方式操作較為復雜，需要高質量的鋼管扣件與要求，以對施工進行簡化。為降低短肢剪力墻的施工成本，洞口鎖具方式具有便捷特點，以防止資源浪費情況，同時為后續混凝土澆筑奠定基礎，避免出現墻面蜂窩情況。通過洞口鎖具可以保證混凝土振搗的充分性，可以有效避免漲模情況的發生，同時為后續拆模工作奠定基礎，簡化施工程序，加快施工進度。水平螺桿在混凝土上端向下20cm 處，為提升其支撐效果，要設置角鋼，可以對上層模板進行有效的保護。模板安裝完成后要對模板的安裝質量進行檢查，防止出現螺絲松動等情況。

圖4 短肢剪力墻建筑模板

5 結語

綜上所述，短肢剪力墻的合理應用可以有效提升建筑施工質量，對于提升建筑整體安全穩定具有重要作用。同時設計人員要充分了解短肢剪力墻的結構特點，依據實際情況與需求科學設計短肢剪力墻的設計工作。通過這樣方式可以優化剪力墻的設計效果，提升民用建筑質量，滿足居民更好的生活需求。