關(guān)于短肢剪力墻技術(shù)在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用

曾均華

（萬(wàn)禹工程設(shè)計(jì)有限公司江門分公司，廣東 鶴山 529700）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市人口數(shù)量不斷增多，民用建筑規(guī)模也在急劇擴(kuò)大，因此對(duì)于民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也進(jìn)一步提出了要求。其中短肢剪力墻技術(shù)在民用建筑結(jié)構(gòu)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。短肢剪力墻作為一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)于整個(gè)建筑的抗震性以及承載力都有所幫助。在未來(lái)民用建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)人員要不斷更新觀念，轉(zhuǎn)變工作思路，不斷對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)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(guò)程中，短肢剪力墻的應(yīng)用范圍較廣，但由于性能較為特殊，要與其他結(jié)構(gòu)相配合，以保障建筑的穩(wěn)定性。在短肢剪力墻體系中，大梁作為連接不同建筑結(jié)構(gòu)的連接體，在對(duì)整體建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以將短肢剪力墻嵌入間隔墻中，同時(shí)依據(jù)施工環(huán)境變化來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間、穩(wěn)定建筑結(jié)構(gòu)的目的。在設(shè)計(jì)民用建筑時(shí)，需要構(gòu)建多個(gè)墻體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以引入短肢剪力墻技術(shù)，同時(shí)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況，在指定位置設(shè)計(jì)筒體，通過(guò)剪力墻來(lái)對(duì)各個(gè)墻體進(jìn)行連接，在整個(gè)民用建筑結(jié)構(gòu)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(yōu)點(diǎn)

短肢剪力墻與普通剪力墻相比具有以下4 方面優(yōu)點(diǎn)：①重量較輕。短肢剪力墻在民用建筑體系中廣泛應(yīng)用，能夠有效承擔(dān)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(zhǎng)度較短，可以更好地應(yīng)用于建筑中的大部分位置，具有較高的靈活性，工程設(shè)計(jì)人員要結(jié)合建筑具體要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。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(yīng)用。④結(jié)構(gòu)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(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響。

3 短肢剪力墻的特點(diǎn)

短肢剪力墻在民用建筑應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要依據(jù)間隔墻來(lái)對(duì)剪力墻進(jìn)行布設(shè)，這樣才可以更好將高層建筑與剪力墻更好地連接，以發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)勢(shì)。為提升短肢剪力墻在民用建筑中的合理性，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合多方因素進(jìn)行判斷，科學(xué)設(shè)計(jì)剪力墻的位置以及長(zhǎng)度，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。由于短肢剪力墻具有較好的靈活性，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以制定多套方案，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)選擇設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，可以隱蔽結(jié)構(gòu)中的大梁與柱子，提升建筑結(jié)構(gòu)的美觀性[1]。

4 短肢剪力墻的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 科學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)民用建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要注重整體布局的規(guī)范與簡(jiǎn)潔，同時(shí)在最大限度內(nèi)擴(kuò)大空間布局。設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)前期工作，了解民用建筑的實(shí)際空間需求。結(jié)合實(shí)際情況合理制定設(shè)計(jì)方案。通過(guò)這種方式可以保證短肢剪力墻設(shè)計(jì)得規(guī)范科學(xué)。設(shè)計(jì)人員要遵循人性化的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)居民日常生活需要，科學(xué)計(jì)算剪力墻的參數(shù)以及規(guī)格，在保證墻體堆成、均勻的同時(shí)來(lái)對(duì)建筑整體空間布局進(jìn)一步優(yōu)化。這樣才能滿足民用建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，更好地滿足居民實(shí)際使用需求。同時(shí)也能提高建筑整體的穩(wěn)定性，為居民提供舒適安全的生活空間。

4.2 運(yùn)用注意事項(xiàng)

在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循明確的軸壓比，由于在其偏小時(shí)剪切基本不受約束，為了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)裂縫可能發(fā)生的位置進(jìn)行掌握，在設(shè)計(jì)之前要了解短肢剪力墻的承載情況，以此為基礎(chǔ)來(lái)對(duì)剪力墻的構(gòu)建邊緣進(jìn)行控制，如圖1 所示。由于短肢剪力墻具有較高的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，在工程項(xiàng)目開展過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要具備極高的專業(yè)素養(yǎng)，在設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)繪制具體數(shù)據(jù)，依據(jù)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(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以保障剪力墻的承載力，對(duì)于提升建筑的抗震能力具有重要作用。為發(fā)揮短肢剪力墻在民用建筑中的真正作用，還要結(jié)合施工工期以及建筑建構(gòu)安全等因素，以保證短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，時(shí)刻關(guān)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(zhǎng)度判定標(biāo)準(zhǔn)

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵

在設(shè)計(jì)短肢剪力墻過(guò)程中，為提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，要加大信息技術(shù)的投入比重，使得結(jié)構(gòu)計(jì)算更加精確。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下6 點(diǎn)。

（1）要提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性。如今高層建筑數(shù)量越來(lái)越多，結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，因此在遇到強(qiáng)烈地震時(shí)，難以保持較好的穩(wěn)定性，導(dǎo)致地震對(duì)整體建筑破壞較大。為防止地震對(duì)建筑的損壞，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要掌握結(jié)構(gòu)中的各個(gè)受力點(diǎn)，了解結(jié)構(gòu)的承載力，同時(shí)依據(jù)剪力墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)布置，同時(shí)適當(dāng)控制剪力墻的軸壓比，條件允許時(shí)應(yīng)當(dāng)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(jié)構(gòu)性能的重要因素，為保障建筑的穩(wěn)定性，要對(duì)工程結(jié)構(gòu)具體分析，將豎向配筋與橫向配筋相結(jié)合，來(lái)提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

圖2 高層建筑框架結(jié)構(gòu)

（2）科學(xué)控制軸壓比。由于短肢剪力墻具有較強(qiáng)的特殊性，在高層建筑施工中要對(duì)配筋進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定[2]。

（3）準(zhǔn)確判斷短肢剪力墻屬性。在民用建筑中只有準(zhǔn)確判斷墻體屬性才能對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)框架梁可以有效提升設(shè)計(jì)的合理性。由于建筑的抗側(cè)力以及主體的剛度對(duì)剪力墻性能具有重要影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要注意影響程度，通過(guò)剪力墻的剛度變化來(lái)保障墻體配筋的合理性。

（4）在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能參數(shù)進(jìn)行掌握，依據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提升建筑的整體穩(wěn)定，防止因設(shè)計(jì)誤差對(duì)墻體造成影響。同時(shí)在設(shè)計(jì)短肢剪力墻時(shí)要注意把握墻體的彎曲狀態(tài)，在民用建筑中，頂層剪力墻呈現(xiàn)剪切型則表明建筑的整體性能較差，要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。墻體的面積、建筑高度以及大梁跨度對(duì)剪力墻的應(yīng)用性能都有較大影響，為保持設(shè)計(jì)的科學(xué)性，在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)以上因素進(jìn)行思考。

（5）合理控制含鋼量。依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)件的含鋼量不同在實(shí)際使用過(guò)程中往往存在較大效果差異，因此設(shè)計(jì)人員要依據(jù)剪力墻所處位置的特征來(lái)確定構(gòu)件的最合理含鋼量。

（6）短肢剪力墻應(yīng)用過(guò)程中所需材料較少，但配件卻極其復(fù)雜，需要根據(jù)整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，對(duì)于一些厚度較大的剪力墻，由于結(jié)構(gòu)剛度較大，可以放寬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照普通剪力墻設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即可，例如在對(duì)雙肢剪力墻進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，在墻肢處要減少偏心力的影響。

4.4 主體部位設(shè)計(jì)

在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主體部位作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部位，為提升其整體設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)人員需要依據(jù)建筑的整體情況，將短肢剪力墻與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效結(jié)合，來(lái)提升建筑結(jié)構(gòu)的整體性能[3]。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要科學(xué)控制截面尺寸，防止框架軸壓比過(guò)大，設(shè)計(jì)人員要對(duì)扭轉(zhuǎn)以及側(cè)移等因素進(jìn)行考慮。軸壓比的控制情況對(duì)于短肢剪力墻設(shè)計(jì)具有重要作用，設(shè)計(jì)人員要對(duì)墻體的延展性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，科學(xué)預(yù)測(cè)地震的作用力，控制軸壓比各項(xiàng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，利用增加水平配筋量來(lái)增強(qiáng)柱體的延性，如圖3 所示。剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注重減少扭轉(zhuǎn)，控制軸壓比，以保證短肢剪力墻設(shè)計(jì)的科學(xué)性。依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在樓梯處適合采用長(zhǎng)肢剪力墻，除樓梯部位外可以利用小開間的剪力墻來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

圖3 水平力作用下的彎矩

4.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程

短柱剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，在民用建筑應(yīng)用短肢剪力墻技術(shù)時(shí)，為提升剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，在工作設(shè)計(jì)中要堅(jiān)持分散原則與堆對(duì)稱原則，設(shè)計(jì)短肢剪力墻時(shí)要對(duì)建筑物扭矩加以控制，可以適當(dāng)增加建筑外部的整體剛度，來(lái)保證民用建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。例如，將短肢剪力墻設(shè)計(jì)為L(zhǎng) 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(jié)合技術(shù)能夠有效提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。要加強(qiáng)短肢剪力墻與梁體的可靠性，以符合建筑結(jié)構(gòu)的剛度標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)筒體，將其邊緣設(shè)計(jì)在短肢墻部位，可以維持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。在理想情況下，短肢剪力墻的厚度要保持在20cm 以內(nèi)，通過(guò)對(duì)加強(qiáng)層進(jìn)行適當(dāng)處理，可以有效控制剪力墻的截面厚度。對(duì)于結(jié)構(gòu)的薄弱部位，由于其承載能力有限，為保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，要在建筑的平面進(jìn)行短肢墻體布設(shè)，來(lái)緩解墻體的變形情況。為使建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力更加均勻，可以在樓板做開洞處理，加大樓板厚度，同時(shí)結(jié)合雙筋法來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行優(yōu)化。

4.6 規(guī)范模板施工

在設(shè)計(jì)模板時(shí)要遵循整體性原則，結(jié)合施工情況以及建筑特點(diǎn)合理選擇模板，以提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。要重點(diǎn)把握接頭處的設(shè)計(jì)工作，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)，同時(shí)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(zhì)量需要達(dá)到建筑設(shè)計(jì)要求，防止出現(xiàn)跑模情況。對(duì)于模板類型需要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，科學(xué)應(yīng)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(diǎn)工作內(nèi)容，要對(duì)基線進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，在設(shè)計(jì)門洞模板時(shí)需要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求，如圖4 所示。傳統(tǒng)鋼管扣件方式操作較為復(fù)雜，需要高質(zhì)量的鋼管扣件與要求，以對(duì)施工進(jìn)行簡(jiǎn)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(diǎn)，以防止資源浪費(fèi)情況，同時(shí)為后續(xù)混凝土澆筑奠定基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)墻面蜂窩情況。通過(guò)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(fā)生，同時(shí)為后續(xù)拆模工作奠定基礎(chǔ)，簡(jiǎn)化施工程序，加快施工進(jìn)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(shè)置角鋼，可以對(duì)上層模板進(jìn)行有效的保護(hù)。模板安裝完成后要對(duì)模板的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)螺絲松動(dòng)等情況。

圖4 短肢剪力墻建筑模板

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，短肢剪力墻的合理應(yīng)用可以有效提升建筑施工質(zhì)量，對(duì)于提升建筑整體安全穩(wěn)定具有重要作用。同時(shí)設(shè)計(jì)人員要充分了解短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依據(jù)實(shí)際情況與需求科學(xué)設(shè)計(jì)短肢剪力墻的設(shè)計(jì)工作。通過(guò)這樣方式可以優(yōu)化剪力墻的設(shè)計(jì)效果，提升民用建筑質(zhì)量，滿足居民更好的生活需求。