短肢剪力墻技術(shù)在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

文／張航 中國城市建設(shè)研究院有限公司 北京 100032

引言：

我國當(dāng)前階段的建筑行業(yè)發(fā)展腳步持續(xù)加快，在城市化建設(shè)工作持續(xù)深入的背景下，成績顯著，但是，在人們對現(xiàn)有建筑物整體安全性和施工質(zhì)量要求不斷提升的背景下。由于各種現(xiàn)代化技術(shù)的不斷進(jìn)步，導(dǎo)致一部分新型施工技術(shù)，的應(yīng)用變得越發(fā)常見，并在建筑工程中取得良好應(yīng)用效果，所以，諸多現(xiàn)代化施工工藝、材料不斷涌現(xiàn)在建筑商的視野中，在這樣的情況下，短肢剪力墻技術(shù)作為當(dāng)代施工技術(shù)的一種先進(jìn)手段，逐漸受到人們的重視，越來越多的學(xué)者開始深入研究這項(xiàng)施工技術(shù)，給建筑領(lǐng)域的發(fā)展奠定了十分優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。

1、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)建筑

1.1 短肢剪力墻定義

對于短肢剪力墻而言，主要是指那些墻體厚度在30cm以內(nèi)，并且墻體自身的總高度與實(shí)際厚度比例需要受到控制，最大值需要保持在大于4、小于等于8的范圍內(nèi)[1]。這種剪力墻結(jié)構(gòu)自身具有非常優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)定性，并且還能夠展現(xiàn)出更為優(yōu)質(zhì)的空間布局效果，外觀優(yōu)美。針對上述這些優(yōu)勢的客觀存在，這種短肢剪力墻技術(shù)在各種民用建筑工程中應(yīng)用范圍十分廣泛，并且應(yīng)用前景十分光明。

一般情況下，均將短肢剪力墻稱作為框剪結(jié)構(gòu)，主要將短肢剪力墻施工技術(shù)產(chǎn)生的摻入效果進(jìn)行放大，施工技術(shù)方法則需要將固有的橫梁結(jié)構(gòu)和建筑中的支撐柱體進(jìn)行有效融合。對于短肢剪力墻而言，其自身具有非常良好的荷載能力，目前短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有下述三方面優(yōu)勢：抗震特征、受力特征、剛度特征。以受力特征為起點(diǎn)盡心分析，該技術(shù)在面對不同壓力時，出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變形情況和彎曲情況具有一定程度的差異性，可使用彎剪型曲線標(biāo)注；以抗震特征為起點(diǎn)進(jìn)行分析，短肢剪力墻自身剛度會對建筑的實(shí)際抗震能力造成直接影響，因此，在執(zhí)行建筑物抗震設(shè)計(jì)工作時，需要結(jié)合剪力墻以及短肢強(qiáng)度比例具體情況展開相應(yīng)分析；從剛度特征這一角度來看，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)受力能力以及短肢結(jié)構(gòu)受力能力相接近的時候，在一定程度上會影響到短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度[2]。

1.2 短肢剪力墻的應(yīng)用特點(diǎn)

針對短肢剪力墻具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可知其自身的荷載能力極佳，在展開深入分析后，可發(fā)現(xiàn)下述幾方面優(yōu)勢：（1）短肢剪力墻主要指在任一短肢中融入多個同一形式的剪力墻結(jié)構(gòu)，這種方式不僅能夠帶動建筑施工的發(fā)展進(jìn)程，同時還可以使空間利用率得到進(jìn)一步提升，保證不同風(fēng)格的建筑設(shè)計(jì)都可以有充足的發(fā)揮空間；（2）布局更加靈活。因?yàn)槎讨袅ψ陨淼拈L度與其他墻體相比較小，因此，在平面設(shè)計(jì)期間，可以充分發(fā)揮出短肢剪力墻的靈活性特點(diǎn)，再加上短肢剪力墻自身的墻體厚度偏小，可以有效降低施工成本，同時還能夠?yàn)槊裼媒ㄖ峁└鼮槌渥愕目臻g體驗(yàn)感。因此，在設(shè)計(jì)期間可以使用短肢剪力墻進(jìn)行更加靈活的布局設(shè)計(jì)，使建筑室內(nèi)空間布局更具靈活性，整體空間感根強(qiáng)，格調(diào)更為新穎。在此之外，正式施工階段，不僅要保證剪力墻設(shè)置的科學(xué)性，同時還需保證墻體的側(cè)向剛度能夠滿足施工要求，借此將墻面的整體結(jié)構(gòu)荷載能力提升到更為理想的高度。對于強(qiáng)度方面而言，與傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，這種新型的短肢剪力墻具強(qiáng)度優(yōu)勢明顯，但是，并不代表無法破壞[3]。所以，短肢剪力墻強(qiáng)度設(shè)置工作必須與建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況相吻合，進(jìn)而促使短肢剪力墻的應(yīng)用效果以及質(zhì)量均得到一定提升。

2、短肢剪力墻技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)

2.1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)分析

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)屬于將剪力墻和短肢墻體進(jìn)行有機(jī)組合的一種建筑產(chǎn)物，主要作用是保證鉸接的部位的最終施工效果，將建筑中的柱與梁進(jìn)行連接，使二者共同組成承重體系。對于建筑工程而言，在正式施工階段，需要對短肢剪力墻的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開，分析并利用施工優(yōu)勢，保證建筑物空間最終運(yùn)用的靈活性，并以實(shí)際使用需求為基礎(chǔ)，對所有建筑物的施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行妥善的優(yōu)化。在上述內(nèi)容基礎(chǔ)上，還能夠?qū)⒋蠓忍嵘齻?cè)向剛度，保證建筑物可以具備更為優(yōu)質(zhì)的抵抗變形能力。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)分析

2.2.1 結(jié)構(gòu)受力情況分析

剪力墻以及短肢這兩部分共同將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)組成，與傳統(tǒng)建筑組結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，新型短肢剪力墻的底部結(jié)構(gòu)位會出現(xiàn)的位移情況較小，能夠承受更多來自水平方向的應(yīng)力，最終的變形特征同樣會隨短肢彎曲變化而出現(xiàn)相應(yīng)改變[4]。

2.2.2 結(jié)構(gòu)剛度情況分析

通常情況下，對于總彎度范圍內(nèi)的短肢剪力墻而言，其基底約占1/4，也就是說在短肢結(jié)構(gòu)以及短肢剪力墻實(shí)際承受水平相等的條件下，需進(jìn)一步明確建筑物抗震等級。如果短肢剪力墻基底比例達(dá)到70%，那么短肢結(jié)構(gòu)實(shí)際承擔(dān)比例則為30%。當(dāng)建筑工程施工過程中出現(xiàn)該問題時，則需以固有短肢剪力墻結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，再次對建筑物抗震能力進(jìn)行計(jì)算并明確標(biāo)準(zhǔn)[5]。

2.2.3 結(jié)構(gòu)抗震情況分析

若想促使建筑物抗震能力有所提升，則需要加強(qiáng)對短肢剪力墻抗震情況展開相關(guān)研究。施工人員可以結(jié)合短肢剪力墻結(jié)構(gòu)所具有的受力特征分析其抗震情況，并合理布置對短肢剛度的要求，保證剪力墻剛度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)方案制定的標(biāo)準(zhǔn)，保證短肢剪力墻結(jié)構(gòu)可以最高標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)揮出自身的穩(wěn)定性優(yōu)勢，使剪力墻抗震水平得到顯著提升。此間需要注意的是，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，需對施工現(xiàn)場的所有施工條件和實(shí)際地質(zhì)情況做出全面掌握，在經(jīng)過系統(tǒng)考慮后，方可對建筑物最終抗震等級予以標(biāo)定。

2.2.4 形狀分析

因?yàn)槎讨袅ψ陨砭哂休^強(qiáng)當(dāng)靈活性，能夠在使用過程中充分結(jié)合建筑的具體布局情況，對所處位置進(jìn)行調(diào)整。在這種高度靈活性的助力作用下，短肢剪力墻可以為設(shè)計(jì)方案提供更加豐富的內(nèi)容，同時也可以為設(shè)計(jì)者提供更加充足的想象空間，完成相應(yīng)設(shè)計(jì)工作。面對這樣優(yōu)厚的設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格注意建筑的整體結(jié)構(gòu)及各方面功能使用需求，只有充分結(jié)合實(shí)際情況和實(shí)際使用需求后，才能夠保證短肢剪力墻的所有布置工作合理性，這樣才能夠充分發(fā)揮出短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有的靈活性優(yōu)勢。通過更加合適的位置和形狀選擇，可以使剪力墻結(jié)構(gòu)與建筑梁之間貼合得更加充分，防止由于布局不合理導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性斷裂問題發(fā)生，有效預(yù)防各種安全施工事故，同時還能夠?yàn)楹罄m(xù)階段的建筑使用者提供更為優(yōu)質(zhì)的室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，大幅度提升使用者的使用滿意度。

2.2.5 高度分析

在我國大部分民用建筑工程中，建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作尤為重要。對于短肢剪力墻而言，其自身高度的控制幅度有限，所以需要降低墻體的整體高度，才可以保證短肢剪力墻的整體結(jié)構(gòu)性不會因此受到影響。由于短肢剪力墻本身抗震水平、側(cè)向剛度以及自身高度之間成中比關(guān)系，所以過高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往會使其自身性能受到一定程度的影響。為有效避免這種情況發(fā)生，防止墻體出現(xiàn)豎向裂縫的情況，可以為其布設(shè)一定數(shù)量鋼筋，運(yùn)用這種方式，達(dá)到增強(qiáng)對墻體約束性的效果，進(jìn)而達(dá)到提升建筑結(jié)構(gòu)延性的目的，全面保證短肢剪力墻的應(yīng)用能夠發(fā)揮出更為理想的作用，保證短肢剪力墻在室內(nèi)空間布局中的科學(xué)性。

3、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)在民用建筑工程中的應(yīng)用分析

對于民用工程而言，工程主體建筑施工作業(yè)任務(wù)設(shè)計(jì)工作尤為重要，在正式設(shè)計(jì)過程中，需要保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠與實(shí)際情況相符合，保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素與施工現(xiàn)場的條件相匹配。處于正式施工階段時，還需要注意到各種施工事項(xiàng)的安全性[6]。如：在實(shí)際施工過程中不可以損壞已經(jīng)完成的各種施工項(xiàng)目，同時還需要嚴(yán)格遵循初始階段的工程設(shè)計(jì)要求，并且在墻體施工過程中，所有的設(shè)備走線均需要與設(shè)計(jì)圖上的走線位置處于一致狀態(tài)，防止出現(xiàn)接線頭外后等情況，給施工作業(yè)造成安全隱患。在此期間，建筑墻體到外墻同樣需要保持高度注意，選擇的施工材料需要符合建筑相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，民用工程建筑施工中的施工任務(wù)大多會由專門的建筑企業(yè)完成，在這樣的情況下，施工企業(yè)大多會將自身的工程作為一項(xiàng)單獨(dú)的工程進(jìn)行外包，交由更加專業(yè)的施工企業(yè)負(fù)責(zé)，通過這樣的處理方式，保證民用建筑工程的總體建設(shè)質(zhì)量，保證建筑的墻體工程施工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)定的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的鋼筋施工應(yīng)用分析

當(dāng)建筑工程處于施工階段時，鋼筋施工屬于關(guān)鍵的組成結(jié)構(gòu)，其對應(yīng)的施工質(zhì)量會在一定程度上對建成建筑物的使用安全和整體質(zhì)量造成直接影響。由此可以得知，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的鋼筋施工需要受到重視。因此，在施工過程中，施工單位需要嚴(yán)格對施工現(xiàn)場中所使用的鋼筋質(zhì)量展開檢查，并結(jié)合建筑工程具體情況對最佳鋼筋材料進(jìn)行選擇。

3.2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的模板施工應(yīng)用分析

對于民用工程而言，在施工設(shè)計(jì)階段，建筑模板尤為重要，質(zhì)量合格的模板能夠在設(shè)計(jì)過程中完美的模擬出實(shí)際施工階段的各種施工情況，進(jìn)而將各種施工問題更好的呈現(xiàn)出來，便于設(shè)計(jì)者及時更改固有的設(shè)計(jì)方案，保證此時的設(shè)計(jì)更改不會對后續(xù)階段的施工進(jìn)程造成直接影響。而在選擇墻體模板時，則需要結(jié)合混凝土模板施工具體情況展開分析，并結(jié)合建筑物具體層高對相應(yīng)的模板材料進(jìn)行選擇。

3.3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中的內(nèi)隔墻施工應(yīng)用分析

在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)隔墻施工期間，需要著重對基礎(chǔ)墻體承重強(qiáng)度展開觀察，以此保證使用者能夠?qū)ㄖ锂a(chǎn)生更為良好的印象，找出建筑外觀的審美不足，并提建筑的美觀性。首先，需要施工人員將提前完成所有的內(nèi)隔墻施工任務(wù)，保證所選建材能夠勝任施工要求。通常情況下，技術(shù)人員會優(yōu)先選擇經(jīng)濟(jì)利益水平高且抗震能力強(qiáng)的空心砌塊，并將這種材料作為內(nèi)隔墻結(jié)構(gòu)的主材料。在上述內(nèi)容外，還需對所有環(huán)節(jié)的內(nèi)隔墻施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，在不斷提升建筑物美觀度的同時，保證建筑物質(zhì)量不受影響，在吸引人注意的同時，保證各項(xiàng)建筑功能的正常使用。因此，建筑設(shè)計(jì)師需要在設(shè)計(jì)內(nèi)隔墻的過程中，從可操作性與合理性兩個進(jìn)行融合性思考，做到合理兼顧。

3.4 保證墻體布局的合理性

對于民用建筑工程而言，在墻體設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者需要關(guān)注墻體的整體布局、規(guī)范性以及簡潔性，最高標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)空間的布局?jǐn)U張。針對具體設(shè)計(jì)環(huán)境而言，設(shè)計(jì)者首先需要對現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行充分了解，完成相應(yīng)的前期準(zhǔn)備工作，并對民用建筑室內(nèi)的空間運(yùn)用情況進(jìn)行充分了解，針對具體要求進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作均能夠更加科學(xué)合理。通過這樣的設(shè)計(jì)方式，可以有效保證短肢剪力墻的整體施工結(jié)構(gòu)更具規(guī)范性。在此期間，墻體設(shè)計(jì)者還需要嚴(yán)格遵循人性化設(shè)計(jì)理念，針對用戶的具體要求，為工程剪力墻的最終數(shù)量、規(guī)格和間距設(shè)定相應(yīng)參數(shù)，并進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，確保短肢剪力墻能夠呈現(xiàn)出對稱的效果，均勻的分布在室內(nèi)空間，這樣才能夠?yàn)槭褂谜咛峁└鼮槌湓５氖覂?nèi)空間設(shè)計(jì)需求。同時，這種設(shè)計(jì)地方時也能夠便于施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，充分滿足用戶對建筑工程結(jié)構(gòu)的各方面要求，保證工程施工質(zhì)量和施工進(jìn)度不會因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案的不合理而受到影響。

3.5 保證抗震技術(shù)的有效應(yīng)用

抗震技術(shù)屬于當(dāng)代民用工程中的重要施工技術(shù)，在應(yīng)用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的過程中，底層位置的各種建筑構(gòu)件并不具備一定程度的抗震性能。所以，在工程當(dāng)?shù)卮嬖诎l(fā)生地震情況下，這種短肢剪力墻底層建筑構(gòu)件，很容易因此產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而導(dǎo)致建筑上層與地層之間的實(shí)際剛度比出現(xiàn)更大的差異。與此同時，在民用工程中，隨著樓層數(shù)量的不斷增加，其建筑底層的各種構(gòu)件本身的彈塑性也會出現(xiàn)一定程度的降低，特別是在超高層或高層民用建筑中，一旦出現(xiàn)地震等自然災(zāi)害問題，此時的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，很容易出現(xiàn)彎曲或變形的問題，情況題比較嚴(yán)重時，還會導(dǎo)致墻體出現(xiàn)偏移，進(jìn)而使得上層結(jié)構(gòu)的墻體出現(xiàn)越來越大的裂縫，墻體的整體剛度受到影響，墻體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性明顯降低。更為嚴(yán)重的則會導(dǎo)致建筑出現(xiàn)坍塌或損毀的風(fēng)險(xiǎn)，對建筑物的使用者造成生命和財(cái)產(chǎn)的直接威脅。

針對上述情況的客觀存在，工程設(shè)計(jì)單位需要保證底部構(gòu)架變化情況，能夠處于全天監(jiān)測作用下，并對墻體的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注和說明。同時還需要適應(yīng)短肢剪力墻厚度不斷加大的變化情況，通過這種方式實(shí)現(xiàn)剪短肢剪力墻結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的進(jìn)一步提升，為保證墻體結(jié)構(gòu)受地震作用導(dǎo)致的破壞程度能夠得到進(jìn)一步控制。因此，設(shè)計(jì)者可根據(jù)建筑所在地的具體情況和地質(zhì)條件分析抗震等級，完成相應(yīng)抗震設(shè)計(jì)，保證建筑整體能夠得到進(jìn)一步升華，保證建筑墻體可以更加有效的應(yīng)對各種突發(fā)性的自然災(zāi)害情況。在此期間，為保證工程的中的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)能夠具備更高級別的承載能力，工程設(shè)計(jì)者需要對其進(jìn)行軸壓比控制，針對建筑工程的具體情況，對墻體位置和間距加以科學(xué)調(diào)整，借助這樣的處理方式，保證民用工程建筑中的墻體穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建筑墻體抗震性能的有效發(fā)揮，最高標(biāo)準(zhǔn)的保證用戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)社會的和諧穩(wěn)定發(fā)展。

結(jié)語：

綜上所述，短肢剪力墻施工技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠保證墻體設(shè)計(jì)工作與最終施工效果之間的和諧性。所以，工程設(shè)計(jì)者需要進(jìn)一步明確工程短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原理，然后根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，結(jié)合用戶的實(shí)際使用需求，完成相應(yīng)的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。通過這樣的設(shè)計(jì)方式，能夠更加有效的保證民用工程中的短肢剪力墻設(shè)計(jì)方案可以發(fā)揮出應(yīng)有效果，全面提升建筑工程的整體質(zhì)量，進(jìn)一步滿足民用工程對施工質(zhì)量和施工安全性的要求，全面促進(jìn)民用建筑工程在未來階段的良好發(fā)展。