短肢剪力墻技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用探析

李少臣

（河北拓樸建筑設(shè)計(jì)有限公司山西分公司，山西太原 030000）

1 短肢剪力墻技術(shù)概述

短肢剪力技術(shù)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(shí)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(gè)特點(diǎn)：①短肢剪力墻不會(huì)影響室內(nèi)空間結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻技術(shù)是結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部平面，進(jìn)行科學(xué)合理的空間設(shè)置，在有效減少梁、柱等因素對(duì)空間影響的同時(shí)不會(huì)影響室內(nèi)各類(lèi)空間的使用功能；②可以根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)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(jié)構(gòu)需要進(jìn)行靈活合理的設(shè)置，肢的長(zhǎng)度也可以根據(jù)受力情況進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，同時(shí)也可以通過(guò)設(shè)置剪力墻的數(shù)量實(shí)現(xiàn)剛度中心的調(diào)整；③可以靈活搭配其他受力結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻最大的優(yōu)勢(shì)是它的兼容性能，它可以靈活搭配其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，可以較好地結(jié)合各類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，真正提高工程建設(shè)的質(zhì)量；④短肢剪力墻的隱蔽性較強(qiáng)。短肢剪力墻的連接梁均隱藏于墻體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，不影響用戶的使用空間，同時(shí)也不會(huì)影響室內(nèi)的美觀設(shè)計(jì)；⑤短肢剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地滿足工程設(shè)計(jì)的力學(xué)要求。短肢剪力墻可以配合中心剪力墻進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，可以較好地滿足建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)方向的力學(xué)性能要求，具有良好的抗震效果，成本造價(jià)更加低廉。

2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)要點(diǎn)及各建筑結(jié)構(gòu)區(qū)別

2.1 短肢剪力墻技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的技術(shù)要點(diǎn)

①要根據(jù)建筑的具體空間來(lái)進(jìn)行短肢剪力墻的高度設(shè)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(lái)確定，同時(shí)也要考慮建筑所用的建筑用材的最大承載力，結(jié)合材料、高度、縱向承載力科學(xué)設(shè)計(jì)短肢剪力墻的高度，以達(dá)到完美的抗震效果，同時(shí)避免了資源的浪費(fèi)；②短肢剪力墻的空間布局要科學(xué)合理。短肢剪力墻的位置設(shè)定，要嚴(yán)格遵循民用結(jié)構(gòu)的力學(xué)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(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)方案進(jìn)行短肢剪力墻的設(shè)置，要綜合考慮短肢剪力墻的應(yīng)力分布情況，盡量保證短肢剪力墻的對(duì)稱分布，要緊緊圍繞中心剪力墻來(lái)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，要讓整體的受力情況達(dá)到均衡的標(biāo)準(zhǔn)；③剪力墻連梁的設(shè)計(jì)。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(xué)性能，保證剪力墻連梁的破壞是在屈服強(qiáng)度破壞之后，不應(yīng)加入會(huì)破壞整體力學(xué)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(shù)是在不改變?cè)锌蚣芟碌慕ㄖY(jié)構(gòu)改良的技術(shù)手段，要充分考慮建筑上層結(jié)構(gòu)與下層結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡，結(jié)合中心剪力墻，設(shè)計(jì)出符合建筑剛度的短肢剪力墻設(shè)計(jì)，保證工程施工的順利進(jìn)行。

2.2 短肢剪力墻技術(shù)在小高層建筑的運(yùn)用

①使用短肢剪力墻技術(shù)的小高層建筑設(shè)計(jì)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(shù)之后，住宅內(nèi)部的活動(dòng)空間得到明顯加強(qiáng)，同時(shí)各起居室之間的位置分布也更加的清晰，通過(guò)短肢剪力墻對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向構(gòu)件的設(shè)計(jì)，最大限度優(yōu)化了小高層內(nèi)部的空間設(shè)計(jì)，避免了建筑結(jié)構(gòu)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(shù)可以優(yōu)化小高層內(nèi)部的應(yīng)力集中。在小高層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其建筑內(nèi)部會(huì)承受較大的剪力與軸力，通常會(huì)在短肢剪力墻中設(shè)置暗柱，以增強(qiáng)小高層內(nèi)部的整體承載力，通過(guò)短肢剪力墻技術(shù)的使用，可以避免小高層內(nèi)部的應(yīng)力集中，同時(shí)可以通過(guò)計(jì)算，得到小高層內(nèi)部載荷的極限值，并通過(guò)短肢剪力墻技術(shù)進(jìn)行墻體的加固與改良，有效避免了小高層內(nèi)部的應(yīng)力集中，使其達(dá)到建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；③短肢剪力墻技術(shù)可以提高小高層建筑的整體施工質(zhì)量。短肢剪力墻技術(shù)可以根據(jù)建筑的實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，在小高層的建筑結(jié)構(gòu)中，短肢剪力墻技術(shù)可以與BIM技術(shù)以及NPC技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的融合，使其整體的建筑質(zhì)量，在低成本的基礎(chǔ)上，滿足綠色節(jié)能的需要且力學(xué)性能優(yōu)異，能夠靈活地結(jié)合不同的設(shè)計(jì)方案使建筑結(jié)構(gòu)符合相關(guān)的質(zhì)量要求；④短肢剪力墻的運(yùn)用減少了小高層建筑中的剪力墻數(shù)量。在小高層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻起到至關(guān)重要的力學(xué)，承載建筑結(jié)構(gòu)的剪切力與縱向力，但剪力墻的數(shù)量不宜過(guò)多，因?yàn)檫^(guò)多的使用剪力墻會(huì)增加內(nèi)部應(yīng)力集中的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)縮減用戶的生活空間，同時(shí)也為工程結(jié)構(gòu)的安全性能埋下了隱患，而短肢剪力墻技術(shù)的出現(xiàn)完美解決了小高層建筑遇到的上述問(wèn)題。首先短肢剪力墻不會(huì)占用過(guò)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(shù)的小高層建筑其內(nèi)部的總剪力墻的數(shù)量將會(huì)降低，有效減少了資源的浪費(fèi)，同時(shí)也提高了小高層建筑的質(zhì)量要求，促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[4]。

2.3 短肢剪力墻技術(shù)在高層建筑的運(yùn)用

①短肢剪力墻技術(shù)提高了高層建筑的力學(xué)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(shí)也要承受來(lái)自橫縱兩個(gè)方向的受力，而短肢剪力墻技術(shù)的運(yùn)用則極大地保證了高層建筑整體的施工質(zhì)量，通過(guò)對(duì)配筋方式的控制，結(jié)合短肢剪力墻的合理分布以及高層建筑的實(shí)際情況，最終設(shè)計(jì)出合理的高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，極大地提高了高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，同時(shí)由于采用短肢剪力墻技術(shù)有效地保留了室內(nèi)的活動(dòng)空間，又降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，推動(dòng)了我國(guó)高層建筑水平的提高；②短肢剪力墻技術(shù)的使用可以計(jì)算出高層建筑的受力情況。運(yùn)用短肢剪力墻技術(shù)的高層結(jié)構(gòu)，其力學(xué)分布類(lèi)似于空間幾何結(jié)構(gòu)，通過(guò)適當(dāng)?shù)墓?，可以?duì)短肢剪力墻在高層中具體的承載力進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，從而計(jì)算出在高層結(jié)構(gòu)建造的各個(gè)階段工程結(jié)構(gòu)所承受力的極限值，以及在工程施工的各個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的剛度極限值，方便了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員前期對(duì)于建筑方案的調(diào)整，通過(guò)對(duì)高層建筑側(cè)方受力的計(jì)算，為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提供了第一手的現(xiàn)場(chǎng)資料，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的整理分析，最終達(dá)到控制工程質(zhì)量的目的，有效保障了建筑工程施工進(jìn)度的平穩(wěn)運(yùn)行，提高了相關(guān)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(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

3 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中短肢剪力墻技術(shù)運(yùn)用地措施

3.1 需要重點(diǎn)注意短肢剪力墻的軸壓比例

當(dāng)短肢剪力墻處于偏壓較低的環(huán)境中時(shí)，其內(nèi)外部出現(xiàn)了壓力失衡，當(dāng)鋼筋混凝土無(wú)法將多余的力傳導(dǎo)出去的時(shí)候，此時(shí)多余的力會(huì)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(kāi)裂，嚴(yán)重影響著工程施工的進(jìn)程與質(zhì)量，因此要嚴(yán)格控制短肢剪力墻的軸壓比，嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行短肢剪力墻的安裝，實(shí)時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的軸壓比進(jìn)行檢測(cè)，保證整體施工過(guò)程的安全。

3.2 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的高度應(yīng)嚴(yán)格控制

由于短肢剪力墻的所承載的側(cè)向剪切力較高，不能讓短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)過(guò)高，一旦高度超過(guò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)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(jì)算可以結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)

我國(guó)如今已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展的新階段，應(yīng)逐步加大在短肢剪力墻技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的科研投入，在數(shù)據(jù)分析階段加入計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以更好保證原始數(shù)據(jù)都的準(zhǔn)確性，同時(shí)應(yīng)大力發(fā)展計(jì)算機(jī)建模技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路科技將短肢剪力墻在各個(gè)階段的受力情況通過(guò)三維建模的形式展現(xiàn)出來(lái)，讓短肢剪力墻技術(shù)更加現(xiàn)代化、智能化。

4 結(jié)束語(yǔ)

短肢剪力墻技術(shù)的出現(xiàn)，有效提高了我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建筑質(zhì)量，減少企業(yè)生產(chǎn)的安全隱患，同時(shí)也提高了建筑工程的整體穩(wěn)定性，在進(jìn)入5G時(shí)代的今天，我們應(yīng)實(shí)時(shí)對(duì)短肢剪力墻技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，結(jié)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(shù)更加智能化、高科技化，以帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。