短肢剪力墻在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

◎吳新春

引言：現(xiàn)代社會(huì)，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，高層建筑數(shù)量與日俱增，人們?cè)谶x擇居住環(huán)境時(shí)，更注重建筑的安全性、功能性、耐久性，這便對(duì)建筑施工技術(shù)和施工質(zhì)量提出了更高要求。在民用建筑工程中，短肢剪力墻是一種十分常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，憑借著良好的外觀、穩(wěn)定性以及合理的空間布局等諸多優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。因此，在民用建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者一定要加強(qiáng)對(duì)短肢剪力墻技術(shù)的應(yīng)用研究，并通過(guò)合理的策略加以應(yīng)用。這樣才更加有利于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的良好保障，以此來(lái)確保整體民用建筑工程的質(zhì)量與安全。

一、短肢剪力墻應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

短肢剪力墻屬于融合結(jié)構(gòu)，是異形柱和剪力墻的結(jié)合體，目前在民用建筑中，該結(jié)構(gòu)類型應(yīng)用廣泛，取得了顯著成績(jī)。研究發(fā)現(xiàn)，短肢剪力墻的特殊性可以通過(guò)截面厚度來(lái)體現(xiàn)，相比于普通剪力墻，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)厚度上要更薄，200～300mm 是理想厚度。另外，各肢橫截面高度同樣是短肢剪力墻施工的重要參數(shù)，與厚度兩者的比值非常關(guān)鍵，是施工的主要參考內(nèi)容，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，比值一般集中在5～8 的區(qū)間。正是因?yàn)檫@樣的參數(shù)，短肢剪力墻優(yōu)勢(shì)明顯，靈活性更高，在現(xiàn)實(shí)作業(yè)期間，可以結(jié)合施工要求，控制墻體尺寸、數(shù)量，與此同時(shí)，高標(biāo)準(zhǔn)完成墻柱連接，這樣可以從源頭防止原本的結(jié)構(gòu)突出墻面，從而弱化施工后對(duì)墻面的影響，提升應(yīng)用品質(zhì)。在民用建筑中，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的高品質(zhì)應(yīng)用，可以促使建筑空間變得美觀，從源頭上提升穩(wěn)定性，降低鋼筋混凝土的使用量與工程成本，提升建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

二、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工要求

短肢剪力墻是框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的綜合體，在建筑工程中有著十分廣泛的應(yīng)用，能有效展現(xiàn)建筑完整性，避免梁或者角落被暴露，還具有較強(qiáng)結(jié)構(gòu)水平力控制能力和較大強(qiáng)度，在實(shí)際施工中，靈活性較大。若想充分展現(xiàn)這些優(yōu)勢(shì)，建筑施工過(guò)程中就必須嚴(yán)格遵守相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求，具體包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：1.高度重視施工整體結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑施工時(shí)，必須確保原有群體住宅建筑工程整體結(jié)構(gòu)，采用與之適配的施工技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而提升建筑工程質(zhì)量；2.全面客觀分析框架及剪力墻結(jié)構(gòu)，為切實(shí)發(fā)揮短肢剪力墻作用，提升施工效率和質(zhì)量，就必須在實(shí)際施工前，全面分析框架及剪力墻的主要形式、采用材料、施工工藝等，確保剪力墻與框架的適配性和協(xié)調(diào)性，確保建筑工程達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保障群體建筑工程安全性、可靠性和穩(wěn)定性；3.合理選擇施工材料和設(shè)備，在實(shí)際施工時(shí)，可根據(jù)群體住宅建筑工程要求，選擇適當(dāng)施工材料，如，礦渣硅酸鹽水泥，或普通硅酸鹽水泥，確保工程中墻體拆模強(qiáng)度，同時(shí)，在施工過(guò)程中，還可以根據(jù)實(shí)際要求適當(dāng)深入外加劑，使用混凝土攪拌機(jī)、插入式高頻振搗棒、吊斗、手推車、鐵鍬、磅秤、鐵盤、膠皮水管等設(shè)備。

三、短肢剪力墻的應(yīng)用難點(diǎn)分析

短肢剪力墻的施工難點(diǎn)具有多樣化的特征，具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。首先，在應(yīng)用短肢剪力墻的過(guò)程中，建筑工程的規(guī)模較大，涉及的施工專業(yè)較多，實(shí)際施工過(guò)程中的工作內(nèi)容過(guò)于復(fù)雜，從而使整體施工難度大幅增加；同時(shí)，在設(shè)計(jì)以及施工等諸多環(huán)節(jié)，應(yīng)用短肢剪力墻會(huì)不斷增加整體施工難度，并且存在鋼筋選擇不規(guī)范等問(wèn)題，致使在澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)鋼筋錯(cuò)位，甚至?xí)霈F(xiàn)鋼筋位移等嚴(yán)重問(wèn)題。其次，在施工過(guò)程中，如果無(wú)法對(duì)模板支撐系統(tǒng)的負(fù)載力進(jìn)行有效優(yōu)化，就會(huì)很容易出現(xiàn)各種負(fù)面問(wèn)題，問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致建筑坍塌，給企業(yè)造成極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。施工的主要難點(diǎn)在于，對(duì)剪力墻模板結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合性加固。最后，在實(shí)際放線測(cè)量環(huán)節(jié)，由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)具有高度的針對(duì)性，并且精細(xì)化程度高，因此，在施工準(zhǔn)備及審核等工作中，相關(guān)人員需要全面落實(shí)短肢剪力墻施工方案。然而，在具體的施工過(guò)程中，各種問(wèn)題屢有發(fā)生，相關(guān)測(cè)量設(shè)備性能不完善，測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性無(wú)法得到保障，從而增加了后續(xù)施工的難度，使施工的負(fù)面影響大幅增加。因此，為了確保在建筑施工過(guò)程當(dāng)中提高短肢剪力墻施工的綜合質(zhì)量，相關(guān)人員需要深入地研究與分析各類施工技術(shù)。

四、短肢剪力墻的技術(shù)要點(diǎn)

1.總體設(shè)計(jì)要求。

在現(xiàn)實(shí)施工中，為了保障理想施工效果，需要結(jié)合實(shí)際，掌握短肢剪力墻的要點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化技術(shù)，提高短肢剪力墻的承載能力：（1）由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相對(duì)特殊，在具體應(yīng)用期間，需要考慮因素較多，其抗側(cè)力的剛度應(yīng)作為重要指標(biāo)，通常情況下，剛度比一般剪力墻結(jié)構(gòu)要小得多，基于此，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，需要合理布置剪力墻；（2）設(shè)計(jì)短肢剪力墻需要考慮眾多因素，短肢墻的軸壓比（核心因素）是工程的前提保障，需要嚴(yán)格控制。研究發(fā)現(xiàn)，只有結(jié)合實(shí)際工況合理控制軸壓比，才能確保短肢墻的施工質(zhì)量。結(jié)合以往建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，在短肢墻應(yīng)用期間，小壓扁狀態(tài)下要提高警惕，因?yàn)榇藭r(shí)延展性相對(duì)較差。若具體施工期間，混凝土的約束力差，使用效果會(huì)被弱化，將會(huì)造成結(jié)構(gòu)裂縫，嚴(yán)重降低構(gòu)件的性能，從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形。因此，在具體施工環(huán)節(jié)，要科學(xué)設(shè)計(jì)軸壓比的限值，在此前提下進(jìn)行合理規(guī)范。為了強(qiáng)化施工效果，要參考混凝土壓應(yīng)力的大小，合理約束邊緣構(gòu)件，提升延展性能，增強(qiáng)其抗變形能力；（3）實(shí)際應(yīng)用中，要想方設(shè)法提高墻肢的約束力，合理提升抗震性。

2.結(jié)構(gòu)布局技術(shù)的合理應(yīng)用。

民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者一定要注重其整體布局的規(guī)范性和簡(jiǎn)潔性，并最大限度實(shí)現(xiàn)其空間布局的擴(kuò)大。具體設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者首先應(yīng)做好前期的準(zhǔn)備工作，對(duì)民用建筑空間的實(shí)際應(yīng)用需求做到充分了解，并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的合理制定。通過(guò)這樣的方式，才可以有效確保整體短肢剪力墻結(jié)構(gòu)施工的規(guī)范性。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)者一定要嚴(yán)格遵循人性化的設(shè)計(jì)理念，根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)短肢剪力墻的數(shù)量、規(guī)格和間距等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，在確保短肢剪力墻對(duì)稱、均勻分布的同時(shí)實(shí)現(xiàn)整體民用建筑結(jié)構(gòu)布局的進(jìn)一步簡(jiǎn)化。這樣才能符合民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，充分滿足用戶對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用需求。

3.測(cè)量放線施工技術(shù)。

在使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行房屋的建造時(shí)，建筑單位首要環(huán)節(jié)就是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量放線。只有前期通過(guò)測(cè)量放線得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)才能保證在后期使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)有一個(gè)更好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。一般通過(guò)將框架柱和剪力墻在筏板鋼筋上定位從而使整體結(jié)構(gòu)更為牢固。在混凝土澆筑施工之前，施工人員要提前將框架柱鋼筋和剪力墻鋼筋插入到底板中。在這個(gè)過(guò)程中需要測(cè)量人員做好測(cè)量工作，保證能將框架柱鋼筋和剪力墻鋼筋準(zhǔn)確地插入到底板中，能夠更準(zhǔn)確地做到定位，保證整體的結(jié)構(gòu)更加完善。同時(shí)施工人員需對(duì)整體的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行了解，確?？蚣苤摻詈图袅︿摻顢?shù)目以及兩者的型號(hào)都符合設(shè)計(jì)要求，保證將兩者在筏板鋼筋上定位時(shí)能夠做到有效銜接。施工單位想要保證測(cè)量工作的準(zhǔn)確性，就需要在測(cè)量放線之后，對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的復(fù)核，保證所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而才能使整體的建筑項(xiàng)目質(zhì)量達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。在復(fù)核的過(guò)程中需要對(duì)每一個(gè)柱子的尺寸和位置進(jìn)行再次的測(cè)量并檢查剪力墻的尺寸和定位，為下一環(huán)節(jié)的施工做好準(zhǔn)備。

4.對(duì)模板進(jìn)行有效加固。

在構(gòu)建建筑主體結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，就梁柱以及墻等外模板的安裝而言，施工人員應(yīng)采用定型組合鋼模板。在應(yīng)用該模板的過(guò)程中，模板的柱寬應(yīng)為1000mm，底板木方長(zhǎng)度為100mm。在固定模板的過(guò)程中，施工人員會(huì)采用螺栓固定的模式，而在具體的應(yīng)用過(guò)程中，該種模式存在許多問(wèn)題。例如，在進(jìn)行螺栓加固的過(guò)程中，施工人員需要對(duì)模板表面進(jìn)行打孔，模板表面如果存在許多孔洞時(shí)，就會(huì)大大縮短模板的使用壽命。此外，在進(jìn)行對(duì)拉螺栓的步驟時(shí)，涉及的工序較為復(fù)雜，同時(shí)也需要較長(zhǎng)的施工時(shí)間，這就要求建筑企業(yè)投入更多的施工成本?；谏鲜鰡?wèn)題，在具體的施工過(guò)程中，施工人員可以用對(duì)拉鋼片代替對(duì)拉螺栓，選取30mm×20mm 的扁鋼作為夾板，并且將夾板裝載在模板的縫隙中。另外，施工人員需要應(yīng)用U 形模板卡對(duì)模板進(jìn)行固定，該方法使模板具有較高的穩(wěn)定性，并且能夠保證模板在固定的同時(shí)具有一定的美觀性。在施工過(guò)程中，施工人員不需要在模板表面進(jìn)行打孔，從而使整體作業(yè)效率大幅度提高，同時(shí)也使施工過(guò)程中的成本大幅度降低。

5.混凝土技術(shù)的應(yīng)用。

（1）強(qiáng)化原材料的質(zhì)量管控力度，在施工之前利用試驗(yàn)的方式分析不同配合比的應(yīng)用效果，了解每種配合比的坍落度情況、均勻度情況、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與承載力情況等，精確設(shè)計(jì)配合比指標(biāo)，篩選最佳的技術(shù)與材料的配置方案計(jì)劃，從而保證質(zhì)量水平能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。（2）明確具體的澆筑工作順序，主要因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)建設(shè)和施工性能會(huì)受到澆筑工作順序的影響，此情況下應(yīng)提前制定完善的工藝順序方案計(jì)劃，要求沿著建筑物利用后退類型的澆筑方式進(jìn)行處理，先進(jìn)行柱頭位置對(duì)強(qiáng)度等級(jí)要求很高區(qū)域的澆筑，后開(kāi)展梁體結(jié)構(gòu)和板體結(jié)構(gòu)的處理工作，以免因?yàn)閺?qiáng)度不同導(dǎo)致相互之間出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象。除此之外還需注意，重點(diǎn)規(guī)避蜂窩現(xiàn)象、孔洞現(xiàn)象，采用分層次澆筑的操作方式，每一層次的高度控制為40cm 左右，遵守持續(xù)性操作的原則，不可以出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，維護(hù)結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)。（3）振搗的環(huán)節(jié)要求現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的人員使用現(xiàn)代化振搗機(jī)械設(shè)備操作，嚴(yán)格控制整體操作環(huán)節(jié)的均勻度和速度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行振搗處理，沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題的情況下才能應(yīng)用在施工領(lǐng)域中。（4）完成所有的工作以后應(yīng)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)，采用外部覆蓋塑料薄膜、遮蔭、冷卻降溫等養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行處理，有效預(yù)防發(fā)生裂縫問(wèn)題。

6.抗震技術(shù)的合理應(yīng)用。

隨著民用建筑中樓層數(shù)量的增加，底層構(gòu)件所具有的彈塑性也會(huì)呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，尤其是在高層或超高層民用建筑中，一旦地震發(fā)生，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)便很容易出現(xiàn)彎曲變形情況，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)位置偏移現(xiàn)象，導(dǎo)致上層結(jié)構(gòu)具有越來(lái)越大的剛度，整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也會(huì)顯著降低，甚至?xí)霈F(xiàn)建筑損壞或倒塌風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)用戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅?；诖耍诙讨袅夹g(shù)的具體應(yīng)用中，為實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定性和抗震性，設(shè)計(jì)者一定要對(duì)其上層及其底部之間的側(cè)移剛度比嚴(yán)格控制，并將剪力墻構(gòu)造適當(dāng)加強(qiáng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)其整體結(jié)構(gòu)抗震性能的進(jìn)一步強(qiáng)化。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)利用專業(yè)知識(shí)、結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)合理的方法進(jìn)行整體剪力墻結(jié)構(gòu)的精確計(jì)算，使其設(shè)計(jì)值得到全面明確。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位一定要做好底部構(gòu)件變化情況的全天候監(jiān)測(cè)，對(duì)相應(yīng)的參數(shù)標(biāo)注做到全面明確，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大底部構(gòu)件厚度，以此實(shí)現(xiàn)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的進(jìn)一步強(qiáng)化。為實(shí)現(xiàn)短肢剪力墻地震破壞性的進(jìn)一步降低，設(shè)計(jì)者可根據(jù)民用建筑所在地的具體地質(zhì)情況、結(jié)合抗震等級(jí)要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)延性的進(jìn)一步提升，設(shè)計(jì)者也可將短肢剪力墻截面上的縱向配筋數(shù)量適當(dāng)加大。在此過(guò)程中，為進(jìn)一步提升短肢剪力墻的承載力，設(shè)計(jì)者一定要做好其軸壓比控制，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)剪力墻位置和間距進(jìn)行合理調(diào)整。

7.軸壓比例設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)基于實(shí)際建設(shè)環(huán)境和建筑應(yīng)用要求，對(duì)于偏壓較弱的建設(shè)環(huán)境，應(yīng)考慮內(nèi)外部壓力差異對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的消極影響，通過(guò)科學(xué)的短肢剪力墻設(shè)計(jì)將鋼筋混凝土承載力中的多余力縱向疏散，但此時(shí)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致短肢剪力墻變形，可能造成剪力墻開(kāi)裂等。為預(yù)防此種情況，應(yīng)分析實(shí)際受力情況，合理設(shè)計(jì)軸壓比。在墻體建設(shè)過(guò)程中，還應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)軸壓比進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整施工方案。

8.連梁設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。

在短肢剪力墻的具體應(yīng)用中，連梁具有比較大的能量消耗，若其剪切設(shè)計(jì)不夠合理，便很容易對(duì)整體結(jié)構(gòu)的抗震性能造成不良影響，使建筑結(jié)構(gòu)不能正常延展。為避免此類情況發(fā)生，具體設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)按照強(qiáng)剪弱彎的原則，全面進(jìn)行連梁參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算，這樣便可實(shí)現(xiàn)剪切實(shí)際的精準(zhǔn)把握，確保剪切操作在連梁彎曲之前完成。同時(shí)，設(shè)計(jì)者也應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況做好連梁的縱筋設(shè)計(jì)，在非必要情況下，盡量不增加縱筋數(shù)量，這樣才可以有效滿足強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)與施工原則。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)者也應(yīng)該對(duì)連梁界面所具有的抗剪能力加以精確計(jì)算，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)做到全面明確，在將設(shè)計(jì)值與增大系數(shù)相乘之后，得到的計(jì)算值就是連梁界面所具有的抗剪性能參數(shù)。另外，在連梁設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者也應(yīng)該對(duì)短肢剪力墻實(shí)際的抗側(cè)力和連梁截面尺寸加以綜合考慮，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)剪力墻數(shù)量的合理確定。在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)者也應(yīng)該注意確保短肢剪力墻剛度中心與整體體系之間的協(xié)調(diào)性，將實(shí)際的連梁截面與跨高比作為依據(jù)，對(duì)連梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣便可實(shí)現(xiàn)運(yùn)算誤差最小，確保設(shè)計(jì)精度。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，短肢剪力墻技術(shù)的合理應(yīng)用是確保整體設(shè)計(jì)與施工效果的關(guān)鍵。因此，設(shè)計(jì)者一定要明確短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的主要原理，并根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合實(shí)際需求來(lái)做好短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。只有通過(guò)這樣的方式，才可以有效確保短肢剪力墻設(shè)計(jì)效果，提升其建設(shè)質(zhì)量，滿足整體民用建筑工程的質(zhì)量與安全需求，促進(jìn)民用建筑工程的良好應(yīng)用與發(fā)展。