短肢剪力墻結構設計在建筑工程中的應用

付正信

隨著生活水平的不斷提高，人們對于工程質量的要求也越來越高。近年來，短肢剪力墻結構逐步應用于墻體施工中，具有穩(wěn)固性強、經(jīng)濟性高等優(yōu)勢，可以有效縮短工期。但是短肢剪力墻結構的設計及應用也隨著建筑工程質量要求的提升遇到挑戰(zhàn)，需要根據(jù)建筑工程的總體建造需求與施工場地的實際狀況，提升短肢剪力墻結構設計的合理性，減少施工隱患。

1 短肢剪力墻結構概述

短肢剪力墻，是指截面的厚度不大于300 mm，各肢橫截面高度與厚度比的最大值超過4 但未超過8 的剪力墻結構，如圖1 所示。短肢剪力墻的整體受力、變形特征均類似框剪結構，但相較于框剪結構，其內力分配、剛度分配更加合理，因結構變形及協(xié)調所導致的豎向位移差也比框剪結構小。

圖1 短肢剪力墻結構（單位：mm）

短肢剪力墻結構中的梁體是銜接其內部結構的介質，梁體能夠在整體結構設計中將短肢剪力墻嵌入建筑隔墻中，根據(jù)施工現(xiàn)場實際建設條件及結構標準，對墻體內的參數(shù)進行調節(jié)，從而達到改善建筑結構和節(jié)約建材資源的目的。設計建筑結構時，若要建設復雜的墻體結構，可以使用短肢剪力墻來完成，參照施工場地的現(xiàn)實狀況，在指定方位設計筒體，運用剪力墻銜接不同的墻體，使剪力墻在整體結構中能夠和筒體一起承擔水平壓力。

2 短肢剪力墻結構在建筑工程中的應用優(yōu)勢

短肢剪力墻結構是近年來出現(xiàn)的新型結構方式，其本質是剪力墻、異形柱的有效融合，已廣泛應用于建筑工程施工中。與普通墻體相比，具有更強的靈活性，在具體施工時，能夠按照作業(yè)的實際需求適度把控墻體尺寸與數(shù)量[1]。但在應用短肢剪力墻結構的過程中，要注重提升其墻柱連接質量，防止出現(xiàn)框架結構突出的情況。設計建筑工程時，施工人員可利用短肢剪力墻結構的優(yōu)勢進行施工布局規(guī)劃，優(yōu)化建筑空間，減少施工結構重量的同時有效提高結構抗側力。近年來，隨著城市化進程不斷加快，建筑工程質量和居住滿意度問題始終是建筑企業(yè)關心的重點。在建筑工程中應用短肢剪力墻，不僅能夠提高建筑物的抗震性能及結構穩(wěn)定性，還能最大限度提高建筑空間使用效率。

與傳統(tǒng)框架梁柱結構相比，短肢剪力墻結構會消耗更多的材料，建筑費用也會相應提高。但綜合來看，短肢剪力墻有效結合了鋼筋與混凝土結構，在建筑過程中省去了其他鋼材原料的投入成本，使得建筑結構既具有較高的穩(wěn)定性，又省去了混凝土澆筑步驟，經(jīng)濟適用性較高。短肢剪力墻結構應用到建筑設計中，能夠保障區(qū)域劃分更加科學。同時，其結構設計具有更強的規(guī)則性，使得劃分建筑區(qū)域后，能夠使與維護相關的各種工作同步進行。

3 建筑結構設計中短肢剪力墻結構的設計要求

3.1 防止短肢剪力墻結構復雜

設計短肢剪力墻結構的過程中，應根據(jù)建筑結構的主軸進行剪力墻的雙向安排，以確保建筑結構雙向結構保持平衡，防止抗側剛度出現(xiàn)較大偏差。尤其在設計抗震階段，應該防止發(fā)生單向布置短肢剪力墻的情況[2]。短肢剪力墻結構設計通常采用L 形、T 形等比較規(guī)則的結構，在短肢剪力墻結構設計過程中，應最大限度避免出現(xiàn)轉折點，盡可能減少不必要的邊緣構件部署以及安裝工作，降低作業(yè)成本的同時防止結構復雜影響施工質量。

3.2 降低短肢剪力墻使用頻率

在建筑施工過程中，應盡可能減少一字形短肢剪力墻結構的使用頻率，可利用增加翼緣的方法提高短肢剪力墻自身結構的穩(wěn)定性。同時，避免將短肢剪力墻作為抗側力構件，可將結構改為筒體式結構或者引入普通的剪力墻結構，在提高建筑工程抗震效果的同時，提高建筑受力的穩(wěn)定性。

3.3 增加短肢剪力墻的結構對稱性與連續(xù)性

彎曲破壞可以帶給剪力墻足夠的延展性，應掌握好墻肢尺寸，盡量將短肢剪力墻結構轉換成高墻式結構，防止由于脆性較大出現(xiàn)結構剪切毀壞的現(xiàn)象。需要注意的是，盡管增加墻肢長度可以使短肢剪力墻獲得更好的延展性，但仍要保證短肢剪力墻的尺寸不超過8 m，長度、高度比值不低于2。當墻肢比較長時，可以利用連梁進行平均切割，使原來不符合規(guī)范的剪力墻轉換成符合標準的聯(lián)肢墻。

為提升短肢剪力墻結構豎向、水平的承載力，應盡量利用連續(xù)、對稱的安排方法來提高短肢剪力墻的抗扭水平，防止因部署不勻稱造成建筑結構的剛度不均衡[3]。在結構設計階段，應根據(jù)實際施工情況不斷完善短肢剪力墻結構，通過增加混凝土強韌性或墻體厚度改善短肢剪力墻的抗側力度，拓寬墻體延展性。

3.4 合理安排短肢剪力墻的洞口位置

短肢剪力墻結構受力狀況和洞口位置密切相關，根據(jù)有關標準，當門窗洞口處于短肢剪力墻結構內部時，要根據(jù)實際情況應用陳列法進行規(guī)劃，保證短肢剪力墻連梁、墻肢結構清晰，防止因門窗洞口規(guī)劃混亂導致短肢剪力墻墻肢的長寬比失調[4]。若建筑項目對抗震效果要求較高，要避免在短肢剪力墻底端使用洞口未成列的設計方法，確保建筑抗震效果不受干擾。此外，豎向設計短肢剪力墻洞口時，要避免出現(xiàn)局部洞口錯洞墻及疊合錯洞墻，這是由于錯洞墻和疊合錯洞墻這兩類結構的受力情況比較復雜，設計階段應盡量不使用這兩種結構的洞口設計方式。

4 短肢剪力墻結構設計在建筑工程中的應用方案

4.1 信息技術應用方案

為確保短肢剪力墻結構的設計更加合理，需加強對信息技術的運用，使結構設計更加合理。在使用信息技術優(yōu)化短肢剪力墻結構設計工作時要關注以下幾點。

第一，增強結構的抗震效果。對普通建筑來講，自身的結構方式比較復雜，一旦發(fā)生嚴重的地震災害，其結構穩(wěn)定性無法維持。工作人員在設計短肢剪力墻結構時，應提前掌握建筑結構內部各構件的受力特征，明白局部發(fā)生形變的危險性，嚴格執(zhí)行短肢剪力墻的設計要求，利用合理的設計方案對短肢剪力墻進行部署，具體的短肢剪力墻抗震結構示意圖見圖2。

圖2 短肢剪力墻抗震結構示意圖（單位：mm）

第二，合理控制軸壓比。承載力是檢測短肢剪力墻結構性能的重要參數(shù)，若想提高短肢剪力墻的承載力，應該根據(jù)工程施工情況適當增添配筋總量并適當提高邊緣構件的配筋強度，如圖3所示，合理融合水平、豎向的配筋，使短肢剪力墻軸壓比處于合理范圍內[5]。

圖3 短肢剪力墻邊緣構件結構示意圖（單位：mm）

第三，全面了解短肢剪力墻的特點。由于建筑的抗側力、主體剛度均會使短肢剪力墻結構功能受到影響，因此結構設計過程中需盡可能了解短肢剪力墻的特點，確保墻體、梁體等部位進行合理配筋。

第四，合理設計結構的總體系數(shù)。設計短肢剪力墻結構時，應根據(jù)相關設計規(guī)范確?？傮w系數(shù)的合理性，防止設計誤差帶來嚴重影響。墻體截面面積、梁體跨度、建筑高度等均與短肢剪力墻結構密切相關，為實現(xiàn)預期的建筑效果，在短肢剪力墻結構設計過程中，應重點考慮以上因素。此外，在短肢剪力墻結構設計過程中，應根據(jù)其彎曲情況確定整體系數(shù)，例如將建筑的頂層設計成剪切型，則表示整個建筑的受力功能相對較差，應重視并完善結構設計。

第五，合理控制含鋼量。不同構件的含鋼量存在差異，應根據(jù)短肢剪力墻所在位置的結構特點，明確各個構件的含鋼量[6]。

4.2 模板施工方案

進行模板設計時需要遵循整體性原則，根據(jù)施工場地的實際情況與建筑的結構特征來篩選符合要求的模板，提高結構的穩(wěn)定性。合理布置接頭位置，保障模板品質符合建筑工程的施工標準，防止出現(xiàn)鼓模、跑模等現(xiàn)象[7]。模板定位是模板作業(yè)過程中的重要工作內容，工作人員需要認真進行基線測量，特別是開展門洞模板作業(yè)時，應確認圖紙要求。

4.3 鋼筋施工方案

鋼筋品質能夠直接決定短肢剪力墻的施工效果，所以施工前需要進行全方位調研，嚴格檢查鋼筋的外表結構、尺寸等，保證鋼筋未發(fā)生腐蝕、生銹、損壞等問題。對材料進行加工時還要進行二次檢測，保證鋼筋的順直性，并使用相關設備進行調直，根據(jù)施工實際要求對其進行裁剪。

工作人員應掌握各種類別鋼筋的實際焊接參數(shù)，按要求對鋼筋表層進行處理，使其表層干凈整潔，保障焊接的質量符合要求[8]。此外，將豎筋、下層鋼筋牢固銜接，在連接處安設3 根鋼筋，避免后期應用中出現(xiàn)松動現(xiàn)象。

4.4 混凝土施工方案

混凝土施工作為短肢剪力墻施工的重要組成部分，應保障材料的功能指標符合要求，避免影響混凝土的質量。施工人員應實際需求進行配比，先在試驗室進行最佳比例試驗，并根據(jù)施工場地的溫度、濕度進行調整，進一步提高混凝土的緩凝性、和易性。施工前要確保設備故障均已排除，合理規(guī)劃混凝土運輸路線，避免運輸時間較長影響混凝土質量。

泵送作業(yè)過程中要嚴格控制泵送速度，提升泵送效率，同時做好施工現(xiàn)場指揮工作，避免泵送過程中損壞模板。嚴格按照要求把控出料口與模板的間距，一般不能大于50 mm。

振搗時，選取插入型振搗器，使振搗器的間距符合實際需求，按照慢拔快插的標準進行操作，避免發(fā)生漏振[9，10]。初凝后迅速處置邊沿位置，確保膠合材料能夠充分發(fā)揮作用，提高混凝土構件的品質。結束混凝土作業(yè)后要定期進行維護，防止產生大面積裂縫，提高短肢剪力墻體的品質。

5 結語

短肢剪力墻結構具有結構布置靈活、造價相對較低等優(yōu)點，已廣泛應用在高層住宅中。為保障短肢剪力墻結構的使用效果，應保證設計方案與實際要求相符，最大限度發(fā)揮短肢剪力墻結構的作用，進而提升施工質量。