民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术运用分析

民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术运用分析

李穆

广东博意建筑设计院有限公司杭州分公司

摘要：为提升民用建筑结构设计水平，切实保证民用建筑结构的稳定性，满足当前人民日益增长的空间居住需求。本文将对民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的有效运用进行分析与研究，本文首先对短肢剪力墙的含义以及优势进行阐述，其次对短肢剪力墙技术在民用建筑结构设计中的有效运用进行分析，以供参考与借鉴。

关键词：民用建筑；结构设计；短肢剪力墙

引言：随着经济的发展与社会的进步，人民生活水平的日益提升，人民对于民用建筑的结构布局以及实用功能也提出了全新的要求，传统的民用建筑设计结构已经无法再满足当前人民对于住宅空间的需求。因此，需要民用建筑结构设计人员，在设计中充分的运用好短肢剪力墙技术，以此来促使，民用建筑的结构空间布局更具合理性，进而满足人民需求，促进我国建筑行业的全面发展。

1. 短肢剪力墙的含义及优势

1. 短肢剪力墙的概述

在当前的民用建筑设计中，通常会把建筑结构形式分为两种，分别为剪力墙结构以及框架结构。而短肢剪力墙则是一种厚度偏小的特殊剪力墙，一般情况下，短肢剪力墙的实际厚度不会超过300mm。短肢剪力墙的整体结构会与异形柱较为相似，但是与异形柱不同的是短肢剪力墙的截面高度与墙体的厚度比在4到8之间，而异形柱截面高度与厚度比不会超过4。

2. 短肢剪力墙的优势

在民用建筑结构设计中充分的应用好短肢剪力墙技术，可以提高建筑结构设计的灵活性以及实用性。短肢剪力墙与其他的墙体结构相比较而言，短肢剪力墙的可适用性相对较高，在实际的民用建筑结构设计中，设计人员能够切实依据施工的具体要求，对建筑结构中墙体的数量以及规格进行有效的控制，并且可以更好的实现墙柱的有效连接，从而避免了框架结构墙面突出的现象。在民用建筑结构设计过程中，短肢剪力墙技术的有效介入，可以使民用建筑结构空间布局更加合理且美观，同时还可以在一定程度上降低民用建筑设计成本，提升施工单位的经济效益^[1]。

同时，在民用建筑结构设计中有效的运用好短肢剪力墙技术，也能够最大限度的降低民用建筑结构的自身重量，并提升建筑结构的抗侧力性。同时短肢剪力墙的形状多为L或是Z形，墙体的侧向刚度相对较大，在实际的民用建筑结构设计中，可以有效的满足结构中墙体侧向刚度，提升民用建筑的整体稳定性与抗剪性，所以短肢剪力墙技术在民用高层建筑的结构设计中应用的十分广泛。随着我国城市化速度的不断提升，城市居住问题也早已成为城市社会发展过程中所不可回避的主要问题之一，而在民用建筑结构设计中充分的应用好短肢剪力墙技术，可以在保证建筑结构稳定性的同时，最大限度的提升建筑结构的抗震性，并适当的提升民用建筑的施工高度，在城市规划中提升土地利用率，不仅有利于城市规划建设，同时也满足人民对于住宅环境的需求。

2. 民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的运用分析

1. 短肢剪力墙钢筋技术

在民用建筑结构设计施工的过程中，可以充分的利用好短肢剪力墙技术中的钢筋操作技术，以此来提升整体民用建筑的稳定性。首先，施工设计人员要切实做好施工设计前的各项准备工作。剪力墙肩负着民用建筑中承重的责任，因此会在施工设计中需要大量的钢材，加之短肢剪力墙的设计结构相对较为复杂，所以施工设计过程中所要使用的钢材质量就会直接影响到整体的施工质量，施工人员要切实做好钢材质量的把关工作。在施工设计初期，施工人员要严格按照施工设计图纸上的标注来对钢材进行进一步的加工以及制备，当钢材制备完成后仍需要施工质检人员对其进行质量检测，要切实保证钢材的质量符合短肢剪力墙技术的施工设计标准。同时针对制备完成的钢材要对其进行分类存放，在存放处贴明标签，钢材表面不能存有污渍或是锈渍。其次，在钢材的加工过程中，施工人员要切实依据钢材使用部位以及数量的要求，来制定钢材的制备长度，以此来确保钢材不会出现浪费与闲置的现象出现。最后，切实做好钢材的连接，在实际的施工过程中，施工人员一般都会使用电渣压力焊的形式来完成连接施工，在连接工作前要将钢材表面上的锈渍以及油渍进行清除，并做好钢材的校正与调直^[2]。

2. 短肢剪力墙的抗震设计

在短肢剪力墙结构中，抗震性相对较为薄弱的部位便是民用建筑底部外围的角点墙肢等部件。尤其是当民用建筑发生扭转时，建筑底部外角点与外围墙肢之间就会产生裂缝。倘若民用建筑的高度相对较高，在地震的影响下，民用建筑物就会出现相对较大的弯曲变形。同时在地震中，民用建筑物的小墙肢是遭受伤害最为明显的部位，因其自身的刚度相对较低，在其被破坏后还会间接影响到建筑物的连梁质量。因此，在实际的民用建筑设计中，要切实加强短肢剪力墙的抗震设计，借助结构的设计来使民用建筑结构的受力变得均匀，以此来提升民用建筑的稳定性。民用建筑的质心与刚性相接近时，会有效的减少民用建筑物扭转对整体建筑物稳定性所带来的影响。所以施工设计人员可以在实际的施工中，加强建筑物外围小墙肢的厚度，并在小墙肢的端部增加钢筋使用量，以此来有效的提升民用建筑结构设计的抗震性，切实保证居民的居住安全。除此之外，施工设计人员为有效的提升短肢剪力墙的各项性能指标，可以对短肢剪力墙的截面轴比进行控制。但是在施工中需要施工人员注意的是，建筑物中的连梁作为耗能部件，在高度相对较高的民用建筑物中，会因为剪切带来的影响而对结构延性造成影响，因此在实际的设计过程中会经常性的影响民用建筑的抗震性，施工人员只能使用强剪弱弯的形式来提升连梁质量，切实保证民用建筑物的抗震性能，并提升短肢剪力墙的布局设计成效。

3. 短肢剪力墙结构体系计算

民用建筑结构设计短肢剪力墙的墙肢较为短小，短肢剪力墙的配筋形式以及计算模型与常规剪力墙大体相同。都可以用过薄壁杆元的形式来完成剪力墙的结构分析，将剪力墙作为薄壁杆件，可以最大限度的提升施工人员的计算效率，与其他的常规杆元相对比，短肢剪力墙的端部有7个自由度，能够根据矩阵位移法来综合的考虑墙单元非平面变形所带来的影响。刚度矩阵能够借助单元矩阵的帮助介入到平面刚度中，编制未知量后进行计算。从而来完成平面布置的求解。在实际的计算过程中，施工技术人员若是遇到计算难题，可以使用单元模型来对其进行分析，在对计算难题进行分析的过程中，要将计算难题的细节单元进行分化。例如，当民用建筑结构中没有可以转层的短肢剪力墙时，施工人员可以将用建筑中的电梯间等剪力墙的落地来完成过程施工。薄壁杆件的连接方式要使用点连接。施工技术人员可以通过墙体模型来对短肢剪力墙的结构体系进行计算，以此来确保计算结果的精准度。在计算过程中，施工技术人员要根据实际的施工需求来选择计算方式，以此来确保短肢剪力墙的合理布置。在施工过程中切实做好短肢剪力墙结构体系的计算，可以最大限度的提升短肢剪力墙的应用效果，确保民用建筑结构整体的布局合理性，切实满足人民对于住宅安全以及结构性能的实际需求^[3]。

结论：综上所述，在民用建筑结构设计中充分的应用好短肢剪力墙技术，不仅可以提升整体民用建筑的稳定性以及安全性，同时还可以切实满足人民对于建筑住宅的质量以及功能的要求，促进城市化的发展与完善。因此，需要施工设计人员在实际的施工设计中要积极主动的运用好短肢剪力墙技术，做好结构体系计算，加强抗震性设计。以此来不断的提升民用建筑结构的稳定性，进而促进我国建设行业的全面发展。

参考文献：

[1]张高伟. 短肢剪力墙技术在建筑结构设计中的应用分析[J]. 河南科技,2021,40(34):99-101.

[2]张恒波,张相飞. 民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术的应用策略[J]. 中国建筑金属结构,2021,(11):154-155.

[3]俞兆泰. 民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术应用[J]. 建材发展导向,2021,19(12):67-68.