民用建筑结构设计中短肢剪力墙结构设计分析

民用建筑结构设计中短肢剪力墙结构设计分析

李洲民

山西三建集团有限公司  山西长治046000

摘要：时代的发展与进步使人们对居住环境有了更高的要求，建筑行业的发展难度也因此而有所提高。基于此，本文以短肢剪力墙为主要研究对象，先简要介绍了短肢剪力墙结构在民用建筑施工中的三个设计原则，然后从几个不同方面对短肢剪力墙的实际设计要点与实践应用进行深入分析，目的是进一步提升短肢剪力墙与民用建筑结构的适配性，为设计和施工人员的工作提供理论支撑与参考。

关键词：民用建筑；短肢剪力墙；结构设计；研究分析

引言：与其他墙体结构相比，短肢剪力墙更具有灵活性和安全性，因此该结构在民用建筑施工中的实际用不仅能够实现对整个项目施工流程的简洁优化，缩短施工周期，还能在保证民用建筑基本稳定性和结构精确度的同时为施工单位带来更大的经济效益。因此如何能在施工设计阶段加强对短肢剪力墙的分析，以确保后续施工的顺利展开，就成为了十分重要的问题。

1短肢剪力墙在民用建筑结构中的设计原则

第一，短肢剪力墙结构不能完全应用在民用建筑的每一个结构组成中，设计人员在实际设计过程中还要对各种主客观因素进行综合考量，并在某些特定位置进行加固设计，如使用剪力墙与筒体相结合的方式等。

第二，必须对短肢剪力墙结构之间的距离进行合理把控，既要保证距离适中，又要留出一定的形变空间，以确保抗震能力较差的部分小墙肢不会出现明显形变或损坏。

第三，在设计过程中要注重对于受力集中问题的考量，确保每一片短肢剪力墙的抗侧刚度都能够趋于一致，以此来削弱整个墙体和建筑结构的受力影响，同时实现墙体外围刚度以及建筑结构整体稳定性的增强。

2短肢剪力墙在民用建筑结构中的设计要点与实际应用

2.1建筑平面设计

常见于民用建筑短肢剪力墙平面设计的方法为对称式设计方法，相关人员除了要考虑整个短肢剪力墙结构的稳定性和安全性以外，还要确保该结构的刚度中心与质量中心呈现出稳定重合状态。通常情况下，要想有效避免一字型剪力墙出现在民用建筑结构中，相关人员除了将短肢剪力墙的结构设计布置为L形或T形以外，还要额外在短肢剪力墙的外表面增设防护装置或翼缘。另外，对于民用建筑来说，由于其要在施工结束后的相当长一段时间内满足内部居民的日常生产生活所需，因此其自身抗扭性在整个建筑结构中的作用也就十分突出，相关人员在设计过程还要注重对民用建筑平面外边缘的设计，尤其对于角部位置来说不宜采用短肢剪力墙结构。

民用建筑结构平面中的短肢剪力墙会受到来自垂直方向和水平方向的不同作用力和荷载，要想确保短肢剪力墙结构能够同时承受住重力荷载、水平地震力荷载以及少量风荷载，设计人员应该在确保不影响民用建筑自身结构的同时，对该短肢剪力墙的截面厚度和高度进行控制，并将二者的比例关系维持在1:5左右，比例最高上限为1:8。另外，设计人员还应该在合理范围之内对原有剪力墙的墙肢厚度进行上调，以此来削弱民用建筑结构中的短肢剪力墙所承受的水平作用力，保证结构内部各类构件不受到破坏[1]。

2.2抗震设计

在应用于民用建筑结构的短肢剪力墙结构中，由于该墙体中存在着抗震性能和抗压能力较弱的小墙肢，如剪力墙外围底部位置、内部连杆结构等，因此若该民用建筑在承受较大荷载的情况下出现扭转，这些薄弱结构势必会在扭转影响下出现开裂并在短时间内向短肢剪力墙墙体其他地方蔓延，从而对群众和社会带来不可估量的危害，为避免墙体开裂现象问题的发生，设计人员应通过对小墙肢采取保护措施的方式来增强整个短肢剪力墙的抗震性能，确保该民用建筑能够不受地震的影响。

一是要对短肢剪力墙的实际受力情况进行分析，并按照分析结果对整体抗震结构进行重新设计。比如可以针对小墙肢或其他薄弱位置增加一定数量的配筋，必要时还可以在原有设计的基础上增加民用建筑边缘角墙体的厚度，从而保证整个短肢剪力墙在不同位置的受力情况相同或达到平均状态，降低民用建筑发生扭转问题的概率，增强整体抗震性。另外还要对该民用建筑短肢剪力墙的墙体延性进行数值精确计算，并以此来进行地震试验预测，并根据试验预测结果对现有墙体的轴压比进行对比分析，若当前轴压比不能满足抗震性或数值较为接近，则必须对轴压比进行适当调整。

二是设计人员还应对现有短肢剪力墙的连梁进行质量和性能检测，并在结构内的适当位置上增加一定数量的，来自不同方向的连梁，确保连梁带来的拉力能够有效作用到短肢剪力墙结构上，以增强其整体稳固性。

三是要合理设计和控制短肢剪力墙的截面规格，相关人员需要在综合考虑短肢剪力墙高度、可能出现的扭转程度、位置偏移程度等因素的基础上对结构框架的轴压比进行设计和参数限定[2]。

2.3短肢剪力墙的结构连梁设计

由于结构连梁在整个民用建筑短肢剪力墙结构中具有重要作用，因此为确保结构连梁设计的精确性，设计人员需要借助计算机智能数据系统来对整个民用建筑结构的空间布局进行三维立体建模，并根据建模结果对该建筑的力学特征和筒体数值进行计算，并以此掌握短肢剪力墙结构连梁所需要的配筋数量以及在不同位置上的受力情况。需要注意的是，整个短肢剪力墙的结构连梁会受到跨高比因素的影响，因此设计人员在实际建模和计算过程中还要对该建筑结构中的各个构件，如角柱、框架结构、支柱支梁等进行参数分析和计算，这样才能确保短肢剪力墙的结构连梁设计具有准确性，在保证抗震构造完整的同时实现对结构连梁的合理下调

[3]。

作为短肢剪力墙结构设计中的关键与中心环节，设计人员在进行连梁设计工作时，首先需要按照民用建筑项目工程的实际施工情况和剪力来计算出整个短肢剪力墙连梁的截面高度数值。若设计人员在此过程中发现连梁刚度无法实现有效下调，则还可以在有关规定以及施工方案所允许的范围内适当降低整个连梁的高度，并利用受力性能的改变来实现连梁刚度的合理下调。

2.4洞口位置设计

在设计过程中，为保证民用建筑的短肢剪力墙结构能够在受力点、受力大小和洞口位置上相匹配，降低短肢剪力墙结构比例失调问题的发生可能性，设计人员在实际设计过程中需要针对短肢剪力墙底部进行孔洞设计，确保竖直方向上的孔洞能够实现有序排列，且不会出现位置重叠等。另外，在对民用建筑门窗位置的孔洞进行设计时，设计人员还要根据建筑整体结构对门窗实际安装位置、连梁长度和安装位置以及整体短肢剪力墙结构进行分析和研究，以此来确保门窗孔洞位置合理，杜绝因孔洞与墙体受力情况不匹配而导致墙体结构不稳定等情况的发生。

2.5钢筋绑扎结构设计

设计人员需要根据民用建筑结构以及短肢剪力墙的位置来对墙体施工所使用的钢筋原材料进行设计和质量控制，并为施工人员提供较为准确的钢筋参数信息，其中包括钢筋在水平和垂直方向的参数、最低强度指数限制等。另外，要想确保钢筋强度与剪力墙的肢强系数相匹配，减少短肢剪力墙的开裂次数，还应对连梁和墙肢进行受力平衡分析，比如根据剪力墙的集中受力情况、伴随连梁形变而出现的惯性弯矩等，为民用建筑结构设计至少两个墙体相连接的施工方式。

结束语：综上所述，短肢剪力墙已经能够在民用建筑施工中得到广泛应用，但在实际项目工程的建设当中还存在着诸多问题。因此设计人员和施工人员应该加强与对方的交流合作，不断加深对短肢剪力墙适用范围、建设要点等方面的理解，以此来对现有设计方法和施工工艺进行优化升级，满足社会大众的实际居住需要。

参考文献：

[1]李莉.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用与思考[J].居业,2023,(10):104-106.

[2]徐丽丽,陈建辉.基于抗震概念设计的剪力墙高层住宅计算控制研究[J].工程抗震与加固改造,2023,45(02):71-76+82.

[3]王根华.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的应用探究[J].江西建材,2023,(03):210-211+214.