短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：乐胜辉（1983），男，汉族，湖北孝感人，硕士，中南建筑设计院股份有限公司高级工程师，一级注册结构工程师，研究方向为建筑结构设计。-29-短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的应用 乐胜辉 中南建筑设计院股份有限公司，湖北 武汉 430071 摘要：摘要：近年来，在我国综合国力快速发展的推动下，民用建筑工程行业随之不断的发展壮大，并且在全国范围内民用建筑的数量也在逐渐的增加，建筑规模逐渐的扩展。短肢剪力墙结构最为突出的特征就是美观性和稳定性较强，并且具备良好的抗震优势，所以被人们大范围的运用到了民用建筑之中，发挥出了重要的作用。针对短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用进行分析研究是具有较强的现实意义的。关键词：关键词：结构设计；民用建筑；短肢剪力墙 中图分类号：中图分类号：TU398 0 引言 就短肢剪力墙结构的实际情况来看，其拥有较强的侧向刚度，合理的将其引入到民用建筑结构设计之中，不但可以增强建筑整体结构设计的合理性，也可以保证满足人们对生活空间个性化设计的需要。鉴于此，这篇文章主要围绕短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的实践运用展开全面深入的研究分析，希望能够对我国民用建筑行业的未来持续健康发展有所帮助。1 短肢剪力墙的应用优势分析 1.1 短肢剪力墙结构概述 短肢剪力墙因为整体结构具有一定的特殊性，所以不能将其运用到民用建筑的整体墙体结构之中，所以需要其与其他墙体结构进行配合使用。在整个短肢剪力墙结构体系之中，梁体往往都被当作不同墙体结构的连接辅助结构，将短肢剪力墙引入到民用建筑结构建造之中，还需要结合整个工程的实际情况和需要来对建筑结构的各个参数进行完善和有效的调控，尽可能的提高资源的利用效率。1.2 短肢剪力墙结构体系特点 短肢剪力墙竖向构件需要结合施工现场机械器具情况来完成布设，对于各个结构部件各项参数的准确性加以根本保障。与此同时应当结合工程各方面实际情况和需要来确定短肢剪力墙的各项参数，保证将短肢剪力墙结构在民用建筑中所具有的实践作用充分的发挥出来。短肢剪力墙在使用的过程中表现出了较强的灵活性的特征，通过结构性能采用专业的方法来计算出需要的数据，并且在实践中加以良好的运用，保证结构设计的整体效果。再有，也可以结合短肢剪力墙结构来完成支撑柱和支撑梁体结构的设计工作，保证民用建筑结构设计的质量。1 1.3 短肢剪力墙结构优势 与之前老旧的剪力墙结构相对比来说，短肢剪力墙所具有的优势主要集中在下面几个方面：首先，短肢剪力墙结构整体质量较轻，在进行民用建筑结构设计工作的时候将其加以合理的运用，能够从根本上对结构整体荷载加以良好的控制，从而对建筑整体抗震效果加以保障。其次，短肢剪力墙长度相对较小，所以再将其加以实践运用的时候，表现出了较强的灵活性，也可以切实地提升空间利用效率。再有，在建筑墙体转角结构进行设计的时候，也可以利用二次结构来促进短肢剪力墙与墙体结构进行良好的连接，从而对整个结构的稳定性加以提升。最后，短肢剪力墙在实践中运用，表现出了较强的实用性，能够与多种材料进行配合使用，也能够将墙体结构设置在隔墙之中，从而为后期的装修设计工作的开展提供良好的辅助。2 短肢剪力墙结构的含义 短肢剪力墙在高规中的定义为:短肢剪力墙是指墙肢截面高 度与厚度之比为 5 到 8 之间的剪力墙(高层建筑混凝土结构技术规 程)。短肢剪力墙结构就是指剪力墙结构中存在比较多的短肢剪力 墙的情况，就是一种由短肢剪力墙构成建筑其他部分，剪力墙薄壁简体 构成结构平面中部的结构模式。它一般具有四个特点:第一，短肢剪力墙结构中的梁是连中国科技期刊数据库 工业 A-30-接建筑内各面墙的，建筑实施时 可以设计在间隔墙的纵向平面里面，节省空间。第二，可以根据抗侧力来适当进行调整短肢剪力墙结构中墙的规 模和数量，设计灵活科学。选择方案也是多样化的，人们的选择可以个 性化，并且处理楼盖支承的方法也相对简单。第三，为了能够满足建筑平面的强度及刚度的要求，主要抗侧 力构件使用了中心剪力墙(刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变 形的能力)。第四，短肢剪力墙结构并不会破坏、影响建筑的使用功能，相反能 够合理有效的与建筑平面相融合，利用间隔墙的位置安置竖向构件。2 3 短肢剪力墙的技术要点 3.1 总体设计要求 在组织实施各项工程施工建设工作的过程中，要想确保工程施工质量和效果，那么最为重要的就是需要结合各方面情况，将短肢剪力墙进行合理的运用，并且通过大量的实践类对施工技术进行优化创新，促进短肢剪力墙结构承载力的不断提升。首先，因为短肢剪力墙结构具有较强的特殊性，在将其加以实际运用的过程中，会遭到多方面因素的影响，其抗侧力的刚度属于较为重要的一个指标，一般来说刚度相对于普通的剪力墙结构较小。所以在实施实践设计工作的时候，务必要对剪力墙结构进行合理的设置。其次，在进行短肢剪力墙结构设计工作的过程中，对于外界多方面影响因素都需要加以综合分析。短肢剪力墙轴压比对于工程施工质量会造成诸多的影响，务必要加以严格的把控。通过研究我们发现，只有综合工程实际情况来对轴压比进行合理的控制，能够对短肢强施工质量加以根本保障。通过对以往的工程施工经验进行分析研究发现，在将短肢墙进行实践运用的过程中，对于小压扁状态也需要进行合理的控制。如果在进行各项施工工作的过程中，混凝土的约束力不足，就会对建筑的整体效果造成一定的损害，极易导致工程结构出现裂缝的情况，对于建筑构建的性能也会形成一定的威胁。所以在进行各项施工工作的过程中，还需要对轴压比进行合理的计算，结合所掌握的信息来实施实施后续工作。要想从根本上对施工效果加以保障，还需要对混凝土压应力进行综合分析，加强对边缘部件的把控，促进结构延展性的不断提升。3 3.2 力学设计要求 在针对剪力墙进行设计工作的过程中，对于各项性能需要加以综合分析，从而完成布局的合理设计，在将短肢剪力墙进行使用的过程中，纵向荷载和侧向刚度都会对墙体结构造成诸多的影响，整体结构具有较为复杂的特征。在实施墙体力学性能设计工作的时候，不但需要对结构的偏心力以及剪切力进行综合分析，还需要对扭曲力加以综合考虑。设计方案务必要重视对扭曲力的合理控制，在上述基础上利用有效的方法来切实地规避结构扭曲对墙体结构造成任何的损害，促进结构整体稳定性的不断提升。在实施设计工作的过程中，刚度影响与剪力墙高度存在直接的关联，需要结合建筑结构整体设计情况来完成对墙体高度的合理设计。墙体荷载性能与剪力墙厚度存在诸多的关联，务必要在保证荷载控制在既定的范围之内的基础上，利用专业的方法对墙体结构厚度进行有效的控制，从而进一步的缩减工程成本，保证工程整体施工效果。3.3 抗震性能设计 就现如今实际情况来看，民用建筑通常都是以高层、小高层为主，在针对短肢剪力墙实施设计工作的过程中，还需要对建筑所处地区肯呢个发生的地震灾害情况加以综合分析。建筑结构设计务必要对可能造成的力学影响加以预判，确保建筑抗震性能能够达到规定的标准要求。在进行墙体结构设计工作的时候，还需要对地质结构情况以及整个地区的地震灾害发生情况来完成对建筑整体设计工作。良好的结构设计可以从根本上对结构稳定性加以保障，避免出现结构破损的问题。在开展墙体结构设计工作的时候，对于结构的整体受力均匀性的效果需要加以根本保障，避免结构发生变形的问题。将短肢剪力墙加以合理的运用，底层的倾覆力矩不能超出规定的要求，并且需要对横向和纵向配筋结构进行合理的设计，这样才可以对整体结构的应力效果加以保障。4 3.4 轴压比例设计 结构设计工作的开展还需要保证设计的效果能够达到建筑的实用性的需要，对于偏压相对较差的施工环境，对于内外压力差异与建筑结构的稳定性所存在的关联关系进行综合分析。短肢剪力墙设计的合理性可以确保钢筋混凝土承载力达到设计的要求，但是这个时候往往也会造成短肢剪力墙结构发生变形的问题。为了切实地规避上述问题的发生，应当对结构的受力中国科技期刊数据库 工业 A-31-情况进行综合分析，在实施墙体结构施工建设工作的时候，切实地落实结构轴压比的全面监测工作，结合所掌握的情况来对施工方案进行适当的优化完善。4 短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的应用要点 随着市场经济的飞速发展，我国住宅建设也有了翻天覆地的变化，住宅消费已成为我国经济增长的新模块。由于生活质量的提高，人们 对住宅的要求也一提高，从设计、空间、环境、装修、材质、价格等等多方 面都有了鲜明的层次要求。因此，实用、灵活舒适、造价低、抗震强的短 肢剪力墙愈加流行。以下就是短肢剪力墙结构在民用建筑中的应用实 例。4.1 布置短肢剪力墙结构，做好参数控制 4.1.1 布置短肢剪力墙结构 在实施短肢剪力墙结构布置工作的时候，务必要对下列几个方面加以重点关注：首先，结合工程实际情况和需要来对短肢剪力墙纵向部件和横向部件进行设计，加强对短肢剪力墙轴向应力的把控力度，确保将应力参数控制在规定的范围之内，规避发生应力波动的情况，保证民用建筑结构的质量。其次，在进行实际设计工作的过程中，对于短肢墙的间距也需要进行合理的把控，尤其需要侧重关注短肢剪力墙如果设置在民用建筑平面衔接的位置的时候，利用短肢剪力墙结构可以有效的调解墙体的荷载，促进梁体结构的稳定性的提升。再有，梁体的设置方向都是不一样的，在实施设计工作的时候，还需要侧重关注对墙肢纵平面的合理设计，确保梁体结构的厚度和墙体厚度各项参数保持统一。还有，短肢剪力墙结构被运用到民用建筑设计之中的时候，对于其各项参数也需要加以合理的控制，避免造成任何的质量问题。最后，短肢剪力墙结构的设计还需要对结构的受力情况进行综合考虑。就小高层民用建筑结构实际情况来说，建筑外层纵向墙体结构都是钢筋混凝土短肢剪力墙，在墙体之间进行连续梁体结构的设计工作的过程中，利用连续梁可以将短肢墙和核心简结构形成完整的整体，从而对民用建筑结构的整体稳定性加以保障。5 4.1.2 数量、形状、高度控制 要想确保民用建筑结构的整体受力的稳定性，并且确保纵向和横向荷载能够达到刚度的基本要求，在进行短肢剪力墙结构设计工作的过程中，务必要对短肢剪力墙数量和位置设计的合理性加以恶搞呢不能保障。首先，运用所掌握的各项信息数据以及专业的方法来对结构荷载参数进行计算，确定承载纵向在和所需要的钢筋混凝土量，在上述基础上选择适合的位置来建造短肢剪力墙，在保证短肢剪力墙结构的受力情况达到规定标准之后，从多个不同的角度来对建筑结构进行优化完善。为了切实地将短肢剪力墙的使用灵活性特征发挥出来，在实施民用建筑设计工作的过程中，还需要对整体结构进行综合分析，从而选择适合的短肢剪力墙结构形式，确定最为适合的的位置，促使短肢剪力墙结构与周边建筑结构形成完整的整体，避免短肢剪力墙结构出现任何的破损或者是质量问题6。4.2 明确短肢剪力墙结构设计关键 要想对短肢剪力墙在民用建筑中作用发挥出来，还需要对短肢剪力墙结构设计所具有的实践作用加以综合考虑。结合之前设计经验来说，其所具有的特征涉及到下面几个方面：首先，提升结构的抗震性能。在当前新的历史阶段，城市建设工作的全面发展，使得建筑工程结构的发展呈现出了高层化的特征，并且结构设计复杂性也在不断的增强，如果遇到严重的地震灾害，那么必然会对建筑的稳定性造成一定的损害。为了规避地震灾害对建筑结构造成任何的损害，就需要在实施短肢剪力墙设计工作的时候，结合建筑的结构特征，对于那些隐形影响艺术加以综合分析。结合设计情况和需要来对轴压比进行合理的控制，如果条件允许也可以适当的增设配筋的数量。其次，合理的对轴压比进行把控。短肢剪力墙配筋在民用建筑结构设计都设定了专门的标准，在进行施工建设工作的时候，还需要结合抗震需要来完成配筋的设计，并且结合实践来对配筋结构进行合理的调整。再有，明确短肢剪力墙的属性。结合短肢剪力墙属性来完成结构的整体设计，将短肢剪力墙刚度变化规律进行总结，并且在实践中加以良好的运用，从而对短肢剪力墙的设计效果加以根本保障。7 4.3 优化结构设计过程 短肢剪力墙参数要求复杂，对高度、厚度、形状、数量等有不同要求，极大提升了短肢剪力墙结构设计复杂程度，在设计期间，应对结构设计流程进行优化，并做好设计过程控制，坚持以均匀性、分散性、对称性为原则，在布设期间注意控制建筑物扭矩，同时可中国科技期刊数据库 工业 A-32-结合现有调节增强民用建筑外围刚度，并根据短肢剪力墙形状选择布设方式，以此确保民用建筑整体结构更为合理稳定。4.4 做好主体结构的优化设计 主体结构为民用建筑设计核心，在正式开展结构设计工作时，设计人员必须全面了解民用建筑结构要求及现场施工场地条件，灵活应用短肢剪力墙、主体结构、一般剪力墙结构，使民用建筑框架内所有墙体结构均可有效结合，最大化确保建筑结构综合性能。在实际设计期间，应严谨控制短肢剪力墙截面尺寸，综合考虑扭矩、侧移等因素，使框架轴压比处于限定标准内，除此之外，应依据建筑梁体、墙体延性判断地震作用力，提升柱体结构延性。8 5 结语 综上所述，短肢剪力墙的应用对优化民用建筑整体结构受力的均衡性具有重要意义，对提高民用建筑的抗震能力和稳定性都有积极的促进作用。但短肢剪力墙在运用过程中需要关注的关键内容较多，需要设计人员从建筑设计要求和主体结构的实际情况出发，对短肢剪力墙运用过程中的各项参数进行科学控制，才能最大程度发挥短肢剪力墙的应用优势。参考文献 1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):210-211.2吴金源.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用分析J.新型工业化,2022,12(02):70-73.3黄斌.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的应用J.江西建材,2021(11):83-84.4路会兰.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用J.工程技术研究,2020,5(07):210-211.5达欣子.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用J.科技创新导报,2019,16(24):140-141.6郑伟光,刘崇武,贺成刚.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的运用分析J.中国标准化,2019(06):64-66.7褚衍举.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的应用研究J.江西建材,2015(14):27-29.8杨平.短肢剪力墙在民用建筑结构设计中的技术要点J.江西建材,2014(13):28.