民用建筑结构设计中短肢剪力墙运用分析

民用建筑结构设计中短肢剪力墙运用分析

发布时间：2022-09-07T01:35:43.542Z 来源：《建筑创作》2022年第2月第3期 作者： 刘刚

[导读] 随着我国人口数量的增长，为了满足人们的居住需求，越来越多的民用建筑出现，也接受着更高的标准要求和考研

刘刚

山东金鼎智达集团有限公司

摘要:随着我国人口数量的增长，为了满足人们的居住需求，越来越多的民用建筑出现，也接受着更高的标准要求和考研。在传统的建筑结构中，作为支撑结构的柱子使用很多，主要是为了保障房屋的安全，而其往往因为体积过大而占用过多的空间从而影响美观性。为了

解决这一缺陷，民用建筑中正在逐渐地适当引入先进的设计理念，尽可能地在保证安全性的前提下使建筑更加美观，短肢剪力墙就是其中

一种。本文着重对短肢剪力墙进行详细的介绍，详细地剖析了其具有的优势，并有针对性地对实际应用要点展开了分析。

关键词：民用建筑；短肢剪力墙；抗震设计

1.短肢剪力墙结构概述

1.1短肢剪力墙结构概念

短肢剪力墙一般壁厚小于30cm，墙体高度和厚度的比值介于4~8之间，这种墙体结构不仅稳定性好，空间布置效果也比较好，外观也很漂亮。在这样的基础上，在当前民用建筑的设计和施工中，短支护墙的施工被广泛采用，应用前景也十分广阔。短支撑墙的设计可以有

效地连接民用住宅建造中的各个构件，实际应用的时候，墙体的结构和数量都可以随着民用建筑的具体情况来进行调整，使其符合民用建

筑的建造和使用的实际要求。这样，一方面建筑结构的安全稳定有了稳固的保障，还能够在很大程度上节省建筑内部空间，进一步增加建

筑的实用性。要想实现使用的长久性，相关设计人员还应该合理设置和调整剪力墙的结构，尽可能地将短肢剪力墙所承受的压力分散，进

一步增强其强度。

1.2优势特点

首先，在设计民用建筑时，短肢剪力墙耗能少，多将其应用到其中可以实现节约成本的目标，增加实用性，人们对居住房屋的切实需求也更加容易得到满足；其次，相较于传统的承重墙和承重柱，短肢剪力墙更加轻便，操作和安装难度都比较低，相应的工程量也偏小，

同时其可调节性强，无论是墙体数量还是墙体间距都不是一成不变的，完全可以根据实际的操作方案来优化，灵活性和适应性较强；最

后，这种结构还具有特殊的抗震性能，对民用建筑的稳固性和防震性都有很大程度的增强，在一些地质条件不好，地震频发的地区，就会

有更加广泛的应用市场。

2短肢剪力墙运用在民用建筑结构设计中的路径探究

2.1总体设计要求

在设计民用建筑的时候，设计的终极目标就成呈现出最佳的施工效果，首先应该充分了解短肢剪力墙的特点和优势，然后对自身施工项目也有一个全面的把握后，对所使用的技术做随时更新和优化，实现短肢剪力墙承重能力的提高。首先，相关使用者必须意识到短肢剪

力墙的结构不简单，种类也相对复杂，在进行选择的时候应该结合外界环境因素来综合考虑，尤其是其抗侧力刚度比一般的剪力墙要低，

所以设置足够数量长墙来提高刚度是十分有必要的，这样墙体出现变形的概率就大大降低了。 再有，短肢剪力墙具有抗震性并不是均匀分

布在墙体内的，其边缘脚部区域比较薄弱，要对这些区域做适当强化操作，避免因扭转效应而导致翘曲变形甚至开裂。最后还应该注意周

边墙肢开裂的情况，在受到水平力作用的时候，剪力墙可能会整体弯曲，可以通过提高配筋量的方法来适当缓解。

2.1.1力学设计

总体设计要求作为大的准则，力学设计要求就需要更多地从细节出发进行考量。首先，必须明确的是竖向荷载、风荷载、水平地震作用等因素都会对短肢剪力墙的使用造成影响，有单种力学作用也有综合力学作用，具体情况复杂要见招拆招，这给设计人员的工作提出了

较高的要求，要具备足够的专业知识对剪切力、偏心力、扭曲力展开计算。在设计的环节，就应该提前制定有关降低扭曲力的方案，这样

可以提前应用到其中，人为地干预扭曲给建筑结构带来的影响，达到宏观结构稳定的要求。另外还需要遵循的一个原则就是要保证刚度大

小和短肢剪力墙的长度成正比，只有长度满足要求了墙体才能有足够强的受力性能。同时还需要注意节约原材料，控制施工成本的使用，

务必保证墙体符合力学平衡原则，必要时可以与异形墙搭配使用。

2.1.2抗震设计

民用建筑在设计时必须充分考虑环境，设计人员必须提前收集施工环境信息，明确地震等级和可能发生的地震频率，分析地震给民用建筑带来的力学作用改变，使民用建筑的抗震性能更切合安全规范。短肢剪力墙在实际运用过程中，保证受力均匀是使用的第一前提，在

受力不均的位置极易发生变形，具体的数据参考就是短肢剪力墙所分担的底部倾覆力矩不超过整体的一半，除此以外还可以通过增加纵横

配筋比实现结构的抗震特性进一步提升。短肢剪力墙的抗震薄弱环节位于底侧，需要额外的加强步骤，具体的加强厚度也跟抗震等级息息

相关：若抗震等级设定值是一级或二级，那么厚度应该不小于200nm，而等级处于三级或四级时，厚度则变为160nm以上。对于暂时无法确

定抗震等级的墙体，也不可随意设置墙体截面厚度，有行业统一标准为160nm。

2.2配筋构造

在进行配筋构造之前，必须对短肢剪力墙的配筋要求做详细明确，某些特殊部位承受的力学强度有差别，比如边缘位置应该适当提高配筋强度，这是因为短肢剪力墙主要承受轴向力，侧向高度比一般剪力墙低。设计人员在开展工作的时候可以借助抗振动台来模拟地震，

观察短肢剪力墙的变化，从而得出其抗震性能的结论。经验所得，短肢剪力墙在受到地震的影响时，常发生扭转效应，整体结构都会有变

形，薄弱区域分布在底侧小墙肢与连梁。除此以外，墙肢刚度较低这一特点造成了短肢剪力墙的连梁面临着更高概率的破坏作用，所以务

必要对结构的薄弱环节进行强化改进。在纵向上提高钢筋的配筋率，能够提高整体框架的力学稳定性，严格把控不同位置的加强比例。

2.3连梁设计

连梁是组成短肢剪力墙的重要结构，在实际应用过程中，这一结构产生了比较多的能量消耗，面对这样的情况，其剪切设计的合理性就显的十分关键，一旦设计不合理，就极容易无法抵抗地震而造成建筑的破损或倒塌，影响建筑的正常使用。为了解决这一难题，设计人

员在开展工作时要遵循强剪弱弯的专业准则，对连梁参数做一准确的计算，从而精准把握实际剪切事实。不仅如此，连梁的纵筋设计也是一个关键，纵筋数量在非要的情况下可以不额外增加，才能够更加有效满足强剪弱弯的设计与施工原则。另一方面，短肢剪力墙实际的抗

侧力和连梁截面尺寸都应该加入到设计参考的必要因素中来，综合考量后确定剪力墙的数量，设计者还应该考虑到墙体之间的关系，从而

实现整体的协调性。指导依据就是连梁界面和跨高的比例，最终得到一个合理设计出的数据，整体建筑的误差都能控制在很小的范围内，

设计结果的精度自然也会提高到比较高的水平。

结论

通过对我国现有民用建筑的实际工作开展情况调研发现，民用建筑具有环节复杂、内容繁多、使用需求高等特点，为了更全面地满足群众生活工作的需求，民用建筑在实际施工的过程中应该严格把控相关细节和技术。短肢剪力墙作为一种新型的建筑结构，其优势显而易

见，只有精准地运用才能扬长避短，促进该技术为我国建筑业服务。在应用该技术的过程中，要对各种影响要素做综合评估分析，尽可能

提高短肢剪力墙的使用效果。通过将短肢剪力墙和实际工程结合，完成建筑抗震性和稳定性能的升级，搭建更加合理的结构，充分发挥短

肢剪力墙的优势，促进我国建筑行业实现更加快速长远的发展。

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