摘? 要：隨著人們對(duì)住宅要求的提高，短肢剪力墻作為一種安全且經(jīng)濟(jì)的建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)在小高層住宅工程中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，短肢剪力墻的作用同樣是不可被取代的?；诖?，能否將剪力墻巧妙設(shè)計(jì)于建筑中，直接影響建筑物整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以，在實(shí)際施工活動(dòng)中，施工單位在加強(qiáng)施工質(zhì)量的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也必須對(duì)短肢建立墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)，本文基于短肢建立墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了分析了其在土木工程建筑中的施工要點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：短肢剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑施工;設(shè)計(jì)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TU362? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）01-0000-00

在建筑用地日益緊張，住宅規(guī)模和高度日益增大的今天，人們的住宅觀念也開(kāi)始轉(zhuǎn)變，普通的框架結(jié)構(gòu)以及普通剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)空間的界定與劃分。短支剪力墻作為一種新的建筑形式，在吸取框架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，改善了原有建筑模式的缺陷，因此其深受廣大客戶(hù)的歡迎同時(shí)也受到廣大建筑師的認(rèn)可。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究及實(shí)踐，其已表現(xiàn)出了通風(fēng)采光良好、結(jié)構(gòu)布局靈活等多種優(yōu)點(diǎn)，目前，這種建設(shè)模式以趨于定型，且被眾多設(shè)計(jì)師持續(xù)推廣。

1短肢剪力墻的含義及特性

短肢剪力墻的橫截面高度與厚度之比在5～8之內(nèi)，墻厚通常再200mm以上，肢長(zhǎng)為1.0～2.5m，其規(guī)格與異型框架柱與傳統(tǒng)的剪力墻相似[1]。在一個(gè)建筑空間中，它被分布在各個(gè)分隔墻的交點(diǎn)上，根據(jù)不同的相交形式，布置適量的短肢剪力墻，最后將其連成一個(gè)整體。短肢剪力墻具有兩大特點(diǎn)，分別是：

1.1符合建筑功能的設(shè)計(jì)要求

與其他墻肢相對(duì)比，短肢剪力墻可以有效解決框架內(nèi)部梁柱不和諧的現(xiàn)象[1]。在具體施工中，墻體一般會(huì)采用質(zhì)量較輕的材料。與傳統(tǒng)剪力墻相比，雖然短支剪力墻的構(gòu)建給建筑施工增加了不少難度，但是其充分?jǐn)U大了建筑面積，提高建筑實(shí)用性，符合現(xiàn)代人對(duì)建筑的要求。

1.2符合空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要

與一般建筑的框架-抗震墻體相比，框架-抗震墻體系可以更加明確墻體受力情況，對(duì)后續(xù)的計(jì)算分析也會(huì)更加容易。不過(guò)，柱子的橫截面過(guò)大、梁柱超出墻面的情況給建筑美觀和實(shí)用性方面帶來(lái)一些問(wèn)題。所以，在實(shí)際操作中，不規(guī)整以及多變的平面讓整體的建筑結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)最合理的配置，計(jì)算起來(lái)也相當(dāng)困難。

然而，短肢剪力墻體系可以很好的解決以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)具體平面信息，通過(guò)了解墻的數(shù)量和肢長(zhǎng)，制定不同尺寸，不同大小的短肢剪力墻。其結(jié)構(gòu)布局靈活，墻肢長(zhǎng)度可進(jìn)行任意調(diào)整，還能通過(guò)適應(yīng)不同建筑結(jié)構(gòu)的剛度。

短肢剪力墻體系還具有以下特點(diǎn)：（1）節(jié)省構(gòu)造配筋，短肢剪力墻將墻肢的承受能力發(fā)揮到最大，有效解決了一般剪力墻墻體長(zhǎng)的問(wèn)題，與傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)相比，基本不會(huì)對(duì)原有建筑功能產(chǎn)生改變。（2）降低造價(jià)、減輕結(jié)構(gòu)重量。（3）保證墻體延展性的同時(shí)，避免了連梁的剪切破壞，彌補(bǔ)了剪力墻體系延展性不足的缺陷。（4）使用較為靈活，隱蔽，方便放置到間隔墻的平面中。（5）可以根據(jù)建筑剛度的需要，形成主要抗側(cè)力構(gòu)建，輕松滿(mǎn)足建筑的剛度要求。（6）整體結(jié)構(gòu)剛度小，對(duì)建筑的抗震較為有利。（7）將輕質(zhì)保溫材料作為外墻墻面，有效改善了房間的隔熱性能，滿(mǎn)足節(jié)能要求。

2短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定與原則

2.1結(jié)構(gòu)體系布局原則

結(jié)構(gòu)在具體工程實(shí)施中需要注意的原則：（1）短肢墻在具體運(yùn)用中，首先要注意數(shù)量適中。（2）在空間中要注意分布均勻，保證其軸向應(yīng)力大體相同。當(dāng)平面出現(xiàn)凹凸以及建筑本身具有抗震要求時(shí)，要特別注意外凸部分，加強(qiáng)其整體性以滿(mǎn)足平面的剛性要求。（3）各短肢墻要保持對(duì)稱(chēng)，在不能完全做到時(shí)也可以局部錯(cuò)落，每道短肢墻要與兩個(gè)方向的梁連接，保證梁的寬度與墻肢的厚度相同。

在不同空間中布局時(shí)也會(huì)有不同的原則：

2.1.1 平面布局

短肢剪力墻在平面布局中應(yīng)遵守以下要求：在布局時(shí)，要采用形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則，剛度以及承受能力均勻的平面結(jié)構(gòu);盡量選擇風(fēng)荷載作用小的形狀;時(shí)刻注意平面規(guī)格，長(zhǎng)度要適合，時(shí)刻注意突出部分是否過(guò)大。

在具體的施工中還要注意，不要將全部墻肢都換做短肢墻，要與筒體相結(jié)合，將短肢剪力墻的作用與筒體作用保持同步。這是因?yàn)?，在墻體結(jié)構(gòu)中，全部使用短肢剪力墻，如果地震發(fā)生，它的變形曲線就會(huì)變成純框架式結(jié)構(gòu)，不符合結(jié)構(gòu)體系中抗震設(shè)防的思想。而加上一定數(shù)量的筒體，就會(huì)給墻體結(jié)構(gòu)設(shè)置第三道防線，從而形成有效的抗震體系。

2.1.2 豎向布局

采用短肢剪力墻筒體的建筑結(jié)構(gòu)在高層建筑方面需值得注意的是，高層建筑的結(jié)構(gòu)要符合建筑狀態(tài)均勻、避免過(guò)大的外挑與內(nèi)收的原則。在剛度方面要保持下大上小，均勻變化。在抗震設(shè)計(jì)方面，樓層側(cè)向剛度的平均值要大于相鄰樓層的70%。在具體設(shè)計(jì)中，要使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件達(dá)到上下貫通的程度，就要按照上到頂，下到底的原則，使其達(dá)到均勻分布，中間不宜中段。在改變墻體厚度與混凝土強(qiáng)度時(shí)，要注意錯(cuò)開(kāi)樓層，避免結(jié)構(gòu)剛度的不均勻變化。

2.2軸壓比限值

實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)剪力墻受到了較大的壓力時(shí)，剪力墻的延展性會(huì)變差[2]。造成這種現(xiàn)象的主要原因是，受到較大壓力的剪力墻處于壓彎狀態(tài)下，所受壓力面積大，呈現(xiàn)出小偏心的狀態(tài)，因此，在施工過(guò)程中要限制軸壓比。

為改善延展性，需合理確定建筑結(jié)構(gòu)中墻受壓情況的比值，在抗震一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)時(shí)不宜大于0.5、0.65、0.75。因?yàn)槎讨袅Φ臒o(wú)翼緣類(lèi)型與一字型類(lèi)型的延展性較差，因此，此時(shí)的比值限制應(yīng)該繼續(xù)下降0.1。

2.3肢厚比的適應(yīng)范圍

對(duì)于肢厚比小的墻肢來(lái)說(shuō)，其強(qiáng)度儲(chǔ)備是非常弱的;但肢厚比大的結(jié)構(gòu)墻肢，其強(qiáng)度方面安全性就會(huì)增高，不過(guò)，由于其不能發(fā)揮材料特效，在經(jīng)濟(jì)性方面也會(huì)差很多。因此，綜合比較來(lái)看，在結(jié)構(gòu)性能與能量?jī)?chǔ)備上，最符合預(yù)期效果的剪力墻其肢厚比在6～7之間，材料性能也能發(fā)揮到極致。

2.4對(duì)連梁跨高比的規(guī)定

短肢剪力墻承受壓力的能力，在連梁跨高比減小的時(shí)候逐漸增大，當(dāng)連梁跨高比減小到一定程度時(shí)，短肢剪力對(duì)壓力的承受度就會(huì)降低。因此，連梁跨高比為1.5左右的短肢剪力墻試體的綜合性能較好。

2.5短肢剪力墻的判別

短肢剪力墻有共有四種形狀，分別為T(mén)形、l形、】形以及+形。利用計(jì)算軟件對(duì)剪力墻的形狀進(jìn)行判定時(shí)，我們可以根據(jù)其不同方向的墻肢與厚度之間的比值進(jìn)行判斷。特別注意的是，軟件在對(duì)L形或T形認(rèn)定時(shí)，是以節(jié)點(diǎn)距離來(lái)確定的，因此，要將墻肢也算在短肢墻的范圍中。

3短肢剪力墻受力分析[3]

（1）整體彎曲是短肢剪力墻表現(xiàn)出來(lái)的典型特征。通常，一般樓層的墻肢都沒(méi)有具體的反彎點(diǎn)。由于短肢剪力墻擁有與豎向懸臂柱相似的水平位移曲線，因此，具有彎曲型的特點(diǎn)。

（2）連梁被作為一個(gè)短肢剪力墻體系的耗能構(gòu)建，在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，其出現(xiàn)了彎曲破壞與剪切破壞兩種破壞狀態(tài)。

（3）肢高比過(guò)高會(huì)造成建筑物整體構(gòu)件延性降低，構(gòu)建的承受力不會(huì)隨著肢高比的增加而增加。再加上，連梁與墻肢比的剛度會(huì)對(duì)短肢剪力墻的承受力造成影響，因此，取0.03～0.05之間最好。

（4）任何結(jié)構(gòu)都有薄弱部位，短肢剪力墻也不是萬(wàn)能的。比如建筑平面的邊緣以及建筑平面邊角處的墻肢位置。如果后期發(fā)生了扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，那么這些部位就會(huì)率先開(kāi)裂。

（5）據(jù)了解，一字型墻肢的破壞比起其他墻肢來(lái)說(shuō)比較嚴(yán)重，因此，在具體施工中，應(yīng)該盡量給短肢剪力墻設(shè)置翼緣。

4短支剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析

4.1設(shè)計(jì)軟件

關(guān)于結(jié)構(gòu)部件的計(jì)算，最常被設(shè)計(jì)師所使用的設(shè)計(jì)軟件分為這兩類(lèi)，一是TAT、TBSA這類(lèi)以薄壁干原理為基礎(chǔ)的軟件，一類(lèi)是SATWE、SSW、TUS200這類(lèi)以墻元理論為基礎(chǔ)的軟件。在日常的施工中，可以選擇自己熟練的軟件進(jìn)行計(jì)算，也可將兩者結(jié)合起來(lái)利用。

在解決復(fù)雜力學(xué)問(wèn)題時(shí)，可以采用SATWE采用有限元法進(jìn)行分析計(jì)算。它是數(shù)值法的分支，在對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，會(huì)經(jīng)過(guò)以下步驟：（1）對(duì)各樓層的剛度以及自由度進(jìn)行計(jì)算;（2）對(duì)位移進(jìn)行計(jì)算;（3）計(jì)算每個(gè)構(gòu)件內(nèi)力;（4）驗(yàn)算。

4.2對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析以及后續(xù)計(jì)劃的調(diào)整

在得知計(jì)算結(jié)果后，應(yīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析與判斷：對(duì)于現(xiàn)在大多數(shù)擁有不規(guī)則平面結(jié)構(gòu)的住宅建筑來(lái)說(shuō)，要注意采用扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)法，以90%為基準(zhǔn)，衡量建筑的振型有效質(zhì)量系數(shù)，從而進(jìn)行進(jìn)一步的地震作用判斷。計(jì)算時(shí)，還要考慮到家用電器、水箱、屋頂?shù)谋奚倚?yīng)，提高出屋面的剪力墻強(qiáng)度與延性。

5構(gòu)件設(shè)計(jì)

5.1短肢墻的設(shè)計(jì)[4]

在短肢墻體系中，除去短肢墻之外，剩余的其他構(gòu)建都屬于常規(guī)體系構(gòu)件，因此，按照常規(guī)構(gòu)件設(shè)計(jì)即可。其中，短肢墻也還是剪力墻的一種形式，因此，可以使用一般剪力墻的設(shè)計(jì)方式。

5.2短肢墻平面內(nèi)梁的設(shè)計(jì)

短肢墻的平面內(nèi)梁如果跨度小于5，就按照連梁設(shè)計(jì);反之則按照框架梁建構(gòu)。按照連梁設(shè)計(jì)時(shí)，在跨度不超過(guò)5時(shí)，將梁的兩個(gè)端點(diǎn)與剪力墻接起來(lái)，考慮梁上的內(nèi)力值問(wèn)題，在電算時(shí)會(huì)出現(xiàn)超筋現(xiàn)象，因此，可以通過(guò)將梁的剛度折減的方式讓短肢墻分配到更多的內(nèi)力。在用TAT軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，往往會(huì)遇到超筋的問(wèn)題，其原因主要是因?yàn)椋哼B梁是由剪力墻開(kāi)洞而形成的，人為加給梁的剛臂強(qiáng)化了剪力墻對(duì)梁的固定作用，增大了梁的彎矩值。因此，用SATWE的殼單位來(lái)模擬連梁比較合理。

6建立短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

大體上，我們可以用一般剪力墻的結(jié)構(gòu)來(lái)看短肢剪力墻，在對(duì)短肢剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在剪力墻端部暗柱上建議采用兩種方式進(jìn)行設(shè)置：一是，在墻體的兩個(gè)方向—縱向與橫向，分別設(shè)置分布筋;二是，在計(jì)算結(jié)構(gòu)腹部的鋼筋面積時(shí)，要采用豎向分布的鋼筋配筋率來(lái)計(jì)算。將暗柱鋼筋面積放置到端部，在腹部均衡配筋。根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇兩種配筋方式，第一種比較適用于墻肢較長(zhǎng)的短肢剪力墻，而第二種適應(yīng)與肢長(zhǎng)較短的短肢剪力墻。

對(duì)于高層建筑，可以適當(dāng)采取較多短肢剪力墻，來(lái)保證維持建筑結(jié)構(gòu)。適當(dāng)調(diào)整其彎矩和剪力，對(duì)其進(jìn)行塑性調(diào)幅還能增強(qiáng)建筑的抗震效果;在連梁彎曲矩值出現(xiàn)改變時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)提高或降低其他墻肢以及連梁的彎矩設(shè)計(jì);在剛度方面，要注意限制調(diào)幅范圍，要保障連梁在實(shí)際使用中，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的裂縫。

7短肢建立墻結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要點(diǎn)

7.1鋼筋工程施工技術(shù)要點(diǎn)

在施工過(guò)程中避免不了大量鋼筋的使用，鋼筋的質(zhì)量影響著整個(gè)建筑的質(zhì)量。在實(shí)際加工中，要以圖紙為基準(zhǔn)，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行制作。還要進(jìn)行多次審核，確保鋼筋質(zhì)量合格，如果有質(zhì)量狀況，切記要進(jìn)行更換。在后續(xù)的加工過(guò)程中，也要注意保持鋼筋表面光滑及平整，對(duì)有嚴(yán)格要求混凝土保護(hù)層的結(jié)構(gòu)，使鋼筋得到合理利用。在最后的安裝過(guò)程中，為保證豎筋能與下層鋼筋順利連接，要先對(duì)豎筋進(jìn)行處理，必要時(shí)進(jìn)行綁扎，對(duì)重點(diǎn)部位加固，進(jìn)行抗震處理。

7.2混凝土施工工序

要做到對(duì)混凝土的材料進(jìn)行正確的把控，在振搗過(guò)程中，要注重方式方法，對(duì)于一些振搗困難的混凝土，要進(jìn)行兩次連續(xù)振搗，控制澆筑厚度，精準(zhǔn)測(cè)量，保證密實(shí)性。

7.3混凝土的施工要點(diǎn)

（1）準(zhǔn)備工作不能懈怠，安置好設(shè)備，確保其可以正常工作，認(rèn)真進(jìn)行原材料選購(gòu)，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，還要保證原材料可以正常供應(yīng)。

（2）混凝土的泵送速度要由慢到快，保證其運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性。提高工作效率，同時(shí)保護(hù)好鋼筋骨架。

（3）在混凝土澆筑這一方面，控制好模板內(nèi)側(cè)面的長(zhǎng)度，保證其在50mm之內(nèi)。對(duì)其進(jìn)行全面觀察，有問(wèn)題及時(shí)糾正。在同一區(qū)域要采取分層澆筑的方式。

7.4定制模板的技術(shù)要求

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)來(lái)對(duì)模板進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保其牢固性以及正確性[5]。短肢墻的接頭比較復(fù)雜，因此，在澆筑過(guò)程中要注意鼓模、跑?，F(xiàn)象，制作接口要平整精細(xì)。對(duì)于墻膜位置基準(zhǔn)線的復(fù)查工作來(lái)說(shuō)，要準(zhǔn)確按照定點(diǎn)線進(jìn)行施工處理，將已經(jīng)處理好的模板位置線放置到指定位置，安裝拉桿或者斜撐，注意保持穿墻栓與墻膜垂直。在安裝完畢后也要在檢查一邊模板拼接是否嚴(yán)密，辦理預(yù)檢手續(xù)。

8總結(jié)

建筑功能的多樣性以及人們的需求促進(jìn)短肢剪力墻體系發(fā)展，短肢剪力墻體系已經(jīng)成為建筑活動(dòng)中必不可少的技術(shù)。對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，要加強(qiáng)對(duì)短肢剪力墻體系的了解，包括在結(jié)構(gòu)新能、理論計(jì)算以及計(jì)算方法等多個(gè)方面。這樣才能設(shè)計(jì)出即有質(zhì)量保證又美觀實(shí)用的建筑，滿(mǎn)足人們多變的需求，創(chuàng)造出更多特別的結(jié)構(gòu)。

隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)不斷發(fā)展，擁有良好性?xún)r(jià)比的短肢剪力墻體系勢(shì)必會(huì)得到更多消費(fèi)者的青睞。因此，必須重視短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，不斷總結(jié)施工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)建筑行業(yè)向更高的方向發(fā)展。

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收稿日期：2020-12-05

作者簡(jiǎn)介：安兆華（1985—），男，河北定州人，本科，工程師，研究方向：工程施工。

Elementary Discussion on the Key Points of Structural Design and Construction of Short-leg Shear Wall in Civil Engineering Buildings

AN Zhaohua

（Beijing Jingxu Real Estate Development Co.， Ltd.， Beijing? 100071）

Abstract： As people’s requirements for residential buildings increase， short-leg shear walls have been widely used in small and high-rise residential projects as a safe and economical building structure. For high-rise buildings， the role of short-leg shear walls is also irreplaceable. Based on this， whether the shear wall can be cleverly designed in the building directly affects the stability of the overall structure of the building. Therefore， in the actual construction activities， while the construction unit strengthens the construction quality， the designer must also optimally design the structure of the short-leg building wall. This article analyzes its use in civil engineering construction based on the structural characteristics of the short-leg building wall. The construction points in the for reference.

Keywords： short-leg shear wall; structural design; building construction; design method