短肢剪力墙技术在建筑结构设计中的运用探析

李少臣

（河北拓朴建筑设计有限公司山西分公司，山西太原 030000）

1 短肢剪力墙技术概述

短肢剪力技术是指截面厚度不大于300mm，且各肢横截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙，具备良好的抗震减震功能，同时也让居民的生活空间得到拓展，现代的短肢剪力墙具备以下五个特点：①短肢剪力墙不会影响室内空间结构。短肢剪力墙技术是结合建筑结构的内部平面，进行科学合理的空间设置，在有效减少梁、柱等因素对空间影响的同时不会影响室内各类空间的使用功能；②可以根据实际情况灵活设置短肢剪力墙的数量。短肢剪力墙的数量可以根据具体的使用空间以及结构需要进行灵活合理的设置，肢的长度也可以根据受力情况进行自主设计，同时也可以通过设置剪力墙的数量实现刚度中心的调整；③可以灵活搭配其他受力结构。短肢剪力墙最大的优势是它的兼容性能，它可以灵活搭配其他建筑结构设计方案，可以较好地结合各类结构设计的优势，真正提高工程建设的质量；④短肢剪力墙的隐蔽性较强。短肢剪力墙的连接梁均隐藏于墙体内部结构中，不影响用户的使用空间，同时也不会影响室内的美观设计；⑤短肢剪力墙结构可以较好地满足工程设计的力学要求。短肢剪力墙可以配合中心剪力墙进行工程设计，可以较好地满足建筑结构内部各个方向的力学性能要求，具有良好的抗震效果，成本造价更加低廉。

2 短肢剪力墙结构要点及各建筑结构区别

2.1 短肢剪力墙技术在建筑结构设计中的技术要点

①要根据建筑的具体空间来进行短肢剪力墙的高度设置。短肢剪力墙的高度要根据建筑的空间高度以及纵向承载力来确定，同时也要考虑建筑所用的建筑用材的最大承载力，结合材料、高度、纵向承载力科学设计短肢剪力墙的高度，以达到完美的抗震效果，同时避免了资源的浪费；②短肢剪力墙的空间布局要科学合理。短肢剪力墙的位置设定，要严格遵循民用结构的力学性能的具体规定，要控制好各短肢剪力墙之间的间距以及使用数量，要通过科学严谨的设计方案进行短肢剪力墙的设置，要综合考虑短肢剪力墙的应力分布情况，尽量保证短肢剪力墙的对称分布，要紧紧围绕中心剪力墙来进行方案设计，要让整体的受力情况达到均衡的标准；③剪力墙连梁的设计。短肢剪力墙的连梁，承载着剪力墙之间传递的力，要充分保证剪力墙连梁的力学性能，保证剪力墙连梁的破坏是在屈服强度破坏之后，不应加入会破坏整体力学平衡的连梁纵筋；④要充分考虑短肢剪力墙的抗震性能。短肢剪力墙技术是在不改变原有框架下的建筑结构改良的技术手段，要充分考虑建筑上层结构与下层结构的力学平衡，结合中心剪力墙，设计出符合建筑刚度的短肢剪力墙设计，保证工程施工的顺利进行。

2.2 短肢剪力墙技术在小高层建筑的运用

①使用短肢剪力墙技术的小高层建筑设计能让建筑的空间分布更加合理。小高层的建筑其抗震能力要优于高层建筑，在加入短肢剪力墙技术之后，住宅内部的活动空间得到明显加强，同时各起居室之间的位置分布也更加的清晰，通过短肢剪力墙对建筑结构进行竖向构件的设计，最大限度优化了小高层内部的空间设计，避免了建筑结构与建筑功能的冲突，让资源得到最佳的分配；②短肢剪力墙技术可以优化小高层内部的应力集中。在小高层的内部结构设计中，其建筑内部会承受较大的剪力与轴力，通常会在短肢剪力墙中设置暗柱，以增强小高层内部的整体承载力，通过短肢剪力墙技术的使用，可以避免小高层内部的应力集中，同时可以通过计算，得到小高层内部载荷的极限值，并通过短肢剪力墙技术进行墙体的加固与改良，有效避免了小高层内部的应力集中，使其达到建筑的质量标准；③短肢剪力墙技术可以提高小高层建筑的整体施工质量。短肢剪力墙技术可以根据建筑的实际情况进行合理设计，在小高层的建筑结构中，短肢剪力墙技术可以与BIM技术以及NPC技术进行有机的融合，使其整体的建筑质量，在低成本的基础上，满足绿色节能的需要且力学性能优异，能够灵活地结合不同的设计方案使建筑结构符合相关的质量要求；④短肢剪力墙的运用减少了小高层建筑中的剪力墙数量。在小高层的内部结构设计中，剪力墙起到至关重要的力学，承载建筑结构的剪切力与纵向力，但剪力墙的数量不宜过多，因为过多的使用剪力墙会增加内部应力集中的风险，同时也会缩减用户的生活空间，同时也为工程结构的安全性能埋下了隐患，而短肢剪力墙技术的出现完美解决了小高层建筑遇到的上述问题。首先短肢剪力墙不会占用过多的用户生活空间，其次短肢剪力墙的性能要优于一般剪力墙，因此使用短肢剪力墙技术的小高层建筑其内部的总剪力墙的数量将会降低，有效减少了资源的浪费，同时也提高了小高层建筑的质量要求，促进了我国建筑行业的进一步发展[4]。

2.3 短肢剪力墙技术在高层建筑的运用

①短肢剪力墙技术提高了高层建筑的力学稳定性。众所周知，随着楼层数目的提升，其整体的建筑施工难度以及所承受的承载力也在逐步提高，在高层建筑中更是如此，高层建筑不仅需要考虑建筑整体的抗震效果，同时也要承受来自横纵两个方向的受力，而短肢剪力墙技术的运用则极大地保证了高层建筑整体的施工质量，通过对配筋方式的控制，结合短肢剪力墙的合理分布以及高层建筑的实际情况，最终设计出合理的高层建筑内部结构设计方案，极大地提高了高层建筑结构的抗震性能，同时由于采用短肢剪力墙技术有效地保留了室内的活动空间，又降低了企业的生产成本，推动了我国高层建筑水平的提高；②短肢剪力墙技术的使用可以计算出高层建筑的受力情况。运用短肢剪力墙技术的高层结构，其力学分布类似于空间几何结构，通过适当的公式，可以对短肢剪力墙在高层中具体的承载力进行精准计算，从而计算出在高层结构建造的各个阶段工程结构所承受力的极限值，以及在工程施工的各个过程中出现的刚度极限值，方便了高层建筑结构设计人员前期对于建筑方案的调整，通过对高层建筑侧方受力的计算，为高层结构设计人员提供了第一手的现场资料，通过对相关数据的整理分析，最终达到控制工程质量的目的，有效保障了建筑工程施工进度的平稳运行，提高了相关企业的生产效率，降低了建筑施工的安全隐患，有利于我国经济的进一步发展。

3 提高建筑结构设计中短肢剪力墙技术运用地措施

3.1 需要重点注意短肢剪力墙的轴压比例

当短肢剪力墙处于偏压较低的环境中时，其内外部出现了压力失衡，当钢筋混凝土无法将多余的力传导出去的时候，此时多余的力会沿着短肢剪力墙的纵向延伸出去，造成短肢剪力墙的变形甚至开裂，严重影响着工程施工的进程与质量，因此要严格控制短肢剪力墙的轴压比，严格按照相关的技术标准进行短肢剪力墙的安装，实时对建筑结构的轴压比进行检测，保证整体施工过程的安全。

3.2 短肢剪力墙结构的高度应严格控制

由于短肢剪力墙的所承载的侧向剪切力较高，不能让短肢剪力墙的结构过高，一旦高度超过的技术标准，会大大降低短肢剪力墙的抗震能力，不利于建筑的健康稳定发展。

3.3 短肢剪力墙的计算可以结合现代计算机技术

我国如今已经进入网络科技发展的新阶段，应逐步加大在短肢剪力墙技术相关领域的科研投入，在数据分析阶段加入计算机技术，可以更好保证原始数据都的准确性，同时应大力发展计算机建模技术，通过计算机网路科技将短肢剪力墙在各个阶段的受力情况通过三维建模的形式展现出来，让短肢剪力墙技术更加现代化、智能化。

4 结束语

短肢剪力墙技术的出现，有效提高了我国建筑结构设计的建筑质量，减少企业生产的安全隐患，同时也提高了建筑工程的整体稳定性，在进入5G时代的今天，我们应实时对短肢剪力墙技术进行实时更新，结合最新的科技成果，研发出自身的核心科技，让短肢剪力墙技术更加智能化、高科技化，以带动我国经济的进一步发展。