短肢剪力墙结构设计在建筑工程中的应用

付正信

随着生活水平的不断提高，人们对于工程质量的要求也越来越高。近年来，短肢剪力墙结构逐步应用于墙体施工中，具有稳固性强、经济性高等优势，可以有效缩短工期。但是短肢剪力墙结构的设计及应用也随着建筑工程质量要求的提升遇到挑战，需要根据建筑工程的总体建造需求与施工场地的实际状况，提升短肢剪力墙结构设计的合理性，减少施工隐患。

1 短肢剪力墙结构概述

短肢剪力墙，是指截面的厚度不大于300 mm，各肢横截面高度与厚度比的最大值超过4 但未超过8 的剪力墙结构，如图1 所示。短肢剪力墙的整体受力、变形特征均类似框剪结构，但相较于框剪结构，其内力分配、刚度分配更加合理，因结构变形及协调所导致的竖向位移差也比框剪结构小。

图1 短肢剪力墙结构（单位：mm）

短肢剪力墙结构中的梁体是衔接其内部结构的介质，梁体能够在整体结构设计中将短肢剪力墙嵌入建筑隔墙中，根据施工现场实际建设条件及结构标准，对墙体内的参数进行调节，从而达到改善建筑结构和节约建材资源的目的。设计建筑结构时，若要建设复杂的墙体结构，可以使用短肢剪力墙来完成，参照施工场地的现实状况，在指定方位设计筒体，运用剪力墙衔接不同的墙体，使剪力墙在整体结构中能够和筒体一起承担水平压力。

2 短肢剪力墙结构在建筑工程中的应用优势

短肢剪力墙结构是近年来出现的新型结构方式，其本质是剪力墙、异形柱的有效融合，已广泛应用于建筑工程施工中。与普通墙体相比，具有更强的灵活性，在具体施工时，能够按照作业的实际需求适度把控墙体尺寸与数量[1]。但在应用短肢剪力墙结构的过程中，要注重提升其墙柱连接质量，防止出现框架结构突出的情况。设计建筑工程时，施工人员可利用短肢剪力墙结构的优势进行施工布局规划，优化建筑空间，减少施工结构重量的同时有效提高结构抗侧力。近年来，随着城市化进程不断加快，建筑工程质量和居住满意度问题始终是建筑企业关心的重点。在建筑工程中应用短肢剪力墙，不仅能够提高建筑物的抗震性能及结构稳定性，还能最大限度提高建筑空间使用效率。

与传统框架梁柱结构相比，短肢剪力墙结构会消耗更多的材料，建筑费用也会相应提高。但综合来看，短肢剪力墙有效结合了钢筋与混凝土结构，在建筑过程中省去了其他钢材原料的投入成本，使得建筑结构既具有较高的稳定性，又省去了混凝土浇筑步骤，经济适用性较高。短肢剪力墙结构应用到建筑设计中，能够保障区域划分更加科学。同时，其结构设计具有更强的规则性，使得划分建筑区域后，能够使与维护相关的各种工作同步进行。

3 建筑结构设计中短肢剪力墙结构的设计要求

3.1 防止短肢剪力墙结构复杂

设计短肢剪力墙结构的过程中，应根据建筑结构的主轴进行剪力墙的双向安排，以确保建筑结构双向结构保持平衡，防止抗侧刚度出现较大偏差。尤其在设计抗震阶段，应该防止发生单向布置短肢剪力墙的情况[2]。短肢剪力墙结构设计通常采用L 形、T 形等比较规则的结构，在短肢剪力墙结构设计过程中，应最大限度避免出现转折点，尽可能减少不必要的边缘构件部署以及安装工作，降低作业成本的同时防止结构复杂影响施工质量。

3.2 降低短肢剪力墙使用频率

在建筑施工过程中，应尽可能减少一字形短肢剪力墙结构的使用频率，可利用增加翼缘的方法提高短肢剪力墙自身结构的稳定性。同时，避免将短肢剪力墙作为抗侧力构件，可将结构改为筒体式结构或者引入普通的剪力墙结构，在提高建筑工程抗震效果的同时，提高建筑受力的稳定性。

3.3 增加短肢剪力墙的结构对称性与连续性

弯曲破坏可以带给剪力墙足够的延展性，应掌握好墙肢尺寸，尽量将短肢剪力墙结构转换成高墙式结构，防止由于脆性较大出现结构剪切毁坏的现象。需要注意的是，尽管增加墙肢长度可以使短肢剪力墙获得更好的延展性，但仍要保证短肢剪力墙的尺寸不超过8 m，长度、高度比值不低于2。当墙肢比较长时，可以利用连梁进行平均切割，使原来不符合规范的剪力墙转换成符合标准的联肢墙。

为提升短肢剪力墙结构竖向、水平的承载力，应尽量利用连续、对称的安排方法来提高短肢剪力墙的抗扭水平，防止因部署不匀称造成建筑结构的刚度不均衡[3]。在结构设计阶段，应根据实际施工情况不断完善短肢剪力墙结构，通过增加混凝土强韧性或墙体厚度改善短肢剪力墙的抗侧力度，拓宽墙体延展性。

3.4 合理安排短肢剪力墙的洞口位置

短肢剪力墙结构受力状况和洞口位置密切相关，根据有关标准，当门窗洞口处于短肢剪力墙结构内部时，要根据实际情况应用陈列法进行规划，保证短肢剪力墙连梁、墙肢结构清晰，防止因门窗洞口规划混乱导致短肢剪力墙墙肢的长宽比失调[4]。若建筑项目对抗震效果要求较高，要避免在短肢剪力墙底端使用洞口未成列的设计方法，确保建筑抗震效果不受干扰。此外，竖向设计短肢剪力墙洞口时，要避免出现局部洞口错洞墙及叠合错洞墙，这是由于错洞墙和叠合错洞墙这两类结构的受力情况比较复杂，设计阶段应尽量不使用这两种结构的洞口设计方式。

4 短肢剪力墙结构设计在建筑工程中的应用方案

4.1 信息技术应用方案

为确保短肢剪力墙结构的设计更加合理，需加强对信息技术的运用，使结构设计更加合理。在使用信息技术优化短肢剪力墙结构设计工作时要关注以下几点。

第一，增强结构的抗震效果。对普通建筑来讲，自身的结构方式比较复杂，一旦发生严重的地震灾害，其结构稳定性无法维持。工作人员在设计短肢剪力墙结构时，应提前掌握建筑结构内部各构件的受力特征，明白局部发生形变的危险性，严格执行短肢剪力墙的设计要求，利用合理的设计方案对短肢剪力墙进行部署，具体的短肢剪力墙抗震结构示意图见图2。

图2 短肢剪力墙抗震结构示意图（单位：mm）

第二，合理控制轴压比。承载力是检测短肢剪力墙结构性能的重要参数，若想提高短肢剪力墙的承载力，应该根据工程施工情况适当增添配筋总量并适当提高边缘构件的配筋强度，如图3所示，合理融合水平、竖向的配筋，使短肢剪力墙轴压比处于合理范围内[5]。

图3 短肢剪力墙边缘构件结构示意图（单位：mm）

第三，全面了解短肢剪力墙的特点。由于建筑的抗侧力、主体刚度均会使短肢剪力墙结构功能受到影响，因此结构设计过程中需尽可能了解短肢剪力墙的特点，确保墙体、梁体等部位进行合理配筋。

第四，合理设计结构的总体系数。设计短肢剪力墙结构时，应根据相关设计规范确保总体系数的合理性，防止设计误差带来严重影响。墙体截面面积、梁体跨度、建筑高度等均与短肢剪力墙结构密切相关，为实现预期的建筑效果，在短肢剪力墙结构设计过程中，应重点考虑以上因素。此外，在短肢剪力墙结构设计过程中，应根据其弯曲情况确定整体系数，例如将建筑的顶层设计成剪切型，则表示整个建筑的受力功能相对较差，应重视并完善结构设计。

第五，合理控制含钢量。不同构件的含钢量存在差异，应根据短肢剪力墙所在位置的结构特点，明确各个构件的含钢量[6]。

4.2 模板施工方案

进行模板设计时需要遵循整体性原则，根据施工场地的实际情况与建筑的结构特征来筛选符合要求的模板，提高结构的稳定性。合理布置接头位置，保障模板品质符合建筑工程的施工标准，防止出现鼓模、跑模等现象[7]。模板定位是模板作业过程中的重要工作内容，工作人员需要认真进行基线测量，特别是开展门洞模板作业时，应确认图纸要求。

4.3 钢筋施工方案

钢筋品质能够直接决定短肢剪力墙的施工效果，所以施工前需要进行全方位调研，严格检查钢筋的外表结构、尺寸等，保证钢筋未发生腐蚀、生锈、损坏等问题。对材料进行加工时还要进行二次检测，保证钢筋的顺直性，并使用相关设备进行调直，根据施工实际要求对其进行裁剪。

工作人员应掌握各种类别钢筋的实际焊接参数，按要求对钢筋表层进行处理，使其表层干净整洁，保障焊接的质量符合要求[8]。此外，将竖筋、下层钢筋牢固衔接，在连接处安设3 根钢筋，避免后期应用中出现松动现象。

4.4 混凝土施工方案

混凝土施工作为短肢剪力墙施工的重要组成部分，应保障材料的功能指标符合要求，避免影响混凝土的质量。施工人员应实际需求进行配比，先在试验室进行最佳比例试验，并根据施工场地的温度、湿度进行调整，进一步提高混凝土的缓凝性、和易性。施工前要确保设备故障均已排除，合理规划混凝土运输路线，避免运输时间较长影响混凝土质量。

泵送作业过程中要严格控制泵送速度，提升泵送效率，同时做好施工现场指挥工作，避免泵送过程中损坏模板。严格按照要求把控出料口与模板的间距，一般不能大于50 mm。

振捣时，选取插入型振捣器，使振捣器的间距符合实际需求，按照慢拔快插的标准进行操作，避免发生漏振[9，10]。初凝后迅速处置边沿位置，确保胶合材料能够充分发挥作用，提高混凝土构件的品质。结束混凝土作业后要定期进行维护，防止产生大面积裂缝，提高短肢剪力墙体的品质。

5 结语

短肢剪力墙结构具有结构布置灵活、造价相对较低等优点，已广泛应用在高层住宅中。为保障短肢剪力墙结构的使用效果，应保证设计方案与实际要求相符，最大限度发挥短肢剪力墙结构的作用，进而提升施工质量。