剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析

肖鸿俭

广东博意建筑设计院有限公司    广东佛山 528311

摘要：建筑工程项目的结构设计对于工程质量与安全而言是十分重要的工作内容，剪力墙作为建筑结构设计过程中常用的一种结构类型，对于建筑质量保障与安全稳定也发挥着重要作用。以此为研究对象，全面探究剪力墙在结构设计过程中的作用，同时明确了设计过程中剪力墙应遵循的基本原则和技术特点，为建筑工程项目结构设计工作提供一定的参考依据。

关键词：剪力墙；结构设计；工程质量；应用技术

我国建筑工程行业迅速发展，对于高品质建筑的追求也成了行业发展趋势之一。剪力墙是工程设计过程中较为常用的一种结构形式，在实际应用当中往往能够低成本、高效率地保障建筑结构安全、实现建筑设计功能。从行业发展的角度进行分析，对于大体量建筑而言，剪力墙结构形式是具有明显应用优势的，在未来的实际应用当中也会愈发广泛。因此对于剪力墙结构开展全面的应用分析，明确剪力墙结构在工程设计过程中应当遵循的要点问题，对于行业发展而言具有保障意义。

1 剪力墙结构概述

剪力墙是具有一定承受能力的结构墙，顾名思义其更多的是承受建筑的水平荷载，增强水平方向的稳定性，提高建筑结构整体的抗剪能力。剪力墙与承重墙并不完全相同，承重墙更多的考量其竖向荷载能力，而剪力墙具有水平荷载能力保障的需求。从目前我国建筑工程行业的实际应用进行分析，大部分剪力墙为钢筋混凝土结构，按照建筑整体结构形式的不同，也可分为纯剪力墙结构以及框架剪力墙结构两大类。

在结构设计过程中，剪力墙发挥的作用是不容忽视的，性能达标的剪力墙结构能够保障建筑整体的稳定性，同时对建筑自身构件及未来可变荷载具有充分的承重能力，在横向风力以及轻微地震等非常规力作用下，也可保障建筑整体结构的稳定性。因此剪力墙在设计过程中也许考虑到实际应用场景，根据工程项目的具体需求开展差异化设计。

本文主要是围绕着剪力墙在结构设计过程中的具体应用开展分析，明确剪力墙结构的正确应用方式及其优化策略，以此确保建筑工程结构设计工作的全面开展。

2 剪力墙结构的设置原则

剪力墙作为建筑结构框架中重要的结构构件在设计过程中也需要考虑到工程项目的实际需求以及安全保障，基于行业技术需求，总结出剪力墙结构，在设置过程中需要遵循以下几个方面的基本原则：

（1）首先为了保障剪力墙结构，其设置功能的最大化发挥，需要注意剪力墙之间的距离，一般情况下以3米至5米为宜，同时剪力墙需要自身具有一定的长度和结构连续性，因此应用剪力墙结构开展的工程设计方案，在内部平面布置过程中会受到一定的限制。

（2）大部分情况下，剪力墙结构是不会单独出现的，即使应用纯剪力墙结构的工程项目，在设计过程中也需考虑到梁、板等其他构件与检测墙之间的交叉关联关系。一般剪力墙需要承受水平作用力，因此也需在设计过程中沿着建筑主要轴线进行双向布置，避免在外力作用或地震情况下导致其不均匀扭转的情况出现。

（3）基于工程实际设计习惯以及安全需求，在剪力墙布置过程中，应尽量拉通对直，避免小距离以及较为复杂的剪力墙布置，同时需要确保剪力墙自身不会影响建筑正常使用功能的实现以及避免内部格局的杂乱，尽可能确保空间的高效设计。同时需要注意避免剪力墙的设计影响建筑外观，例如门窗位置的布置以及建筑整体的高度和线型设计等。

（4）剪力墙结构在高度方面需贯穿建筑物的整体高度，除顶层位置之外，剪力墙在各层位置的设置形式应当完全相同，考虑到超高层建筑随高度爬升，其自重变化对于结构整体稳定性的影响，也可通过减少剪力墙自身体积系数，以降低自重的形式来确保建筑整体的安全性。

（5）框架剪力墙结构是一种常用的结构形式，其优势能够兼顾框架结构，空间空旷的特性同时由于剪力墙结构的存在，使得建筑整体自身的稳定性和安全性大大增加。但需要注意的是，框架结构与剪力墙结构在设计过程中应当同步开展设计，二者有相当一部分设计内容并无法完全等效。

（6）进行建筑结构方案校验的过程中，除考虑正常使用场景之外，也需考虑极端情况下设计方案的稳定性问题。例如剪力墙结构其最大的弱点就是不能够提供大尺寸的空间，同时需要避免后续再进行建筑内部改造或室内装修的过程中，对于剪力墙造成的二次破坏。

必须明确剪力墙结构的综合应用优势角度，但为了确保剪力墙结构优势的最大化发挥，也需考虑实际设计过程中结合工程项目的其他设计需求确保设计方案的实用价值以及应用场景，避免因剪力墙结构的应用导致建筑整体使用需求造成损害，同时也需要关注到剪力墙结构，其性能发挥与工程质量之间的关联关系。

3 剪力墙结构设计应用优化对策

3.1 工程项目的前期勘察

在开展工程设计之前，可通过全面勘查的形式来保障剪力墙结构设计工作的稳步开展。对于地下工程部分，需要知悉建筑的实际需求以及地理地质情况，科学选取地基基础工程；对于建筑主体结构的设计，也需根据当地的气候情况，例如风荷载和抗震等级的要求，进行剪力墙的调整。此外结合建筑需求合理地将剪力墙结构形式与其他结构形式相融合，规避剪力墙结构在应用过程中的缺点。同时也需要考虑到剪力墙结构在施工过程中对于水泥、钢筋等材料的需求，根据前期勘察，通过科学确定剪力墙的应用比例以及应用位置。

3.2 考虑设计方案的使用价值

当下有相当一部分剪力墙结构，在设计过程中未考虑工程未来实际的使用价值。需要明确的问题是设计工作，其核心目标是为后续工程环节提供服务，保障设计方案能够全面落地才是工程设计的核心。因此在剪力墙设计过程中需要考虑到墙与墙之间的距离、建立立墙布置之后，内部形成的格局情况，同时考虑到剪力墙在后续无法进行变更和拆除的实际特性，也需要结合建筑工程项目的实际使用需求来合理选取剪力墙结构的应用范围。例如对于公共办公类建筑而言需要内部较为开阔的空间，对于空间主体位置则应避免剪力墙结构的使用。

3.3 信息化技术应用

我国各种技术形式发展飞快，信息化技术也能够为工程项目设计工作提供较为优秀的解决方案。在开展剪力墙设计过程中，可应用有限元分析技术，结合数学模型与物理模型对剪力墙设计方案进行多次校验和分析，在工程安全性与工程经济性直接追求平衡，同时在信息化技术的保障之下，也能够确保剪力墙结构自身的安全能力。此外信息化技术也能够为工程设计工作提供更多解决方案，对于剪力墙结构而言，如何进行科学的布置、多个方案如何进行评估和平衡选取都可以依赖信息化技术提供保障，其所输出的量化指标是低成本且高效率的。

3.4 后续工程质量管理

剪力墙是一种综合应用优势较多的结构设计形式，但也必须明确其性能与优势的发挥，与工程质量控制之间是密不可分的。从目前行业发展的角度来看，工程质量日益低下、工程管理以利益优先的错误形式愈发愈烈，低质量的混凝土工程其剪力墙是具有应用缺陷的，而这种缺陷问题对于建筑结构自身的稳定性以及抗震能力有着极大影响。因此在进行剪力墙结构设计应用过程中需要考虑到后续工程质量管理，全面分析工程质量影响因素并提出与之对应的质量控制优化策略，通过把控工程品质的形式，确保剪力墙结构性能与优势的发挥。

4 结语

本文主要围绕着建筑工程项目设计过程中剪力墙结构的应用技术展开分析，从目前行业发展的角度来看剪力墙结构的应用前景会愈发广泛，作为一种较为传统的结构形式，也在新形势下具有更多的应用场景，从多个角度为建筑安全与质量提供解决方案。随着行业的不断发展，未来剪力墙结构的适用范围也会愈发广泛，在设计工作开展过程中，也会有多种先进的技术形式和管理理念，确保剪力墙结构的合规设计，为保障建筑工程行业健康发展提供支持。

参考文献：

[1] 寇蕾. 现代建筑工程建设中的剪力墙结构设计应用分析[J].  2021.

[2] 苏勒德. 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J]. 科学技术创新, 2021(25):2.

[3] 吴金保. 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用[J].  2021.