高層建筑框架剪力墻結構設計中幾個問題的探討

戚克華

大興安嶺勘察設計院 黑龍江省大興安嶺

摘要：在眾多的建筑高層中，都能看到框架剪力墻結構，主要是因為這種結構能夠讓建筑的穩定，對于高層建筑而言，穩定性是非常重要的，此外這種結構還能滿足高層建筑的抗震要求。但是在采用框架剪力墻結構的時候，要尊重業主的意愿，而且該結構還要體現建筑工程的特點。本篇文章主要是分析了建筑框架剪力墻結構，探討了有關的設計以及在設計中的問題。

關鍵詞：高層建筑；框架剪力墻；設計；問題

如果在高層建筑中，使用了框架剪力墻結構，那么要知道設計的主次，而且也要清楚在設計中的重點，框架剪力墻結構在設計的時候，主要是設計墻肢以及連梁。不管是設計哪個環節，都要遵守設計原則，而且在設計的時候按照順序進行。為了保證設計的準確，就要分析結構中的所有數據，然后根據數據對設計方案作出規劃。

1、高層建筑框架剪力墻設計應用

由于高層建筑的結構具有一定的特殊性，不僅要保證建筑工程具有一定的實用性，其穩定性還需要過關。最重要的是高層建筑需要具有較強的抗震性能。由于剪力墻結構是一種相對比較穩定，而且施工程序比較簡單的。因此，這種結構主要應用到高層建筑中，尤其是在一些要求較高的高層建筑中，對連梁和墻肢的設計應該注意一下幾個方面的內容：

1.1連梁設計

首先，連梁的設計對于施工材料有較高的要求，尤其是混凝土，因為設計環節與建筑的質量有關，甚至是會影響這個建筑結構的穩定，所以，在設計的時候，要求框剪能力達標，只有符合了標準，才能進行施工。為了能夠讓框剪能力達標，就要控制混凝土，不斷的提高混凝土的等級，使其性能上升。從而保證連梁具有框剪能力。此外，要求設計工作完善，這樣才能為施工排除安全隱患。如果建筑結構出現裂縫，那么建筑會不安全，而且也不利于后建筑的維護。

其次，合理的設計連梁的高度，而且要保證洞口的寬度符合要求，在設計連梁的時候，指主要的工作就是設計洞口，不僅僅是要求洞口具有寬度，同時還要求洞口具有剛度。一般來說，洞口的寬度以及連梁的高度是呈反比的，當高度在上升的時候，跨度就要減小。反之則相反。在保證建筑具有抗震性的時候，需要將兩者統一起來。因此在設計的時候，就不能忽視寬度以及高度。

再次，在減少建筑結構的裂縫上，可以適當的折減連梁的剛度。當連梁的剛度在減少的時候，連梁就會分散出內力，這樣連梁出現裂縫的可能性就小。此外，連梁剛度的折減并不是在施工的時候才開始，在設計環節，就要適當的折減，而且還要計算折減后的剛度。折減的程度可以將以往的經驗做標準，在設計折減的時候，要讓建筑的構件有彈性。建筑中的框架剪力墻與其他結構不同，具有特殊性，因此要控制連梁的剛度。而且還要在連梁上設置配筋，從而保證結構的效果。此外，如果是豎向結構的連梁，在裂開的時候，內部的力會轉移，一部分力會轉移到結構的內部。

最后，剪力墻的厚度要得到有效控制，不適宜過厚，但也不能太薄。而建筑中的連梁又與剪力墻的厚度有一定的關系，在設計連梁的時 候，可以按照剪力墻的厚度調節。當建筑中對厚度要求高的時候，可以適當的提厚度，但是提高的同時也要讓建筑穩定，也就是說，連梁的設計要綜合考慮多種因素，不只是連梁的剛度問題，還有建筑結構的承載力以及抗震性，在充分考慮多種因素后，才能讓剪力墻符合標準，這也使后續的施工更容易。

1.2墻肢設計

第一，對墻肢厚度的控制是有必要的，因為墻肢厚度會影響建筑的穩定以及可靠，因此在設計墻肢的時候，對于厚度要合理控制。合理的控制主要是指在設計過程中，讓其按照設計的流程進行相關工作?？墒窃趯嶋H中，會有部分問題是符合設計要求的。高層建筑也是住宅的一種，在設計墻肢的時候，厚度應該與剪力墻相同，一般標準的厚度是200mm。一般高層建筑都有地下室，如果沒有，那么就要重視建筑的基礎結構。而施工人員能做的就是控制一切可控制因素，而高層建筑的墻肢一般都是一字型。

第二，剪力墻的結構布置，隨著建筑越來越高，建筑的綜合性能也日漸提升，因此，建筑設計中，應該使得建筑具有很好的空間工作性能。因此，在進行剪力墻結構設計時候，應該采用雙向布置，科學合理的構成建筑結構的空間性能。同時，由于對建筑的抗震性能有了更高的要求，因此，在剪力墻設計時候，嚴禁在需要抗震設防區域使用單向剪力墻設計。在進行剪力墻設計時，要保證平面均勻分布，剛度中心要和建筑的整體質心相重合或者是盡量靠近，如此可以很大程度上減小扭轉效應。

2、剪力墻結構計算和設計的優化的措施

2.1剪力墻結構計算方面的優化

2.1.1樓層最小剪力系數的調整原則。在滿足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結構總底部地震傾覆力矩不超過40%的前提下，盡可能減少剪力墻的布置，以大開間剪力墻布置方案為目標，使結構具有適宜的側向剛度使樓層最小剪力系數接近規范限值，這樣能夠減輕結構自重，有效減小地震作用的輸入同時降低工程造價。

2.1.2樓層最大層間最大位移與層高之比的調整原則。規范規定在計算多地震作用的樓層最大層間位移時，以樓間彎曲變形為主，計入扭轉變形，可不扣除結構整體彎曲變形，因此，對于高層建筑應盡可能扭轉變形最小，但又不能僅根據這些層間位移不夠，不加分析地增加豎向構件的剛度。在實際工程設計中，有些設計人員一看到某一方向層間位移不能滿足規范要求，就不斷地增加該項的側向剛度，此舉雖然可以解決問題，但應該注意此時結構的剪重比，若與規范限制接近則可行，若剪重比已經較大，則不應一味地增加也要學會減小對應一側的結構剛度，使其剪重比減小，地震作用減小，同樣可以達到較好的效果。

2.2剪力墻結構設計方面的優化

2.2.1剪力墻墻肢截面宜簡單、規則。剪力墻的豎向剛度應均勻，剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。應力分布比較規則，又與當前普遍應用的計算簡圖較為符合，設計結果安全可靠。宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設置，當剪力墻的洞口布置出現錯洞，疊合錯洞時，墻內配筋應構成框架形式。

2.2.2剪力墻的特點是平面內剛度及承重力大，而平面外剛度及承載力都相對很小，應控制剪力墻平面外的彎矩。當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應采取足夠的措施減少梁端部彎矩對墻的不利影響。

3、結語

綜上所述，可知對高層建筑框架剪力墻結構設計應用進行探討十分重要，因為作為一種非常常見的建筑結構，其設計水平影響到大多數高層建筑質量，因此需要對其進行必要的研究。本文研究的重點就是剪力墻的墻肢以及連梁的部分，實際上還有其他方面，有待進一步研究。

參考文獻；

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