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摘要:

伴隨著城市化進程的快速推移，房屋建筑工程項目迅速在城市中崛起。加之城市用地的日趨緊張，高層建筑以及超高層建筑日益受到廣大開發商的青睞。在目前的高層建筑中，框架－剪力墻結構形式為較為常見的一種結構形式，其汲取了框架結構和剪力墻結構的雙重優勢，對于確保建筑工程項目的穩定性及安全性具有十分重要的作用。因此筆者就高層建筑中框架－剪力墻結構設計展開相關探討，僅供參考。

關鍵詞:

高層建筑；框架剪力墻結構；設計；探討

目前在各類房屋建筑工程中，尤其是現代高層商業、辦公以及住宅建筑中，框架－剪力墻結構形式的應用十分普遍。該結構形式能夠為建筑平面提供較大的使用空間，同時借助剪力墻形式來提高建筑物的抗剪以及抗橫向彎矩的能力，因此探究高層建筑中框架－剪力墻結構設計極為必要。

1框架－剪力墻結構的變形及受力特點

框架－剪力墻建筑結構，主要是通過平面內部無限大剛度的樓蓋將框架和剪力墻連接在一起，促使其形成一個網絡結構，以便于能夠共同承擔水平方向的側應力，不再單獨承受各種彎曲變形或者是剪切變形所帶來的影響。通常來說，框架－剪力墻在同一樓層中的位移基本上是相同的。因此框架－剪力墻結構在水平面內的位移表現為介于框架與剪力墻間的形態，為反S型的曲線，也就是彎剪型。因此對于框架－剪力墻結構而言，剪力墻在下部的層面中形變較小，基本上承擔了大約80%及以上的水平向剪力，而在高層建筑的上部，框架結構的形變則相對較小，能夠輔助剪力墻共同受力，以便于抵抗剪力墻的外拉時的形變，確保其能夠承受更大的水平剪切力?？梢哉f，框架－剪力墻結構融合了框架結構和剪力墻結構的共同優勢，能夠有效協調水平形變，并實現降低結構性形變的目標，有力的增加了結構的側向剛度，提升了整個建筑物的抗震性能，尤其適用于高層建筑的結構設計中。

2高層建筑框架－剪力墻結構設計要點

在高層建筑中框架－剪力墻結構的應用是十分普遍的，為確保結構的抗倒塌能力得以提升，需要適當處理好構件的強弱關系。同時科學合理的設計框架－剪力墻結構的方案，并重點從建筑的體型、場地地基、剛度分布、延性等方面加以考慮。

(1)剪力墻形式。由于剪力墻結構的剛度較大，且容易受到溫差的影響而出現結構收縮變形現象，進而導致結構出現裂縫現象。因此在框架－剪力墻結構中，剪力墻結構屬于平面構件，但是其還需要成端豎向壓力。所以在設計剪力墻形式時，通常采取周邊有梁和柱的剪力墻形式，不能取消剪力墻端部的框架柱，同時還應該保留框架梁。如果無法設計框架梁則可以采取暗梁的形式。此外剪力墻中線和柱中線盡量不要偏差太多，以防止柱偏心扭轉受力，如果兩者偏心距較大時，須計入偏心的影響。

(2)剪力墻橫豎向以及水平分布鋼筋。設置剪力墻豎向和水平分布鋼筋的時候，若非抗震設計，其配筋率不能低于0.2%。在抗震設計下，依據抗規6.5.1和6.5.2的要求，抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋，其配筋率均不應小于0.25%，間距不宜大于300mm，并且應該雙排布置，雙排分布鋼筋之間需要設置拉筋。抗震墻的厚度不能低于160mm且不能小于層高或者無支長度的1/20，底部加強部位的抗震墻厚度不能低于200mm且不能小于層高或者無支長度的1/16。框架梁的配件依據構造進行配置。對于剪力墻的水平分布筋來說，其主要作用在于橫向抗剪，有效抵抗溫度應力，進而防止墻體出現裂縫現象。若建筑物的高度較高時，需要適當增加配筋率。在建筑物的剛度和溫度變化較為敏感的區域，也應該適當增加配筋率。

(3)剪力墻高、寬度、厚度設計。通常來說，剪力墻的高度和寬度的尺寸較大，而厚度較小，其受力的形態幾乎接近于柱。如果剪力墻的截面高度和高度比值小于4，則可以按照柱設計。若比值超過4，則可以依據雙向受壓構件予以設計。以便于確保整個墻體的穩定性。對于高層建筑而言，通常需要引入概念設計分析，綜合計算墻體截面條件、強度以及穩定性等來優化設計方案，最終確保剪力墻的整體穩定性。

(4)剪力墻的邊緣構造。為增加墻體的延性，通?？梢圆扇≡黾訅χ孛鎯啥艘砭壍霓k法，然而矩形的截面剪力墻的言行通常較工字形或者是槽形的截面剪力墻要差一些。依據框架－剪力墻結構的受力狀況，需要加強剪力墻兩端的邊緣構造，以此來約束邊緣構造。因此可以在矩形墻的兩端設置約束邊緣構件的辦法，不僅能夠整體提升墻體的延性，還能夠避免剪力墻發生水平剪切滑動，最終提升框架－剪力墻結構的抗剪能力。

(5)適當調整框架總剪力?；谒搅ψ饔孟?，各層框架部分計算所得到的剪力通常較小。為確保第二道防線的框架具備較強的抗側力，需要適當調整框架所承擔的剪力。高規8.1.3規定:“當框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的10%但不大于50%時，按框架剪力墻結構進行設計”。

(6)平衡結構剛度和承載能力。在框架－剪力墻結構中，剪力墻的數量增多，體積增大，剛度也會隨之增加。但是，這就會使結構的自振周期變小，總體水平地震作用加大;反之，結構的剛度就會減小，地震力作用也就變小。因此，在設計過程中，應當根據建筑的基本情況來綜合考量，將建筑的設防烈度、高度、裝修等級等內容考量在內，以確定結構允許的位移的最大限值，從而確定剪力墻的數量和體積，保證經濟和安全并重。例如太原地區為8度設防烈度，設計的時候就可以以此為主。

3高層建筑中框架－剪力墻結構設計的具體應用

框架－剪力墻結構在高層建筑中的使用已經不再陌生，以下僅對框架－剪力墻結構在高層建筑中的連梁和墻肢設計的具體應用進行探討。

(1)連梁設計。第一，為確?？蚣艚Y構設計符合相關規范標準，首先需要確保施工中所使用的原材料質量達標，尤其是混凝土材料，無論其材料的配比、強度等級等方面均予以嚴格的把關，從而確保連梁具備較強的抗剪能力。第二，合理控制連梁高度，確保洞口寬度達標。在設計框剪結構中的連梁的時候，需要基于連梁的強度要求，合理把控連梁和洞口等相關數據。同時還有應該確保整個建筑物的抗震性能達標。第三，為有效避免建筑結構中出現裂縫現象，需要將連梁的高度予以適當的折減。對于連梁的折減，需要從設計階段開始，并對連梁的剛度以及其他相關參數進行合理計算，同時還應該確保建筑中的構件具備較強的彈性。第四，需要不斷調整剪力墻的厚度。在進行連梁設計的時候，需要依據建筑結構的具體狀況，適當調整剪力墻的厚度。

(2)墻肢設計。第一，墻肢的厚度直接影響到建筑結構的穩定性和可靠性。因此在進行墻肢設計時，必須科學控制其厚度?？蚣埽袅Φ膲χ穸瘸ヌ厥獠课灰话闶峭ㄟ^計算來確定的。第二，剪力墻的結構布置。在高層建筑中，為確保建筑物具備較好的空間性能，在進行剪力墻結構設計時，最好采用雙向布置的形式，以便于科學合理的構成建筑結構的空間性能。同時為確保建筑物的抗震性能達標，應注意不要在抗震設防區域內采用單向的剪力墻設計。并確保剪力墻的平面能夠均勻分布，剛度中心和建筑物的整體質量中心相重合或者盡量靠近，以此最大限度降低扭轉效應?？偠灾?，框架－剪力墻結構形式融合了框架結構和剪力墻結構的雙重優勢，對于提高整個建筑物的穩定性和安全性功不可沒。在進行高層建筑框剪結構設計是，盱眙依據墻體的不同變形以及受力特點等，科學合理的進行結構的配筋設計、形式、厚度、高度以及邊緣構造等的設計，從而確?？蚣艚Y構能夠真正發揮作用。

參考文獻

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［3］馮運琴．高層建筑剪力墻結構連梁設計中的問題［J］．科技資訊，2013，(18):59－60．

作者：王瑋 單位：山西中創建筑設計有限公司