高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨

戚克华

大兴安岭勘察设计院 黑龙江省大兴安岭

摘要：在众多的建筑高层中，都能看到框架剪力墙结构，主要是因为这种结构能够让建筑的稳定，对于高层建筑而言，稳定性是非常重要的，此外这种结构还能满足高层建筑的抗震要求。但是在采用框架剪力墙结构的时候，要尊重业主的意愿，而且该结构还要体现建筑工程的特点。本篇文章主要是分析了建筑框架剪力墙结构，探讨了有关的设计以及在设计中的问题。

关键词：高层建筑；框架剪力墙；设计；问题

如果在高层建筑中，使用了框架剪力墙结构，那么要知道设计的主次，而且也要清楚在设计中的重点，框架剪力墙结构在设计的时候，主要是设计墙肢以及连梁。不管是设计哪个环节，都要遵守设计原则，而且在设计的时候按照顺序进行。为了保证设计的准确，就要分析结构中的所有数据，然后根据数据对设计方案作出规划。

1、高层建筑框架剪力墙设计应用

由于高层建筑的结构具有一定的特殊性，不仅要保证建筑工程具有一定的实用性，其稳定性还需要过关。最重要的是高层建筑需要具有较强的抗震性能。由于剪力墙结构是一种相对比较稳定，而且施工程序比较简单的。因此，这种结构主要应用到高层建筑中，尤其是在一些要求较高的高层建筑中，对连梁和墙肢的设计应该注意一下几个方面的内容：

1.1连梁设计

首先，连梁的设计对于施工材料有较高的要求，尤其是混凝土，因为设计环节与建筑的质量有关，甚至是会影响这个建筑结构的稳定，所以，在设计的时候，要求框剪能力达标，只有符合了标准，才能进行施工。为了能够让框剪能力达标，就要控制混凝土，不断的提高混凝土的等级，使其性能上升。从而保证连梁具有框剪能力。此外，要求设计工作完善，这样才能为施工排除安全隐患。如果建筑结构出现裂缝，那么建筑会不安全，而且也不利于后建筑的维护。

其次，合理的设计连梁的高度，而且要保证洞口的宽度符合要求，在设计连梁的时候，指主要的工作就是设计洞口，不仅仅是要求洞口具有宽度，同时还要求洞口具有刚度。一般来说，洞口的宽度以及连梁的高度是呈反比的，當高度在上升的时候，跨度就要减小。反之则相反。在保证建筑具有抗震性的时候，需要将两者统一起来。因此在设计的时候，就不能忽视宽度以及高度。

再次，在减少建筑结构的裂缝上，可以适当的折减连梁的刚度。当连梁的刚度在减少的时候，连梁就会分散出内力，这样连梁出现裂缝的可能性就小。此外，连梁刚度的折减并不是在施工的时候才开始，在设计环节，就要适当的折减，而且还要计算折减后的刚度。折减的程度可以将以往的经验做标准，在设计折减的时候，要让建筑的构件有弹性。建筑中的框架剪力墙与其他结构不同，具有特殊性，因此要控制连梁的刚度。而且还要在连梁上设置配筋，从而保证结构的效果。此外，如果是竖向结构的连梁，在裂开的时候，内部的力会转移，一部分力会转移到结构的内部。

最后，剪力墙的厚度要得到有效控制，不适宜过厚，但也不能太薄。而建筑中的连梁又与剪力墙的厚度有一定的关系，在设计连梁的时 候，可以按照剪力墙的厚度调节。当建筑中对厚度要求高的时候，可以适当的提厚度，但是提高的同时也要让建筑稳定，也就是说，连梁的设计要综合考虑多种因素，不只是连梁的刚度问题，还有建筑结构的承载力以及抗震性，在充分考虑多种因素后，才能让剪力墙符合标准，这也使后续的施工更容易。

1.2墙肢设计

第一，对墙肢厚度的控制是有必要的，因为墙肢厚度会影响建筑的稳定以及可靠，因此在设计墙肢的时候，对于厚度要合理控制。合理的控制主要是指在设计过程中，让其按照设计的流程进行相关工作。可是在实际中，会有部分问题是符合设计要求的。高层建筑也是住宅的一种，在设计墙肢的时候，厚度应该与剪力墙相同，一般标准的厚度是200mm。一般高层建筑都有地下室，如果没有，那么就要重视建筑的基础结构。而施工人员能做的就是控制一切可控制因素，而高层建筑的墙肢一般都是一字型。

第二，剪力墙的结构布置，随着建筑越来越高，建筑的综合性能也日渐提升，因此，建筑设计中，应该使得建筑具有很好的空间工作性能。因此，在进行剪力墙结构设计时候，应该采用双向布置，科学合理的构成建筑结构的空间性能。同时，由于对建筑的抗震性能有了更高的要求，因此，在剪力墙设计时候，严禁在需要抗震设防区域使用单向剪力墙设计。在进行剪力墙设计时，要保证平面均匀分布，刚度中心要和建筑的整体质心相重合或者是尽量靠近，如此可以很大程度上减小扭转效应。

2、剪力墙结构计算和设计的优化的措施

2.1剪力墙结构计算方面的优化

2.1.1楼层最小剪力系数的调整原则。在满足短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩不超过40%的前提下，尽可能减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置方案为目标，使结构具有适宜的侧向刚度使楼层最小剪力系数接近规范限值，这样能够减轻结构自重，有效减小地震作用的输入同时降低工程造价。

2.1.2楼层最大层间最大位移与层高之比的调整原则。规范规定在计算多地震作用的楼层最大层间位移时，以楼间弯曲变形为主，计入扭转变形，可不扣除结构整体弯曲变形，因此，对于高层建筑应尽可能扭转变形最小，但又不能仅根据这些层间位移不够，不加分析地增加竖向构件的刚度。在实际工程设计中，有些设计人员一看到某一方向层间位移不能满足规范要求，就不断地增加该项的侧向刚度，此举虽然可以解决问题，但应该注意此时结构的剪重比，若与规范限制接近则可行，若剪重比已经较大，则不应一味地增加也要学会减小对应一侧的结构刚度，使其剪重比减小，地震作用减小，同样可以达到较好的效果。

2.2剪力墙结构设计方面的优化

2.2.1剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁。应力分布比较规则，又与当前普遍应用的计算简图较为符合，设计结果安全可靠。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，当剪力墙的洞口布置出现错洞，叠合错洞时，墙内配筋应构成框架形式。

2.2.2剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。

3、结语

综上所述，可知对高层建筑框架剪力墙结构设计应用进行探讨十分重要，因为作为一种非常常见的建筑结构，其设计水平影响到大多数高层建筑质量，因此需要对其进行必要的研究。本文研究的重点就是剪力墙的墙肢以及连梁的部分，实际上还有其他方面，有待进一步研究。

参考文献；

[1]李成华剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]《城市建设》-2009年35期

[2]王福贵剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]《城市建设理论研究（电子版）》-2008年1期

[3]周光中剪力墙结构在建筑结构设计中的应用[J]《城市建设理论研究（电子版）》-2011年3期

[4]柯洪方剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析[J]《城市建设理论研究（电子版）》-2010年19期