框架剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

冯曹杰

摘 要 近年来，我国的建筑工程建设有了很大进展，其结构设计工作也越来越受到重视。很多高层建筑都会采用框架剪力墙结构形式，设计人员必须发挥该结构的特点，才能提升框架剪力墙结构的设计效果。本文就对如何进行框架剪力墙结构设计进行了研究，分析设计的重点，以便能够保证设计质量，确保设计效果。

关键词 框架剪力墙结构;建筑结构;设计;应用;方法

引言

设计环节目前仍然是影响建筑业质量最重要的因素之一，因为它不仅在建筑中发挥着积极的作用，而且与建筑结构的安全稳定密切相关，建筑工程中的人和物必须要保护，为了使得建筑物有更好的结构性能，以便将建筑结构中的科学知识更好的应用到建筑结构设计中。因此，为了达到建筑设计中对结构的安全、经济、可靠等基本要求，在多年工程实践的基础上，我们要把握框架剪力墙结构设计的基本要点，以便将框架剪力墙更好的应用于建筑设计中。

1剪力墙结构的基本设计原则

①建筑领域的结构设计师应按照有关的结构设计规范开展设计工作，及时引进先进的设计观念及标准。从我国的有关技术标准规范出发，科学地制定更加合理的框架剪力墙的结构设计细节方案。②在设计框架剪力墙结构时，应全面考量墙体和柱子的具体受力情况，更加科学地配置剪力墙中的梁、柱、墙等，以增强整个建筑结构的整体稳定与安全性。同时，在设计环节，还应尤其注意剪力墙结构在自身水平及纵向上的实际受力情况，以确保设计出的剪力墙结构兼具高强的承受力与优异的延展性。不仅要周全考量剪力墙和柱子在剪力與弯矩上的具体受力，而且应增强剪力墙和柱子的固有承载力，同时要确保墙、柱竖向构件承担剪力及轴力均衡合理。③在设计过程中，可利用结构数据信息与现代建筑模型，来测试建筑结构，以使得框架剪力墙结构能够拥有稳定、合理、均衡的受力性质。④仔细计算墙、柱的剪力系数，控制结构体系受力合理，并且达到结构抗震性上的要求。⑤严禁剪力墙结构出现受力不均问题。设计出来的剪力墙结构，除了需要满足建筑结构方面的要求，还不能使用太多的剪力墙，以缩减工程量、保证合理性，严格控制工程实施成本[1]。

2剪力墙结构的受力特点

剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小;因此，这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙;短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5∶8的剪力墙，剪力墙主要承受两类荷载：一类是楼板传来的竖向荷载，在地震区还应包括竖向地震作用的影响;另一类是水平荷载，包括水平风荷载和水平地震作用。在竖向荷载作用下，各片剪力墙所受的内力比较简单，可按照材料力学原理进行。在水平荷载作用下，剪力墙的内力和位移计算则比较复杂[2]。

3框架剪力墙设计在建筑中的应用

（1）抗震设计工作。为了保证工程的质量，以达到以结构抗震性能目标为基准的抗震设计，对于建筑物的抗震设计中必须要采取一定的措施，提升框架剪力墙的抗震性能。对于建筑的外部加固设施，需要利用外部固定装置，提升建筑物在受力上的性能，保证抗震效果。还可以使用钢阻尼器作为建筑物的外部抗震装置，通过安装这些装置可以让框架在地震中更加稳定。其次，要做好对梁板结构的优化工作，围绕梁板的尺寸、跨度等等，保证建筑物的整体性能，框架剪力墙中墙、柱的不同布置形式也能相互配合，发挥出抗震的作用。

（2）对于框架剪力墙结构要进行合理构造。为了有效地加强建筑物整体的安全性，框架剪力墙结构在设计过程中必须进行合理布置。一般来说，要提高墙体设计的效率，就要控制整体结构的水平和垂直刚度分布，对墙体的质量中心、结构以及墙体直径数据能够合理进行处理，以及能够利用剪力墙避免变形等不利条件[3]。

（3）框架剪力墙结构的设计定位。为了从源头上增大框架剪力墙的设计安全性质与稳定性质，则应合理设计剪力墙的布置。在设计剪力墙布置时，要始终本着一定的原则及规范，以尽可能吻合刚心和质心，有效控制、约束扭矩。在设计时应控制内外剪力墙垂直，在剪力墙中避免太烦琐的肢截面，控制简单、明了即可，以达到建筑的实际设计需要，防止剪力墙布置中出现上、下层突变刚度的问题。针对剪力墙中的洞口，宜采取规则化处理，控制门窗洞口设计得上下对齐，并且成列布置，以组成墙肢及连梁。

（4）框架剪力墙结构的薄弱层设计。框架剪力墙的薄弱层是框架剪力墙结构竖向不规则引起的，对于框架结构薄弱层的判断，目前，PKPM软件对薄弱层的判断并不是完全自动的，设计人员必须根据设计的概念结合工程实际对计算模型和数据进行详细分析，找出薄弱层。高层建筑对薄弱层定义一般按三种情况来划分：①刚度不连续;②强度不连续;③竖向抗侧力构件不连续。在建筑设计的时候必须要重视薄弱层的设计。最后，可以利用计算机来对整个建筑的结构进行计算，这样就能发现承载力不符合要求的薄弱层，之后可以通过改良设计进行补救，再通过反复对比和计算，保证薄弱层的设计效果[4]。

4结束语

总之，在建筑结构的整个设计环节，作为能有效提高建筑稳定性的关键性结构形式，框架剪力墙结构在现代建筑的各种结构设计中，获得了较为广泛的推广应用。所以，为了设计出更为合理的建筑结构，应从实际的结构要求出发，科学地设计框架剪力墙结构，以此来促进建筑工程整体质量的全面提升，确保人们的人身财产安全，为整个社会的建设打造出优质的工程项目，从而促进社会经济的快速、稳定增长。

参考文献

[1] 卢永亮.框架结构设计在建筑结构设计中的应用研究[J].绿色环保建材，2019（3）：80.

[2] 易美英，孔峻清.高层建筑框架-剪力墙结构设计[J].低温建筑技术，2010，32（11）：71-73.

[3] 李瑄.高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨[J].中国高新技术企业，2008（16）：182.

[4] 高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ3-2010[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.