高層建筑框架混凝土剪力墻結構設計

李少華

摘要：本文主要針對高層建筑框架混凝土剪力墻結構體系，依據(jù)歷年工作中的實際經(jīng)驗，對高層建筑中框架混凝土剪力墻結構設計的特征進行總結，提出了建筑混凝土結構分析和各體系相應的措施，從而有效進一步發(fā)展高層建筑框架混凝土剪力墻結構設計，還能為日后高層建筑結構設計和分析提供相應的參考價值。

關鍵詞：工程；高層建筑；混凝土；剪力墻結構；框架

隨著我國科技水平迅速的發(fā)展，城市的工程建設也日益多樣化，而高層建筑也漸漸成為了各個城市設計的主要方向。隨著不斷更新的國內設計思想，高層建筑結構體系也日新月異，逐漸使高層建筑平面設計和豎向提醒復雜化，無疑大幅度提升了建筑結構分析以及相關設計的要求。而框架混凝土剪力墻結構工程是高層建筑的主體，也日益對其設計要求更為嚴格。本文主要從高層建筑框架混凝土剪力墻的結構和側向力、影響結構設計的因素、注意事項以及相關內容、創(chuàng)新方法展開分析。

一、高層建筑框架混凝土剪力墻結構設計的特點

（一）高層建筑框架混凝土剪力墻的結構和側向力

高層建筑框架混凝土剪力墻的結構應該具備相應的適宜剛度。伴隨著增加的高度以及迅速增入的建筑側向位移。所以，在設計高層建筑的時候，不要單純的要求足夠強度的結構，且要求建筑結構也應當有適宜的剛度，保證結構自振頻率合理等多種動力特性，并借助水平力作用力控制層位移在一定的范圍內。而且側向力（水平地震或者風作用）也逐漸成間接影響高層建筑結構內力、結構變形、建筑物上建造價的因素之一。高層與低層建筑相同，承受地震、風等多種水平力以及活載、雪載、自重等垂直荷載。在高層建筑當中，地震力與水平荷載逐漸成為控制的主要因素。在多層高層結構當中，會逐漸增加水平荷載的效應（位移和內力）；同時，在低層建筑結構當中，水平荷載所產(chǎn)生的位移和內力十分小，可忽略不計。

（二）影響高層框架混凝土剪力墻結構設計的因素

高層框架混凝土剪力墻結構應該具備很好的延性。對于較低的建筑樓房來看，地震作用下變形更大，而高樓結構過柔。高層建筑結構的耐震性能常取決于結構的變形能力以及承載力。為了能讓剪力墻結構在進入塑性變形階段之后仍然具備很強的變形性能，同時，也為了避免高層建筑在大震下倒塌，必須在滿足所需強度前提之下，借助于合理的構造措施以及優(yōu)良的概念設計，從而大幅度提升整個高層框架混凝土剪力墻結構，尤其是對于薄弱層部位的變形能力，從而有效的確保結構具備足夠的延性力。所以，在設計結構當中，應該綜合考慮以上多種因素，進行合理的設計，才能讓高層框架混凝土剪力墻結構保持很好的強度、延性以及適合的剛度。

二、框架剪力墻構造的設計內容與注意事項

（一）高層建筑框架混凝土剪力墻結構相關內容

針對高層建筑中的框架混凝土剪力墻設計結構而言，常廣泛用于實際工程當中。為了很好的滿足層間位移限值，同時，保證其位置比較靈活，因此，必須保證抗震墻的數(shù)量。值得注意的是，其比較適合于全長貫通及連續(xù)布置。在設計高層建筑框架混凝土結構中，應該盡可能避免洞口上下不對齊以及墻肢的長度等現(xiàn)象。與此同時，洞口靠近柱子內側應該≥300毫米。從而有效地保證柱子約束邊緣構件的長度以及構件的作用，讓其形成剪力墻。然而，針對1級與2級抗震框架剪力墻而言，高度應該≥四百毫米；連梁跨高比≤5；為了有效降低地震作用對柱的扭轉效應，應當注意柱中線和梁、墻中線不應該≤四分之一。如果超出這種情況，則應該采用增強柱內配箍率的措施。

（二）高層建筑結構設計的注意事項

當設計高層建筑框架混凝土剪力墻結構的時候，應該注意以下三點。第一，設計墻的豎向鋼筋，應當注意其抗彎的效力。由于其和普通地層工程設計的方法不同，而且就目前來說，許多的低高層剪力墻中配筋的時候，所采取的配筋比經(jīng)常扣除了約束邊緣構件當中的鋼筋及構件，然而這種做法不能用于高層建筑剪力墻結構的設計中。第二；在遇到地震的時候，局部框支抗震結構極容易讓變形而集中于框支層上。面對這種情況，先固定框支層，使其得以牢固可靠。根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范來看，設計框支層的時候，其水平地震剪力普遍是由地剪力墻來承擔。因此，需要確保樓板有適當?shù)膭偠葌鬟f水平力，注意最大水平落地墻的間距應該≤23米左右；同時，側向剛度應該≥上一層非框支層剛度的一半。第三，在設計抗抗震端的時候，其與少部分框支墻結構的墻肢截面長度不能有太大的變化，1級與2級的底部增強區(qū)域和較大洞口的時候，盡可能不要使剪力墻有錯洞的布置。

（三）創(chuàng)新混凝土剪力墻結構設計的方法

現(xiàn)階段，分析并計算高層建筑結構，常應用三維空間結構對其程序展開分析，也可以嘗試考慮并計算樓板變形時的結構，從而能夠更為真實的將復雜結構的受力特征進行反映，進而計算高層建筑鋼筋混凝土結構程序。同時，彈性動力時程分析程序已經(jīng)逐漸成熟，分析動力時程常用層模型進行，能夠輸入多種類型的地震波，求得混凝土剪力墻結構的內力和位移。近年以來，已經(jīng)逐步開發(fā)出許多的廣泛應用于高層建筑工程設計的程序，主要包含層模型動力、桿模型平面結構動力、彈塑性靜力等分析程序，過往經(jīng)歷對連體結構、帶有剛性層及轉換層的結構錯層結構等多種復雜的體型高層建筑反復進行試驗。為了進一步了解高層建筑鋼筋混凝土混合結構抗震的性能，也開始進行鋼框架（周邊帶有剛性層、轉換層的鋼-混凝土內筒）的模型試驗。與此同時，也要進行風洞試驗（尤其對復雜體型的高層建筑）。

結束語

在近幾年高層建筑工程中，框架剪力墻的作用發(fā)揮的越來越強?？偠灾?，在設計框架剪力墻結構中，需要分析高層建筑框架剪力墻結構的受力性，合理的、科學的布置剪力墻，積極選用合適的連接方式以及提升相應的數(shù)量，還能夠在一定程度上顯著降低工作重復率，還能夠有效達到預期的目標。同時，為了更好的滿足高層建筑的材料、形式，革新的設計理念，逐漸追求新的結構形式以及使剪力墻結構設計的更為合理化是相關研究人員主要的奮斗目標。

參考文獻：

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