對高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些問題的思索

廖濤

摘要：作為保證高層建筑質(zhì)量的重要工作，需要將設(shè)計的關(guān)鍵點和難點進行關(guān)注。在進行框架剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，需要對每一個結(jié)構(gòu)設(shè)計進行羅列，按照設(shè)計的難度和重點進行排列，根據(jù)排列的順序進行結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的關(guān)注。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計既決定了墻體自身功能和作用的發(fā)揮，也影響到整個建筑工程的安全性和經(jīng)濟性。因此，必須引起相關(guān)人員的高度重視，選用與實際工程相符合的設(shè)計方法，最終達到保證設(shè)計質(zhì)量的目的。雖然說我國的框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計工作已經(jīng)有不短的應(yīng)用時間，但是還是存在一些問題阻礙了發(fā)展，需要我們根據(jù)具體產(chǎn)生原因進行解決。

關(guān)鍵詞：高層建筑;框架剪力墻結(jié)構(gòu);設(shè)計;問題設(shè)計工作

一、框剪結(jié)構(gòu)的分類及特點

高層建筑結(jié)構(gòu)不僅能在很大程度上解決現(xiàn)實生活中建筑土地面積帶來的限制，而且還能為部分民眾提供高層居住需求，滿足消費者的消費欲望，促進社會進步及發(fā)展。為了保證結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，其對應(yīng)的設(shè)計及要點、不斷應(yīng)用新型的施工技術(shù)被廣大就業(yè)者積極探索著。高層建筑施工技術(shù)要點的二次開發(fā)與進一步研究，逐漸成為高層建筑施工的一大行業(yè)趨勢。

結(jié)合實際情況我們能夠發(fā)現(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)的受力特點為：柱子通常是框架結(jié)構(gòu)的主要承載部位，其往往承載了框架結(jié)構(gòu)所需承載的大部分力量，但隨著建筑物高度的不斷攀升，這一點極不利于建筑物質(zhì)量的提升，建筑的安全性能無法得到有效保證。

根據(jù)經(jīng)驗我們能夠知道：（1）剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點為：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常是剪力墻結(jié)構(gòu)的主要承載部位，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)較為堅固，其通常造成剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水平負荷量較大、抗性強等特點;（2）框剪結(jié)構(gòu)的受力特點為：建筑施工過程中，梁柱結(jié)構(gòu)成為框架剪力墻結(jié)構(gòu)的框架部位，部分框架結(jié)構(gòu)之間還添加了剪力墻結(jié)構(gòu)，同時還會增加部分混凝土輕型墻體，以至于框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)能夠一起承載外界壓力，并且由于框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)各有其受力特點，二者之間可以相互補充，強化整個建筑物結(jié)構(gòu)的抗震能力，極大的提升了建筑的實用價值。

二、高層框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項

由于建筑當中的剪力墻與框剪結(jié)構(gòu)之間存在差異，因此在進行剪力墻設(shè)計時應(yīng)當充分注重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的變形狀態(tài)。設(shè)計人員要求能夠在變形狀態(tài)的受力環(huán)境當中尋找到一個符合建筑墻體穩(wěn)定程度的均衡點，以此來進行對于受力變化的調(diào)整。其中，水平力基于負載狀況下，框架與剪力墻之間會進行協(xié)同，共同承受負荷。但是隨著建筑樓層的不斷增加，其在水平方向上的受力情況會大幅度提高，繼而帶動其水平位移的增長。當樓板水平高度達到臨界值后，框架會發(fā)生與剪力墻之間的相互融合，從而不會再出現(xiàn)某一環(huán)節(jié)單獨變形的問題。而當框架剪力墻處于平移階段時，二者之間由于受力的協(xié)調(diào)能力遠低于水平方向受力，會發(fā)生一定程度的整體變形，這要求設(shè)計人員需要充分考慮框架本身所具有的內(nèi)收趨勢，并通過對剪切曲線變形加以控制來實現(xiàn)對于框架拉剪力的控制。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，現(xiàn)代建筑設(shè)計也能夠?qū)⒓夹g(shù)和實際建筑時用需求的契合度提升到前所未有的高度，從而使高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)強度能夠依據(jù)設(shè)計創(chuàng)新得到全面的提升。目前的建筑設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，通常要求將抗震設(shè)計作為主要的設(shè)計出發(fā)點，并且通過控制墻體長度和厚度比例的方式進行倍數(shù)關(guān)系標準要求。

三、框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

（一）剪力墻位置與數(shù)量

框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻作為側(cè)向剛度的主要承擔(dān)者，應(yīng)多方位的考慮槍神的布置情況以保證建筑的安全使用。具體設(shè)計措施如下：

1.剪力墻的位置設(shè)計

應(yīng)在主軸上雙向均勻布置，只在一個主軸設(shè)計容易造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，不利于抗震;位置設(shè)計時還應(yīng)考慮地震作用力，均勻布置剪力墻。剪力墻的具體位置一般設(shè)計在主體結(jié)構(gòu)的外圍及周邊，以充分利用陽臺、窗口的高連梁來加強側(cè)向剛度，避免剪力墻的濫用。

設(shè)計時多長墻少短墻且軸壓應(yīng)相近，從而保證在位置上應(yīng)擴大空間，不在較小的空間設(shè)計較多剪力墻;剪力墻的長度則要在合理范圍內(nèi)盡可能長且長度應(yīng)盡可能接近，在減少剪力墻的數(shù)量的同時保證了剪力墻的延展性，建筑空間也更加靈活。在設(shè)計時還要注意剪跨比與軸壓比，在橫縱負荷合理情況下每個剪力墻的軸壓比盡可能的相近，防止墻肢的變形，而且軸壓比正常的情況下剪跨比要保證>2，以避免脆性破壞。

2.剪力墻數(shù)量的設(shè)計

設(shè)計時剪力墻要隨建筑高度均勻變化。在高層住宅中，建筑底部的200nm厚剪力墻不宜過多，上部剪力墻數(shù)目再減少就會降低建筑的抗震性。因此設(shè)計時要根據(jù)整體布局多角度進行分析，合理設(shè)計厚度，根據(jù)建筑高度的增加使厚度均勻增加，并結(jié)合建筑底部的剪力墻數(shù)目，以確保剪力墻的剛度合適、剛度均勻變化，不會發(fā)生剛度過大、剛度突變問題。設(shè)計時剪力墻之間還要通過連梁與框架進行連接，形成完整的抗風(fēng)抗震結(jié)構(gòu)，防止獨立剪力墻、半框架剪力墻等劣質(zhì)墻體的出現(xiàn)。設(shè)計時設(shè)汁人員應(yīng)充分考慮墻體轉(zhuǎn)折對邊緣位置的影響，周密地進行計算。

（二）框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在進行框架部分結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，梁按雙肢或多肢剪力墻設(shè)計，第三種在進行設(shè)計時應(yīng)保證強剪弱彎，對于構(gòu)件內(nèi)力與位移的計算要考慮折減系數(shù)。對于剪力墻的邊框梁、柱，樓層上的邊框梁能夠增加剪力墻的極限承載力，所以要設(shè)置邊框梁，因建筑要求無法設(shè)置明梁的應(yīng)該設(shè)置暗梁置于墻身內(nèi);框架柱能增加剪力墻的承載能力、穩(wěn)定性，應(yīng)將剪力墻的端部設(shè)計在框架柱截面內(nèi)。

四、結(jié)束語

綜上所述，框架剪力墻結(jié)構(gòu)因綜合了二者的優(yōu)點，既提高了抗震性、承載力，又能夠為建筑提供廣闊的空間而被廣泛的應(yīng)用。高層建筑是建筑行業(yè)的未來發(fā)展方向，而框架剪力墻作為應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員應(yīng)以剪力墻為重點，熟練掌握剪力墻的受力與變形特征，故對其開展相應(yīng)的研究分析具有極其重要的現(xiàn)實價值。

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