高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题

戴尔强 杨涛

摘 要：在对高层建筑开展结构设计工作的时候，首先需要对高层建筑的基本框架进行设计，针对建筑的结构设计需求，设计人员会尽量选择框架剪力墙这种常规性的建筑结构，在设计框架剪力墙这种建筑结构的时候，设计人员需要根据建筑其他部分的结构设计要求，来完善这一环节的设计工作，本文根据对这种结构设计工作的了解，对影响剪力墙框架结构的设计工作的问题进行剖析。

关键词：高层建筑；框架剪力墙；结构设计；问题

框架型的剪力墙结构之所以具有超出常规建筑结构的稳定性主要是因为，这种框架结构可以提升建筑整体结构的稳定性。这种框架结构尤其适合被应用到当前的高层建筑工程之中。在对建筑的结构设计进行优化的时候，设计人员不仅仅需要对建筑的基本建设成本进行节省，同时还需要提升建筑具有的基本抗震性能，框架结构不但具有极高的稳定性，同时其还具有更强的抗震稳定性，本文对这种建筑框架型结构的设计情况进行具体分析。

1 设计概述

从这种内部设有框架体系的剪力墙的整体设计情况来看，设计人员首先需要面对的设计问题主要有两方面，设计人员需要选择合适的剪力墙，将其作为设计对象。不同类型的剪力墙具有完全不同结构特点。

不同的的建筑墙体部位开设洞口的位置存在差异，根据这一墙体特点可以对剪力墙进行分类，其类型主要有两种，一种是独立悬臂型的剪力墙，另外一种则是整体截面型的剪力墙。根据剪力墙的整体系数也可以对剪力墙进行分类，其具有的系数会直接影响到剪力墙墙肢部位具有的弯矩力。设计系数还会影响到结构具有的整体性能。

高层建筑的整截面墙所具有的受力性能，还和开口较小所具有的墙体受力性能是比较相似的，要有有变形曲线的现象存在，就都是弯曲型的曲线，尽管受力性能和弯曲线型都是很相似的，但还是有不一样的地方。建筑中的整截面墙是不具备开口功能的，所以它的弯矩也就不会有什么变化，也没有任何反弯点在整截面墙上存在，即便存在也不会有什么大的影响，而且建筑的墙肢会受到这两种结构的类型的剪力墙较大的影响，特别在约束力上更加明显，如果有这种情况，剪力墙结构则属于墙肢墙。根据实际的建筑应用，这种墙肢和梁都比较强的情况是可以在高层建筑中应用的，而且效果还比较好。

在实际的剪力墙框架结构设计工作之中，一些受力问题会直接影响到剪力墙的承重效果。比如很多剪力墙系统之中存在墙肢部位比较薄弱，而梁这一结构部件的强度却比较大。这种设计问题就是收到了其受力设计的影响。

2 布置结构工作

2.1 布置框架结构

在设计之中，设计人员需要做好布置剪力墙的工作，必须要保证均匀布置，不能使布置的密度过于紧密，可以适当地调节其紧实度，采用分散布置的方式。设计人员还需要坚持对称设计原则，如果墙体不对称就会使剪力墙出现墙体构造不合理的问题。而选择对称设计剪力墙，还可以提升这一墙体结构的美观程度。剪力墙附近的墙体构件也需要纳入到设计人员的考虑范围之中，之所以选择分散布置方式主要是为了确定剪力墙数量的合理性。还需要避免墙体的刚度之间存在区别过大的问题的，设计人员还可以将具有抗侧性能的墙体部件添加到剪力墙之中，同样也要避免构件排列过于密集的情况。

在正式的处理剪力墙的工作之中，设计人员不能对原有的剪力墙产生影响，需要始终保持其具有适当的刚度，如果刚度数值不适中，墙体具有的抗侧能力会降低。

2.2 确定墙体厚度

边缘约束够构件是框架剪力墙结构不能少的一部分，也就是边框梁以及边框柱，在施工中依据不同的建设需求，其带边框的剪力墙截面厚度也是有不同要求的。在进行抗震设计的时候，等级为一级和二级的剪力墙底部结构，其加强部位应具有的厚度最小为200mm，要达到层高1/16左右，不能过小。在其他情况设计时，剪力墙的厚度要达到层高1/20左右，而且边框梁的宽度应该和墙的厚度相同，高度可以是墙厚度2倍左右，剪力墻厚度也直接决定着建筑结构的安全性。包括在施工中混凝土浇筑时由于浇筑质量不高所造成的隐患等等）、经济合理（合理的厚度以及钢筋级别在设计中都应有考虑，主要是涉及到最小配筋率的问题）等特点。鉴于此，剪力墙的厚度在满足层高的1/16或者1/20的前提下，取200mm为宜。

2.3 确定墙体结构的数量

剪力墙的合理数量按许可位移决定，按高层建筑规范中一般装修材料。框架一剪力墙结构顶点位移与高之比u/H不宜大于1/700，装修要求较高时u/H不宜超过1/850，在满这个要求的前提下，增减剪力墙的数量。结构自振周期的合理范围大致在：T1=（0.09-0.12）Ns式中：Ns-楼层数剪力墙数量多框架～剪力墙结构刚度就大一些，地震时周期短地震力也加大一些.材料耗量增大。日本震害调查表明：当每m2楼面平均剪力墙长度少于50mm长时，震害严重；在50～150mm之间时，震害中等：长150mm以上，震害轻微，目前我国尚无这方面的成熟经验.设计中可根据工程具体情况，建筑物高度、地区设防烈度及参考上面方法取值。

3 肢截面设计情况分析

按墙肢截面高度与厚度之比，剪力墙墙肢可分为一般剪力墙、短肢剪力墙、超短肢剪力墙及柱形墙肢。一般剪力墙的墙肢截面高厚比大于8，短肢剪力墙的墙肢截面高厚比为5～8，当墙肢截面高厚比在3～5之间时为超短肢剪力墙，墙肢截面高厚比小于3时为柱形墙肢。一般剪力墙墙肢较长，抗侧刚度大，能承受很大的水平及竖向荷载，因此无论是整截面墙还是整体小开口墙及联肢墙的墙肢都应优先布置一般剪力墙。

根据短肢剪力墙具有的基本特点可以了解到，与一般的剪力墙不同，其具有的墙肢相对短一些，因此更适合现代的密集住宅设计工作，还能对原有的建筑自重进行降低，但是从抗震性能的角度来看，短肢剪力墙的抗震性能明显要差于一般剪力墙。因此在地震发生频率相对比较高的区域的建筑设计之中，设计人员一般不会选用这种墙体，因此设计人员可以增加常规剪力墙的数量，减少短肢不剪力墙的使用，对常规的剪力墙的墙肢也需要进行控制，避免墙体出现延性破坏的情况。

4 结束语

本文通过对这种具有框架结构特点的剪力墙建筑结构的设计工作之中的几个设计问题进行了研究，首先对整体设计关键问题展开了婆媳，又对其中影响最大的两方面设计情况展开了探讨。剪力墙结构具有的优势是比较明显的，但是支撑其体系的框架结构构造却相对比较复杂，设计人员不仅仅需要对建筑的基本设计需求进行了解，同时还需要研究其结构的受力情况，避免剪力墙的整体受力情况出现不合理之处。对于这种剪力墙的设计的研究工作还需持续进行，以便与将更为优质的新型剪力墙框架结构提供给设计人员。

参考文献

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