框架剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

秦海燕

（贵州联建土木工程质量检测监控中心有限公司 贵州贵阳 550001）

0 引言

框架剪力墙结构是建筑结构设计中的一种常见的结构形式，为提高框架剪力墙的承载能力，避免出现建筑受力不均匀等问题，保证建筑的安全性和耐久性。设计人员需要合理利用框架剪力墙结构的特性展开设计，控制设计中的关键点。

1 框架剪力墙结构特点

1.1 空间利用率高

使用框架剪力墙结构的建筑物在相同性能的情况下能够更少的使用建筑材料，设计人员为了让建筑拥有极高的空间利用率，能让建筑的平面布置和空间布置更加协调，尤其是在大空间建筑中结构设计具有更高效率。框架剪力墙结构的建筑设计需要不断优化设计，对设计方案进行反复比较，或者围绕建筑物的功能需求来做出更科学的设计。在建筑物内部空间增大情况下，也避免因为承重的要求导致内部空间过于复杂。另外梁和柱都采用标准化的设计和生产方式，可以提高施工效率，缩短建设工期。

1.2 设计灵活

由于空间利用率高，使得框架建筑在设计上有了更广阔的空间，应用框架剪力墙结构设计也能够有更高的设计效率。目前的现浇混凝土技术就能够保证和满足建筑结构刚性和整体性的需求，在梁、柱的建造中也可以更加多样化，拥有不同的形式，或者可以根据业主的高要求制造特殊形状构件，满足多样化设计需求。很多设计人员在进行建筑结构设计时会不断利用某个结构展开设计，不仅可以保证设计质量，也可以让设计工作变得相对简单，缩短设计工期。也能让施工效率更高，提高成本控制效果。也避免因为连续性设计造成工程建设出现误差，保证了工程在后期施工中的效率。

2 建筑框架剪力墙结构的设计原则

2.1 刚柔结合的设计原则

刚柔结合的原则在于一方面保证框架剪力墙结构能够确保可以承担建筑物的竖向荷载，另一方面要确保建筑框架剪力墙结构的灵活性，同时又要保证框架剪力墙结构有足够的刚度。例如，需要考虑建筑在大风、地震等环境下的柔性，但是也要避免因为建筑框架柔性过强导致建筑物出现过大倾斜。如果框架剪力墙结构设计过得刚，会导致建筑物形变能力大幅度降低，导致建筑受到较大的瞬间作用力，从而因为建筑物的韧性不够对建筑物造成严重的破坏。所以，设计的时候必须要同时考虑两方面的要求，从而确保建筑物的稳定性及安全性。

2.2 分清主次的设计原则

设计建筑框架剪力墙结构的时候，不同的位置都有各自的主次关系，在建筑物中所起到的作用有本质的区别。在设计的过程中，设计人员必须对建筑框架设计有主次之分，围绕重点结构展开设计，让建筑物框架的结构得到更加科学合理的设计，确保建筑的稳定性。比如，设计的时候需要考虑建筑会受到比较大外力作用的情况，必须要确保建筑物框架各部分可以协调工作，抵抗外部的作用。比如对于建筑工程梁柱的设计，在地震作用下，设计需要框架结构塑性铰出现在梁端，这样可以提高结构的变形能力，防止地震作用下结构倒塌，这样才能保证建筑物设计的整体稳定性。

3 建筑混凝土框架的设计流程

建筑混凝土框架设计是一个复杂的过程，不仅要选择材料，还需要对框架、剪力墙各方面数据进行设计。因为建筑在使用中需要面临复杂的情况，因此对设计有极高的要求，如果出现数据的问题，就可能会影响建筑的安全，或者造成建筑物内工作、生活的不舒适感。因此，在框架设计的时候，需要保证设计流程的合理性。

3.1 框架的截面尺寸设计

框架的截面尺寸是对房屋建筑进行混凝土设计基础，不同的截面尺寸意味着框架在承载能力上的区别，目前的规范中，也对梁、柱的尺寸设计进行了明确的要求，并且还需对柱梁线刚度比进行合理设计，以符合强柱弱梁的特点，而且要保证房屋建筑梁柱节点有更强的抗剪能力。这种设计方式可以让建筑物有更强的弹性，做到设计的刚柔结合。

3.2 做好梁柱的配筋率设计

针对梁和柱的配筋率设计上，也要遵守适中的原则，又要确保符合设计规范的要求，又要控制好经济效益。所有的框架梁增大或者缩小的适配筋率，都在《混凝土结构设计规范》中有明确的标注。设计配筋率的时候需要考虑抗震的需求，规范中的经济配筋率是一个范围，与混凝土强度等级、钢筋级别、轴压比都有关系，设计时必须结合各项设计要求进行掌控。

4 框架设计在建筑中的应用

4.1 抗震设计工作

结合框架剪力墙结构的设计特点，以及抗震的等级要求，框架剪力墙结构的抗震设计一般都能获得良好的效果。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。比如使用固定杆等装置，就可以让建筑物的结构更加稳定，而且能够让建筑工程的安全性更高。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，框架的不同位置也能相互配合，发挥出抗震的作用。同时，也要避免设计过程中出现结构间的应力变形导致的梁板变形，防止地震时结构断裂影响建筑物的安全性。

4.2 优化多道防线

优化多道放线设计能够提升设计的结构安全性和稳定性，并且保证后期施工的安全性和稳定性，根据实际施工中的经验，优化工作对施工的顺利进行有重要的作用。在具体的设计作业当中，通过多道放线设计可以让设计人员对梁、板、柱的配置进行优化，提升框架剪力墙结构的设计质量，保证建筑物的安全性。设计的结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，使结构能够吸收

和耗散大量地震能量。

4.3 框架结构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，设计人员必须根据概念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。高层建筑队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。通过提高薄弱层的刚度，以及降低建筑物的层高，通过设计人员对结构内力进行调整以达到提高薄弱层承载力的目的。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。

5 结束语

随着建筑水平的提升，使用框架剪力墙结构的建筑越来越多，为了保证建筑的安全性、稳定性和耐用性，设计人员需要控制好框架剪力墙结构的设计流程，针对抗震、薄弱层、剪力墙等位置做好设计工作，保证建筑的稳定性和质量，提升建筑的的设计质量。