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摘要：抗震设计的研究一直以来都是人们研究的对象，也折射出现行的抗震设计理论的不足。本文进行的是对剪力墙的数量和空间位置对框架-剪力墙结构抗震性能影响进行分析。
关键字：框架-剪力墙结构；剪力墙数量；抗震研究
Abstract: Aseismic design is always the object for researching. At the same time the new concepts and methodologies is not enough. This article is analyzing the affect of the number of shear wall and spatial position for earthquake resistant behavior.
Key words: frame-wall structures; numbers of walls；anti-seismic research
中圖分类号： TU323.5 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
城市化进程的不断加快，高层建筑由其独特的优势而越来越成为建筑的首选形式。在高层建筑中要考虑风荷载和地震等水平载荷所带来的结构受力，需要控制侧向位移以提高建筑的耐性。高层建筑物在以框架结构为主设计中，虽然具有空间分割的灵活性，但考虑的水平力作用是以剪切为主,导致需要的层间位移较大。若以剪力墙结构来设计时，不需要水平方向上很大的剪切力，但对于剪力墙的间距要求比较高，所以具有一定的局限性。在我国大多数采用的是框架-剪力墙结构来设计高层建筑，这样可以综合两者的长处，具有一定的抗震性能。
这种框架-剪力墙结构中抗测力的部分是剪力墙，能提高侧向刚度；抗纵向载荷部分主要的是框架结构，能使使用空间提高。在抵抗水平力的同时，两者通过楼板来协调变形。各层之间的变形可以由此变得均匀。因此提高了各方面的抗载荷的能力，在地震中可以减少对墙体的损坏。
1 结构构件非线性地震反应分析的模型与原理
结构构件模型的建立的准确与否关系到能否准确地分析非线性反应分析。建立合理的力学模型是正确分析建筑物受力的前提，根据模型可以对建筑的变形、受力情况有个整体了解。
本文用于分析的是混凝土本构模型，这种结构模型具有一定的特点。混凝土有个开裂压力，在受力大于这个开裂压力的情况下就会开裂。极限应变可以导致混凝土直接不工作，
2 基于性能的剪力墙数量的合理确定
要达到抵抗偶然性的地震，就需要预计强烈地震，要保证在此地震下建筑物不受严重的损坏。在地震时建筑结构的受力情况已经超出了正常的情况。可以对地面运动的记录进行分析，可以很好的描述了地震时建筑物的受力情况。
作为一种很常用的高层建筑物种的结构体系，框架-剪力墙结构在地震中可以很好地抵抗水平方向的载荷。在强烈的地震中建筑的抗侧力的首要结构式剪力墙，被地震破坏后，框架结构就代替剪力墙进行抵挡地震冲击。所以在抗震的建筑物的建设过程中，要实现的是能保持良好的变形能力，以便在各种地震的遭受破坏的程度要相对的小。
框架结构能决定建筑物在强震中能否保持不发生倒塌，延时性是框架结构的特性。框架楼层能够承受最大的延时性是设计建筑时首要考虑的因素，通过对于不同地震波带来的作用进行分析得出框架-剪力墙结构中的剪力墙的合理数量的设计。
基于性能的设计思想是在上世纪末的时候一位美国科学家提出来的，就是在保证性能水平的前途下能够达到在发生地震的情况下能够保证应有的抗震水平。
需要指出，基于性能的结构抗震设计有其特点，但它与现行的抗震设计不是截然没有联系的，而是一种延续和发展，从某种意义上，现行规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”就是一种性能要求，只是说怎样的破坏才算可修，中震允许产生多大的破坏，这些破坏对结构物或结构内部的设备、装修有什么影响⋯⋯这些内容并没有具体的得到量化。从这个角度来看，现行规范注意了在大震下保障生命安全，但是对如何避免地震破坏造成的巨大经济损失是没有足够的注意。近年来的几次大地震尽管人员伤亡不是很大，但经济损失往往是巨大的，这一事实是基于性能的抗震设计的出发点。那么在我国的高烈度区的重要建筑物，就很有必要在结构设计中设定双重目标性能，即第一类目标性能和第二类目标性能。目前广泛采用的建筑结构常规设计方法实际上是基于规范准则，而不是基于性能准则，即目前的常规设计是完全按照规范的要求进行的，而没有明确建筑结构的实际性能水平。
设计人员对框架—剪力墙结构进行设计时，一般步骤为：首先根据经验和建筑师协商确定剪力墙的大致数量和位置，再进行相应烈度下的振型分解反应谱计算，验证各项指标（变形、剪总比等）是否满足规范要求，在局部调整之后敲定总体结构布置方案，进入施工图设计阶段。如果建筑物满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中第5.5.2 条还需再补充验算弹塑性变形。从上述步骤可以看出，除非属于复杂结构或处于高烈度区的建筑，一般设计人员是不会补充弹塑性分析的，同时遵循规范设计后也无法明确设计项目在大震作用下具体的延性指标。
3 剪力墙平面布置与框架—剪力墙结构扭转效应的关系研究
在框架—剪力墙结构中，剪力墙平面的优化布置是一项十分重要的工作，已经确定剪力墙数量的前提下，不同的剪力墙平面布置方式会导致结构表现出不同的动力特性，从而将决定建筑物整体抗震性能的优劣。剪力墙平面布置的一般原则是“均匀、分散、对称、周边”。“均匀、分散”是要求剪力墙的片数多，每片的刚度不要太大；不要只设置一两片刚度很大、连续很长的剪力墙，因为片数太少，地震中万一个别剪力墙破坏后，剩下的一两片墙难以承受全部地震作用，截面设计也很困难（特别是连梁）。对应地基础承受过大的剪力和倾覆弯矩，尤为难以处理。所以在方案阶段宜考虑布置多片短的剪力墙，在楼层平面上均匀散开，不要集中在某一区域。“对称、周边”是对高层建筑抵抗扭转的要求，剪力墙的刚度大，它的位置对楼层平面刚度的分布起决定性的作用。剪力墙对称布置就能基本上保证了建筑物的对称性，避免和减少建筑物受到的扭矩；另一方面，剪力墙沿建筑平面的周边布置可以最大限度地加大抗扭转的内力臂，提高整个结构的抗扭能力。
4. 剪力墙的高度对框架—剪力墙结构非线性反应影响的分析
在框架—剪力墙结构的实际设计中，经常遇到这种情况，在结构上部由于电梯数量减少或建筑师要求布置成开敞式的大空间等原因，要减少剪力墙、芯筒的尺寸，甚至完全取消。此时这种剪力墙不到顶的结构布置方案就应运而生。目前国内工程界并不主张这样做，原因是这将导致结构转换层的内力变得复杂化；而国际上却认为，结构的抗侧移刚度可以沿高度发生突变，如果是框架—剪力墙结构，剪力墙甚至可以断层，而且认为转换层的截面设计只与该层分配到的绝对地
震作用效应有关，不必对它进行特殊加固。
评估剪力墙的不同高度对结构损伤性能的影响，可采用以下两种分析方法：（1）动力弹塑性时程分析。输入多条不同的地震波，将地震动的峰值加速度按不同抗震设防水准的要求进行调整，当地震波作用结束之后，利用损伤计算公式进行计算。（2）静力弹塑性分析。在结构上施加逐步增加的水平荷载，记录每一步结构的基底剪力、位移、刚度和等效自振周期等物理量的变化情况，当结构的顶层位移达到预先所设定的数值时，利用损伤计算公式进行计算。
采用上述第一种方法进行分析时，地震波的选取对最后结果的影响是比较大的，且计算的工作量很大，所以我们采用第二种方法计算结构在不同目标位移下的损伤指数。结构的自振周期和结构刚度之间是成比例关系的。
5.剪力墙和框架结构的协同工作原理及设计优化建议
为了对框架．剪力墙结构动力特性初步了解以及为后边计算阻尼提供参数，首先对初始计算模型进行了模态分析。考虑到结构动力性能的影响因素，并针对不同影响因素所建立的计算模型进行模态分析。由初始计算模型的模态计算结果分析可知，本文所设计的框架-剪力墙结构平面布置对称、规则合理；立面上质量、刚度分布较均匀，结构抗扭能力满足要求，具有良好的整体性能，适合于计算研究；结构前面几个低阶振型的运动在总运动中占主导地位。
参考文献：
[1] 袁兵, 黄炎生, 任立飞, 等. 框架-剪力墙基础隔震结构的地震扭转反应[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006,34(7).
[2] 薛海洪, 席丁民, 张晓丹. 剪力墙对框架-剪力墙结构抗震性能影响分析[J]. 四川建筑科学研究, 2010,36(3).
关键字：框架-剪力墙结构；剪力墙数量；抗震研究
Abstract: Aseismic design is always the object for researching. At the same time the new concepts and methodologies is not enough. This article is analyzing the affect of the number of shear wall and spatial position for earthquake resistant behavior.
Key words: frame-wall structures; numbers of walls；anti-seismic research
中圖分类号： TU323.5 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
城市化进程的不断加快，高层建筑由其独特的优势而越来越成为建筑的首选形式。在高层建筑中要考虑风荷载和地震等水平载荷所带来的结构受力，需要控制侧向位移以提高建筑的耐性。高层建筑物在以框架结构为主设计中，虽然具有空间分割的灵活性，但考虑的水平力作用是以剪切为主,导致需要的层间位移较大。若以剪力墙结构来设计时，不需要水平方向上很大的剪切力，但对于剪力墙的间距要求比较高，所以具有一定的局限性。在我国大多数采用的是框架-剪力墙结构来设计高层建筑，这样可以综合两者的长处，具有一定的抗震性能。
这种框架-剪力墙结构中抗测力的部分是剪力墙，能提高侧向刚度；抗纵向载荷部分主要的是框架结构，能使使用空间提高。在抵抗水平力的同时，两者通过楼板来协调变形。各层之间的变形可以由此变得均匀。因此提高了各方面的抗载荷的能力，在地震中可以减少对墙体的损坏。
1 结构构件非线性地震反应分析的模型与原理
结构构件模型的建立的准确与否关系到能否准确地分析非线性反应分析。建立合理的力学模型是正确分析建筑物受力的前提，根据模型可以对建筑的变形、受力情况有个整体了解。
本文用于分析的是混凝土本构模型，这种结构模型具有一定的特点。混凝土有个开裂压力，在受力大于这个开裂压力的情况下就会开裂。极限应变可以导致混凝土直接不工作，
2 基于性能的剪力墙数量的合理确定
要达到抵抗偶然性的地震，就需要预计强烈地震，要保证在此地震下建筑物不受严重的损坏。在地震时建筑结构的受力情况已经超出了正常的情况。可以对地面运动的记录进行分析，可以很好的描述了地震时建筑物的受力情况。
作为一种很常用的高层建筑物种的结构体系，框架-剪力墙结构在地震中可以很好地抵抗水平方向的载荷。在强烈的地震中建筑的抗侧力的首要结构式剪力墙，被地震破坏后，框架结构就代替剪力墙进行抵挡地震冲击。所以在抗震的建筑物的建设过程中，要实现的是能保持良好的变形能力，以便在各种地震的遭受破坏的程度要相对的小。
框架结构能决定建筑物在强震中能否保持不发生倒塌，延时性是框架结构的特性。框架楼层能够承受最大的延时性是设计建筑时首要考虑的因素，通过对于不同地震波带来的作用进行分析得出框架-剪力墙结构中的剪力墙的合理数量的设计。
基于性能的设计思想是在上世纪末的时候一位美国科学家提出来的，就是在保证性能水平的前途下能够达到在发生地震的情况下能够保证应有的抗震水平。
需要指出，基于性能的结构抗震设计有其特点，但它与现行的抗震设计不是截然没有联系的，而是一种延续和发展，从某种意义上，现行规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”就是一种性能要求，只是说怎样的破坏才算可修，中震允许产生多大的破坏，这些破坏对结构物或结构内部的设备、装修有什么影响⋯⋯这些内容并没有具体的得到量化。从这个角度来看，现行规范注意了在大震下保障生命安全，但是对如何避免地震破坏造成的巨大经济损失是没有足够的注意。近年来的几次大地震尽管人员伤亡不是很大，但经济损失往往是巨大的，这一事实是基于性能的抗震设计的出发点。那么在我国的高烈度区的重要建筑物，就很有必要在结构设计中设定双重目标性能，即第一类目标性能和第二类目标性能。目前广泛采用的建筑结构常规设计方法实际上是基于规范准则，而不是基于性能准则，即目前的常规设计是完全按照规范的要求进行的，而没有明确建筑结构的实际性能水平。
设计人员对框架—剪力墙结构进行设计时，一般步骤为：首先根据经验和建筑师协商确定剪力墙的大致数量和位置，再进行相应烈度下的振型分解反应谱计算，验证各项指标（变形、剪总比等）是否满足规范要求，在局部调整之后敲定总体结构布置方案，进入施工图设计阶段。如果建筑物满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中第5.5.2 条还需再补充验算弹塑性变形。从上述步骤可以看出，除非属于复杂结构或处于高烈度区的建筑，一般设计人员是不会补充弹塑性分析的，同时遵循规范设计后也无法明确设计项目在大震作用下具体的延性指标。
3 剪力墙平面布置与框架—剪力墙结构扭转效应的关系研究
在框架—剪力墙结构中，剪力墙平面的优化布置是一项十分重要的工作，已经确定剪力墙数量的前提下，不同的剪力墙平面布置方式会导致结构表现出不同的动力特性，从而将决定建筑物整体抗震性能的优劣。剪力墙平面布置的一般原则是“均匀、分散、对称、周边”。“均匀、分散”是要求剪力墙的片数多，每片的刚度不要太大；不要只设置一两片刚度很大、连续很长的剪力墙，因为片数太少，地震中万一个别剪力墙破坏后，剩下的一两片墙难以承受全部地震作用，截面设计也很困难（特别是连梁）。对应地基础承受过大的剪力和倾覆弯矩，尤为难以处理。所以在方案阶段宜考虑布置多片短的剪力墙，在楼层平面上均匀散开，不要集中在某一区域。“对称、周边”是对高层建筑抵抗扭转的要求，剪力墙的刚度大，它的位置对楼层平面刚度的分布起决定性的作用。剪力墙对称布置就能基本上保证了建筑物的对称性，避免和减少建筑物受到的扭矩；另一方面，剪力墙沿建筑平面的周边布置可以最大限度地加大抗扭转的内力臂，提高整个结构的抗扭能力。
4. 剪力墙的高度对框架—剪力墙结构非线性反应影响的分析
在框架—剪力墙结构的实际设计中，经常遇到这种情况，在结构上部由于电梯数量减少或建筑师要求布置成开敞式的大空间等原因，要减少剪力墙、芯筒的尺寸，甚至完全取消。此时这种剪力墙不到顶的结构布置方案就应运而生。目前国内工程界并不主张这样做，原因是这将导致结构转换层的内力变得复杂化；而国际上却认为，结构的抗侧移刚度可以沿高度发生突变，如果是框架—剪力墙结构，剪力墙甚至可以断层，而且认为转换层的截面设计只与该层分配到的绝对地
震作用效应有关，不必对它进行特殊加固。
评估剪力墙的不同高度对结构损伤性能的影响，可采用以下两种分析方法：（1）动力弹塑性时程分析。输入多条不同的地震波，将地震动的峰值加速度按不同抗震设防水准的要求进行调整，当地震波作用结束之后，利用损伤计算公式进行计算。（2）静力弹塑性分析。在结构上施加逐步增加的水平荷载，记录每一步结构的基底剪力、位移、刚度和等效自振周期等物理量的变化情况，当结构的顶层位移达到预先所设定的数值时，利用损伤计算公式进行计算。
采用上述第一种方法进行分析时，地震波的选取对最后结果的影响是比较大的，且计算的工作量很大，所以我们采用第二种方法计算结构在不同目标位移下的损伤指数。结构的自振周期和结构刚度之间是成比例关系的。
5.剪力墙和框架结构的协同工作原理及设计优化建议
为了对框架．剪力墙结构动力特性初步了解以及为后边计算阻尼提供参数，首先对初始计算模型进行了模态分析。考虑到结构动力性能的影响因素，并针对不同影响因素所建立的计算模型进行模态分析。由初始计算模型的模态计算结果分析可知，本文所设计的框架-剪力墙结构平面布置对称、规则合理；立面上质量、刚度分布较均匀，结构抗扭能力满足要求，具有良好的整体性能，适合于计算研究；结构前面几个低阶振型的运动在总运动中占主导地位。
参考文献：
[1] 袁兵, 黄炎生, 任立飞, 等. 框架-剪力墙基础隔震结构的地震扭转反应[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006,34(7).
[2] 薛海洪, 席丁民, 张晓丹. 剪力墙对框架-剪力墙结构抗震性能影响分析[J]. 四川建筑科学研究, 2010,36(3).