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【摘 要】 近年来，随着经济的不断发展和进步，建筑行业得到了迅速发展，尤其是高层建筑在城市建设中得到广泛应用，高层建筑的结构设计是关系着其建筑质量与安全的关键，其中框架剪力墙结构设计非常重要。本文主要就高层建筑框架剪力墙结构设计进行了分析研究。
【关键词】 高层建筑；框架剪力墙；结构设计
引言：
目前，我国城市化建设步伐不断深入，建筑业在城市化建设过程中占据着重要地位，由于城市人口的不断增加，高层建筑得到了广泛的应用和发展。高层建筑发展的关键就在于其结构设计的科学性和合理性，其中框架剪力墙结构设计是高层建筑结构设计中比较常见的形式，对于高层建筑施工质量有着重要影响。由此可见，加强高层建筑框架剪力墙结构设计的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑剪力墙结构设计所要遵循的原则
一般情况下，剪力墙结构具有整体性好、结构的刚度大特点，而在水平荷载的作用下也不容易发生变形现象。因此在设计计算剪力墙时要从竖向作用于水平作用下对结构进行整体性分析，对梁框架的剪力墙进行两次计算，分别是调整计算和不调整计算，并根据实际情况进行配筋设计。在剪力墙中要注意连梁跨高比高于2.5，否则在建筑中剪力情况就很容易出现，甚至会造成弯矩超出规定的范围。而在调整之后剪力的设计值与连梁的弯矩不得比使用的状况值低，同时也不能比设防烈度地震组合的弯矩设计值低，否则在实际中就会造成一定的危险。在控制剪切变形时要根据构建的数量来确定，在高层建筑中要尽量的减少发生扭转变形，但同时也要注意避免竖向构建刚度。在实际设计工程时，存在着一种现象，那就是当建筑的某一个方向的层间位移没有满足相应的规范要求时，设计人员就会增加其侧向的刚度。在自身平面内楼板的刚度是比较大的，但是在平面外面的楼板刚度很小，甚至可以忽略不计。还可以根据结构的类型和相应的受力情况，在洞口两侧加强边缘部分与剪力墙的两端部分需要根据墙肢在重力作用下轴压比的界限，进行约束边缘构造设计。
二、高层建筑框架剪力墙结构设计的标准
1、框架剪力的调整
1.1当Vf超过0.2V0时，该楼层的框架总剪力可以不做要求；当Vf没有达到要求时，该楼层的框架总剪力应按0.2V0和1.5Vf，max（二者的较小值采用）[1]。
1.2根据调整前和调整后总剪力的比值进行调整，调整的内容包括每根框架柱、与框架柱相连框架梁的剪力以及端部弯矩标准值，同时要保持框架柱的轴力标准值没有发生改变。
1.3为了确保计算数据以及结果的准确性，在使用按振型分解反应谱法进行地震作用计算时，要注意其计算顺序是在第一点所规定的调整之前。
2、框架剪力墙的基本假定
框架—剪力墙结构体系涉及到的问题很多，对计算提出了更高的要求，特别是分析框架—剪力墙结构体系在水平荷载作用下的内力。为了减少计算量，一般情况下会把它当做为平面结构进行计算，并在分析结构的过程中使用假设法，比如：假设楼板在自身平面内可以承受的负荷量没有限制，那么即使是在水平荷载的作用下，框架和剪力墙的相对位置是固定不变的；假设能够保证结构体形规整、剪力墙设置对称均匀，并且结构在水平荷载作用下没有发生扭转现象。在以上基本假定的基础下，在水平荷载作用下，同标高处的剪力墙和框架在水平上的相对位置会保持不变。在这种情况下，把所有剪力墙综合在一起，就形成总剪力墙，同理，将所有框架综合在一起，就形成总框架。除此之外，楼板还起到保持各片平面结构的水平侧移的作用。
3、合理布置剪力墙结构
剪力墙的作用是在承受竖向荷载、水平地震作用和风荷载三个方面上表现出来的。如果平面为矩形、T形和L形，剪力墙结构的布置方向是沿纵横两个方向；如果平面为三角形和Y形，那么剪力墙的布置方向是沿任意三个方向；如果平面为多边形、圆形和弧形，那么剪力墙的布置方向是沿环向和径向。剪力墙是沿竖直方向贯通整个建筑物内部结构的，并且要保证剪力墙不会中断。顶层若存在用于设置大房间而取消剪力墙的部分，那么就要加强其他部分的剪力墙的构造；若底层存在取消剪力墙的部分时，要设置转换楼层，还要根据相关规定进行结构设计[2]。剪力墙的厚度不是一成不变的，其可以根据阶段变化而适当改变，按照规定，剪力墙厚度每次减少的量是50～100mm，这样的做法是为了保证剪力墙刚度均匀，连续改变、厚度改变以及混凝土强度等级的改变是为了错开楼层。通常情况下，减小厚度要两侧同时内收，以避免上下剪力墙结构发生偏心情况。
三、高层建筑框架剪力墙结构设计应用
1、连梁设计
在对连梁抗震性与非抗震性设计时，从高跨比上来分类主要有两种，分别是高跨比大于2.5与小于2.5两种，同时这也对受剪承载力与截面的配筋有着相应的规范要求。因此在对连梁设计时可以采用两种方式。首先是在开始计算内力之前，要先拆减连梁本身的刚度。其次是在计算内力之后，还需要在连梁的弯矩组合与剪力上乘以折减系数。在计算的时候还需要注意的是，无论采取哪种算法，在实际使用时都需要来确定相应的剪力和弯矩设计值，并且这个数值要比调整之后的数值要小。另外，在设计弯矩的时候，也要根据低于预防烈度一度地震组合值来获得，这样就可以保证在正常使用情况下，或者是出现小型地震时，可以有效的预防裂缝，最终保证高层建筑的结构安全。
2、高层剪力墙结构的抗震设计
为了降低地震对建筑物的破坏程度，相关机构分析了我国历史上的地震记录，最后得出结论：地震会对高层剪力墙结构造成严重破坏，原因是高层剪力墙结构的底层刚度与上部刚度存在很大差距，在这种情况下，当地震集中作用于其底层时，底层会发生剧烈的集中的变形。所以，在优化高层剪力墙结构的抗震结构设计时，要把重点放在控制底层刚度与上部刚度的差距上。除此之外，因为不同地区的地震等级不同，所以相应的抗震设计也要结合地区的具体情况而定，尽量做到经济和安全两个方面。
3、剪力墙的构造
结构的抗震构造措施应和抗震计算具有同等重要的地位。在注意满足规范要求的同时，尚注意以下几点：
3.1框架剪力墙结构中的剪力墙一般是零星分散布置的，所形成的结构刚度并不大，为了使剪力墙成为主要的抗侧力构件，《抗震规范》第6.1.8条规定“一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400”，这是要求连梁的刚度不宜太小。相反，在剪力墙结构中，由于墙体多而密，所形成的结构整体刚度往往过大，吸引的地震力大，因此，《抗震规范》第6.1.9条规定较长的抗震墙宜开设洞口，将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段，洞口连梁的跨高比宜大于6，各墙段的高宽比不应小于2，这是要求连梁刚度不宜太大。规范的这些要求是通过控制剪力墙连梁的刚度，来调整剪力墙墙体的刚度，从而使结构整体刚度调整至合适程度，更好地发挥开洞剪力墙的作用[3]。
3.2一片剪力墙的长度不应大于8m，当超过时，应利用洞口分割成两片墙，当功能上不需要洞口时，洞口可用轻质材料填充，因为过长的剪力墙中央部分的钢筋尚未达到屈服阶段，其端部的钢筋早因变形过大被拉断而破坏，这对在核心筒位置布置的剪力墙应特别注意。
3.3框架剪力墙结构是典型的双重抗侧力结构体系，抗震设计中，通常剪力墙作为第一道抗震防线首先屈服，框架作为第二道抗震防线。总之，适当处理构件的强弱关系，使其形成多道抗震防线，充分发挥双重抗侧力结构体系的作用，保证结构的承载力和良好的延性，是增强结构抗倒塌能力的重要措施。
四、结束语
总之，高层建筑框架剪力墙结构设计是关系整个建筑质量与安全的关键，在具体的工作中要注重其設计要点，不断优化设计，促进其进一步发展。
参考文献：
[1]曹爱群.浅谈高层建筑框架剪力墙结构的设计[J].工程与建设，2011，03：348-350.
[2]张志新.高层建筑框剪结构设计探讨[J].才智，2013，11：279.
[3]杨华.框架-剪力墙结构的合理设计[J].甘肃科技，2008，18：127-129.
本文所有参考资料来源于中国知网。
【关键词】 高层建筑；框架剪力墙；结构设计
引言：
目前，我国城市化建设步伐不断深入，建筑业在城市化建设过程中占据着重要地位，由于城市人口的不断增加，高层建筑得到了广泛的应用和发展。高层建筑发展的关键就在于其结构设计的科学性和合理性，其中框架剪力墙结构设计是高层建筑结构设计中比较常见的形式，对于高层建筑施工质量有着重要影响。由此可见，加强高层建筑框架剪力墙结构设计的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑剪力墙结构设计所要遵循的原则
一般情况下，剪力墙结构具有整体性好、结构的刚度大特点，而在水平荷载的作用下也不容易发生变形现象。因此在设计计算剪力墙时要从竖向作用于水平作用下对结构进行整体性分析，对梁框架的剪力墙进行两次计算，分别是调整计算和不调整计算，并根据实际情况进行配筋设计。在剪力墙中要注意连梁跨高比高于2.5，否则在建筑中剪力情况就很容易出现，甚至会造成弯矩超出规定的范围。而在调整之后剪力的设计值与连梁的弯矩不得比使用的状况值低，同时也不能比设防烈度地震组合的弯矩设计值低，否则在实际中就会造成一定的危险。在控制剪切变形时要根据构建的数量来确定，在高层建筑中要尽量的减少发生扭转变形，但同时也要注意避免竖向构建刚度。在实际设计工程时，存在着一种现象，那就是当建筑的某一个方向的层间位移没有满足相应的规范要求时，设计人员就会增加其侧向的刚度。在自身平面内楼板的刚度是比较大的，但是在平面外面的楼板刚度很小，甚至可以忽略不计。还可以根据结构的类型和相应的受力情况，在洞口两侧加强边缘部分与剪力墙的两端部分需要根据墙肢在重力作用下轴压比的界限，进行约束边缘构造设计。
二、高层建筑框架剪力墙结构设计的标准
1、框架剪力的调整
1.1当Vf超过0.2V0时，该楼层的框架总剪力可以不做要求；当Vf没有达到要求时，该楼层的框架总剪力应按0.2V0和1.5Vf，max（二者的较小值采用）[1]。
1.2根据调整前和调整后总剪力的比值进行调整，调整的内容包括每根框架柱、与框架柱相连框架梁的剪力以及端部弯矩标准值，同时要保持框架柱的轴力标准值没有发生改变。
1.3为了确保计算数据以及结果的准确性，在使用按振型分解反应谱法进行地震作用计算时，要注意其计算顺序是在第一点所规定的调整之前。
2、框架剪力墙的基本假定
框架—剪力墙结构体系涉及到的问题很多，对计算提出了更高的要求，特别是分析框架—剪力墙结构体系在水平荷载作用下的内力。为了减少计算量，一般情况下会把它当做为平面结构进行计算，并在分析结构的过程中使用假设法，比如：假设楼板在自身平面内可以承受的负荷量没有限制，那么即使是在水平荷载的作用下，框架和剪力墙的相对位置是固定不变的；假设能够保证结构体形规整、剪力墙设置对称均匀，并且结构在水平荷载作用下没有发生扭转现象。在以上基本假定的基础下，在水平荷载作用下，同标高处的剪力墙和框架在水平上的相对位置会保持不变。在这种情况下，把所有剪力墙综合在一起，就形成总剪力墙，同理，将所有框架综合在一起，就形成总框架。除此之外，楼板还起到保持各片平面结构的水平侧移的作用。
3、合理布置剪力墙结构
剪力墙的作用是在承受竖向荷载、水平地震作用和风荷载三个方面上表现出来的。如果平面为矩形、T形和L形，剪力墙结构的布置方向是沿纵横两个方向；如果平面为三角形和Y形，那么剪力墙的布置方向是沿任意三个方向；如果平面为多边形、圆形和弧形，那么剪力墙的布置方向是沿环向和径向。剪力墙是沿竖直方向贯通整个建筑物内部结构的，并且要保证剪力墙不会中断。顶层若存在用于设置大房间而取消剪力墙的部分，那么就要加强其他部分的剪力墙的构造；若底层存在取消剪力墙的部分时，要设置转换楼层，还要根据相关规定进行结构设计[2]。剪力墙的厚度不是一成不变的，其可以根据阶段变化而适当改变，按照规定，剪力墙厚度每次减少的量是50～100mm，这样的做法是为了保证剪力墙刚度均匀，连续改变、厚度改变以及混凝土强度等级的改变是为了错开楼层。通常情况下，减小厚度要两侧同时内收，以避免上下剪力墙结构发生偏心情况。
三、高层建筑框架剪力墙结构设计应用
1、连梁设计
在对连梁抗震性与非抗震性设计时，从高跨比上来分类主要有两种，分别是高跨比大于2.5与小于2.5两种，同时这也对受剪承载力与截面的配筋有着相应的规范要求。因此在对连梁设计时可以采用两种方式。首先是在开始计算内力之前，要先拆减连梁本身的刚度。其次是在计算内力之后，还需要在连梁的弯矩组合与剪力上乘以折减系数。在计算的时候还需要注意的是，无论采取哪种算法，在实际使用时都需要来确定相应的剪力和弯矩设计值，并且这个数值要比调整之后的数值要小。另外，在设计弯矩的时候，也要根据低于预防烈度一度地震组合值来获得，这样就可以保证在正常使用情况下，或者是出现小型地震时，可以有效的预防裂缝，最终保证高层建筑的结构安全。
2、高层剪力墙结构的抗震设计
为了降低地震对建筑物的破坏程度，相关机构分析了我国历史上的地震记录，最后得出结论：地震会对高层剪力墙结构造成严重破坏，原因是高层剪力墙结构的底层刚度与上部刚度存在很大差距，在这种情况下，当地震集中作用于其底层时，底层会发生剧烈的集中的变形。所以，在优化高层剪力墙结构的抗震结构设计时，要把重点放在控制底层刚度与上部刚度的差距上。除此之外，因为不同地区的地震等级不同，所以相应的抗震设计也要结合地区的具体情况而定，尽量做到经济和安全两个方面。
3、剪力墙的构造
结构的抗震构造措施应和抗震计算具有同等重要的地位。在注意满足规范要求的同时，尚注意以下几点：
3.1框架剪力墙结构中的剪力墙一般是零星分散布置的，所形成的结构刚度并不大，为了使剪力墙成为主要的抗侧力构件，《抗震规范》第6.1.8条规定“一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400”，这是要求连梁的刚度不宜太小。相反，在剪力墙结构中，由于墙体多而密，所形成的结构整体刚度往往过大，吸引的地震力大，因此，《抗震规范》第6.1.9条规定较长的抗震墙宜开设洞口，将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段，洞口连梁的跨高比宜大于6，各墙段的高宽比不应小于2，这是要求连梁刚度不宜太大。规范的这些要求是通过控制剪力墙连梁的刚度，来调整剪力墙墙体的刚度，从而使结构整体刚度调整至合适程度，更好地发挥开洞剪力墙的作用[3]。
3.2一片剪力墙的长度不应大于8m，当超过时，应利用洞口分割成两片墙，当功能上不需要洞口时，洞口可用轻质材料填充，因为过长的剪力墙中央部分的钢筋尚未达到屈服阶段，其端部的钢筋早因变形过大被拉断而破坏，这对在核心筒位置布置的剪力墙应特别注意。
3.3框架剪力墙结构是典型的双重抗侧力结构体系，抗震设计中，通常剪力墙作为第一道抗震防线首先屈服，框架作为第二道抗震防线。总之，适当处理构件的强弱关系，使其形成多道抗震防线，充分发挥双重抗侧力结构体系的作用，保证结构的承载力和良好的延性，是增强结构抗倒塌能力的重要措施。
四、结束语
总之，高层建筑框架剪力墙结构设计是关系整个建筑质量与安全的关键，在具体的工作中要注重其設计要点，不断优化设计，促进其进一步发展。
参考文献：
[1]曹爱群.浅谈高层建筑框架剪力墙结构的设计[J].工程与建设，2011，03：348-350.
[2]张志新.高层建筑框剪结构设计探讨[J].才智，2013，11：279.
[3]杨华.框架-剪力墙结构的合理设计[J].甘肃科技，2008，18：127-129.
本文所有参考资料来源于中国知网。