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摘要：框架－剪力墙结构也叫做框剪结构，如何设计框架－剪力墙结构，应根据底层结构剪力墙与框架柱面积之和与本楼层面积之比确定剪力墙数量，然后通过计算判断剪力墙布置的合理性。首先它对于高层建筑十分适用，再者框架剪力墙的性价比较高，故在国内有很广泛的应用。本文主要结合笔者多年工作经验对高层框架－剪力墙结构设计进行简要分析。
关键词：高层；框架－剪力墙；结构；设计
Abstract: the rc frame-shear wall structure also called box shear structure, how to design rc frame-shear wall structure, should be based on the bottom shear wall structure and size of frame column with the floor area than determine the number of shear wall, and then judge, by calculation, shear wall arrangement of rationality. First of all it is applicable for high-rise buildings, moreover the frame shear wall of high cost performance, therefore, in domestic have a wide range of applications. This paper the author years of work experience of senior frame-shear wall structure design is briefly analyzed.
Keywords: top; Frame-shear wall; Structure; design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
前言：结构设计在建筑中是一项非常重要的工作，结构设计的好坏直接影响到建筑的质量。框架－剪力墙结构体系是由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两部分组成。框架的梁柱为刚接，框架与剪力墙可为刚接，也可为铰接。框架－剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间的优点，比较容易满足建筑物的使用要求，因此在实际工程中得到广泛的应用。
1框架－剪力墙结构的计算要点
高层框架－剪力墙结构的计算应考虑剪力墙与框架两种类型结构的不同受力特点，按协同工作条件进行内力，位移分析。不应将楼层剪力简单地按某种比例在框架与剪力墙之间分配。框架－剪力墙结构应优先采用三维空间分析方法进行内力与位移计算。框架－剪力墙结构在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度，但是，框架与剪力墙之间的连梁和剪力墙墙肢间的连梁刚度可予以折减，折减系数不应小于0.5.计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑折减。周期折减的目的是为了充分考虑框架结构的填充墙刚度对计算周期的影响，当填充墙较多时，周期的折减系数为0.7至0.8，填充墙较少时，周期折减系数为0.8至0.9，这里所讲的填充墙是指砖填充墙，当采用其他非承重墙体时，可根据工程情况确定
周期折减系数。
2框架－剪力墙结构的构造要求
有抗震设防的高层框架－剪力墙结构截面设计，应首先注意使结构具备良好的延性，使延性系数达到4～6的要求。高层框架－剪力墙结构应设计成带有梁柱的边框剪力墙。带边框的剪力墙，框架梁可通过剪力墙顶连通设置，否则应设置暗梁与端柱组成边框。暗梁截面宽度可同墙厚，高度可取墙厚的两倍或与该片框架梁截面等高，暗梁的配筋可按构造配置且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求，梁纵向钢筋上下相等且连通全长，梁箍筋按框架的加密区构造设置，全跨加密。端柱截面宜与同层该榀框架其他柱相同，并满足框架柱构造配筋的要求。
3框架－剪力墙结构的非线性反应
钢筋混凝土框架－剪力墙结构，在强烈地震作用下能有效地通过反复的非弹性变形耗散地震能量，是一种较好的抗震结构体系。然而目前的抗震设计规范尚有其不足之处，许多按规范设计的钢筋混凝土框架剪力墙结构房屋，仍然遭到不同程度的甚至是达到失效的严重非结构或结构破坏。因此钢筋混凝土框架-剪力墙结构的非线性分析受到了重视，国内外学者开展了大量的相关研究。
3.1钢筋混凝土构件在动力荷载作用下的非线性动力性能相当的复杂，使得传统的平面非线性分析无法反映空间结构各构件的协同作用。先前一些国家合作研究，通过一个 7 层钢筋混凝土框架- 剪力墙结构的伪动力试验和振动台模型试验，揭示了这种结构在非弹性范围的反应，是以墙的转动和墙周围框架约束墙转动的三维机制为主。为了考虑框架－剪力墙结构的这种空间效应，目前许多研究者从简单实用而又具有合理精度的角度出发，提出了拟三维分析模型和完全三维分析模型。高层钢筋混凝土框架剪力墙三维非线地震反应析的计算工作量极大，目前的分析模型要应用于实际仍很困难。同时三维非线性反应分析中柱的双轴弯曲和变轴力影响问题是非常复杂的，目前虽已提出若干模型，但仍有待发展和验证。本文认为采用目前较为理想的多竖线单元墙模型，用基于自平衡力的结构非线性动力反应分析方法来进行框架- 剪力墙的拟三维非线性地震反应分析，是较为合适的。
3.2 多竖向杆单元模型是一种国内外研究较多的非线性分析模型，它将墙的轴向变形，弯曲变形用多垂直杆模拟，剪切变形用一个剪切弹簧模拟。如图所示的多竖向杆单元分析模型，根据墙横截面的应力分布状态，取五根竖向杆，两侧向竖向杆单元代表两边界柱的轴向刚度，内部竖向杆单元代表中间墙板的轴向刚度。墙单元的弯曲刚度由所有竖向杆整体给出。墙体的剪切刚度由图中的水平弹簧提供。五根竖向杆中的中间竖向杆为剪切拉压杆，左右两边杆为屈服拉压杆，左右中间杆为开裂杆，但它们也可能全是弹性杆，也可能只有左右两边杆为开裂杆，这取决于荷载作用情况。
多竖线单元分析模型
对于与框架－剪力墙平行的框架梁，即纵向梁构件采用带非线性转动弹簧的线弹性弹簧梁单元模拟。对于柱单元则假定其只发生非弹性弯曲变性而不发生非弹性轴向变形。对于框架－剪力墙结构中的横向梁两端承受着不同的竖向位移，并且由于节点的转动和两节点转动量的不同，横向梁还承受扭转。因此可采用竖向和转动弹性弹簧来模拟这种效应。模型中指定相对转动中心位于墙构件中心轴上高度 ch 点处，认为参数 C 的合适值可基于沿层间高度预期的曲率分布选取，计算中一般取 c=0.4。试验分析表明，多竖向单元模型考慮了墙截面中性轴的移动，可预测墙的弯曲反应，是一种适合于多层钢筋混凝土框架-剪力墙结构的非线性分析的拟三维模型。
4框架－剪力墙构造的设计注意事项
（1）部分框架支的设计。对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大,则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，因此将长墙分成墙段，使墙的高宽比大于2，墙段由墙肢和连梁组成。其目的是设置刚度和承载力较小的连梁(跨高比不小6的连粱)，这样防止在地震作用下，先破坏连梁,使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
（2）抗震端的设计。抗震端和部分框支墙结构的墙肢截面长度沿高度不宜有太大出入和变化，一、二级抗震墙的底部加强区以及墙体洞口较大时，最好不要有错洞布置的剪力墙。
（3）框支层的设计。部分框支的抗震墙结构在地震作用时有可能将变形集中在框支层上，这样就应该首先加固框支层，使其牢固。一般地规范规定是，框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层的侧向刚度的50%。框支墙的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担,所以要保证楼板有足够大的平面内刚度传递水平力。落地墙最大水平间距不宜大于24m。
（4）墙的竖向钢筋的设计。在框架剪力墙中，特别是高层的工程设计里面，竖向钢筋主要起到抗弯作用。高层建筑与底层不同，在目前一些多层低高层剪力墙中电算记过多为构造配筋，但配筋时所取的配筋率有的人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，但是高层建筑中的剪力墙设计不能这么做，这一点必须注意。
结语：目前框架－剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用已很普遍，同时框架－剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土结构中的一种较好的常用的结构体系，值得我们工程设计人员在实际工程设计中认真探讨与研究，从实践中不断积累总结多方面的经验，不断创新，使建筑结构合理以求得合适的经济技术指标。
参考文献：
[1]李满江.现浇钢筋混凝土楼板结构裂缝分析与处理措施探讨[J].中外建筑，2010
[2]秦力，贾小刚，杨艳艳.剪力墙平面布置对异形柱框剪结构地震响应的影响分析[J].建筑结构，2010
[3]赖海辉.刍议优化高层建筑剪力墙结构设计的措施[J].消费导刊, 2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高层；框架－剪力墙；结构；设计
Abstract: the rc frame-shear wall structure also called box shear structure, how to design rc frame-shear wall structure, should be based on the bottom shear wall structure and size of frame column with the floor area than determine the number of shear wall, and then judge, by calculation, shear wall arrangement of rationality. First of all it is applicable for high-rise buildings, moreover the frame shear wall of high cost performance, therefore, in domestic have a wide range of applications. This paper the author years of work experience of senior frame-shear wall structure design is briefly analyzed.
Keywords: top; Frame-shear wall; Structure; design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
前言：结构设计在建筑中是一项非常重要的工作，结构设计的好坏直接影响到建筑的质量。框架－剪力墙结构体系是由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两部分组成。框架的梁柱为刚接，框架与剪力墙可为刚接，也可为铰接。框架－剪力墙结构体系具有灵活组成使用空间的优点，比较容易满足建筑物的使用要求，因此在实际工程中得到广泛的应用。
1框架－剪力墙结构的计算要点
高层框架－剪力墙结构的计算应考虑剪力墙与框架两种类型结构的不同受力特点，按协同工作条件进行内力，位移分析。不应将楼层剪力简单地按某种比例在框架与剪力墙之间分配。框架－剪力墙结构应优先采用三维空间分析方法进行内力与位移计算。框架－剪力墙结构在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度，但是，框架与剪力墙之间的连梁和剪力墙墙肢间的连梁刚度可予以折减，折减系数不应小于0.5.计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑折减。周期折减的目的是为了充分考虑框架结构的填充墙刚度对计算周期的影响，当填充墙较多时，周期的折减系数为0.7至0.8，填充墙较少时，周期折减系数为0.8至0.9，这里所讲的填充墙是指砖填充墙，当采用其他非承重墙体时，可根据工程情况确定
周期折减系数。
2框架－剪力墙结构的构造要求
有抗震设防的高层框架－剪力墙结构截面设计，应首先注意使结构具备良好的延性，使延性系数达到4～6的要求。高层框架－剪力墙结构应设计成带有梁柱的边框剪力墙。带边框的剪力墙，框架梁可通过剪力墙顶连通设置，否则应设置暗梁与端柱组成边框。暗梁截面宽度可同墙厚，高度可取墙厚的两倍或与该片框架梁截面等高，暗梁的配筋可按构造配置且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求，梁纵向钢筋上下相等且连通全长，梁箍筋按框架的加密区构造设置，全跨加密。端柱截面宜与同层该榀框架其他柱相同，并满足框架柱构造配筋的要求。
3框架－剪力墙结构的非线性反应
钢筋混凝土框架－剪力墙结构，在强烈地震作用下能有效地通过反复的非弹性变形耗散地震能量，是一种较好的抗震结构体系。然而目前的抗震设计规范尚有其不足之处，许多按规范设计的钢筋混凝土框架剪力墙结构房屋，仍然遭到不同程度的甚至是达到失效的严重非结构或结构破坏。因此钢筋混凝土框架-剪力墙结构的非线性分析受到了重视，国内外学者开展了大量的相关研究。
3.1钢筋混凝土构件在动力荷载作用下的非线性动力性能相当的复杂，使得传统的平面非线性分析无法反映空间结构各构件的协同作用。先前一些国家合作研究，通过一个 7 层钢筋混凝土框架- 剪力墙结构的伪动力试验和振动台模型试验，揭示了这种结构在非弹性范围的反应，是以墙的转动和墙周围框架约束墙转动的三维机制为主。为了考虑框架－剪力墙结构的这种空间效应，目前许多研究者从简单实用而又具有合理精度的角度出发，提出了拟三维分析模型和完全三维分析模型。高层钢筋混凝土框架剪力墙三维非线地震反应析的计算工作量极大，目前的分析模型要应用于实际仍很困难。同时三维非线性反应分析中柱的双轴弯曲和变轴力影响问题是非常复杂的，目前虽已提出若干模型，但仍有待发展和验证。本文认为采用目前较为理想的多竖线单元墙模型，用基于自平衡力的结构非线性动力反应分析方法来进行框架- 剪力墙的拟三维非线性地震反应分析，是较为合适的。
3.2 多竖向杆单元模型是一种国内外研究较多的非线性分析模型，它将墙的轴向变形，弯曲变形用多垂直杆模拟，剪切变形用一个剪切弹簧模拟。如图所示的多竖向杆单元分析模型，根据墙横截面的应力分布状态，取五根竖向杆，两侧向竖向杆单元代表两边界柱的轴向刚度，内部竖向杆单元代表中间墙板的轴向刚度。墙单元的弯曲刚度由所有竖向杆整体给出。墙体的剪切刚度由图中的水平弹簧提供。五根竖向杆中的中间竖向杆为剪切拉压杆，左右两边杆为屈服拉压杆，左右中间杆为开裂杆，但它们也可能全是弹性杆，也可能只有左右两边杆为开裂杆，这取决于荷载作用情况。
多竖线单元分析模型
对于与框架－剪力墙平行的框架梁，即纵向梁构件采用带非线性转动弹簧的线弹性弹簧梁单元模拟。对于柱单元则假定其只发生非弹性弯曲变性而不发生非弹性轴向变形。对于框架－剪力墙结构中的横向梁两端承受着不同的竖向位移，并且由于节点的转动和两节点转动量的不同，横向梁还承受扭转。因此可采用竖向和转动弹性弹簧来模拟这种效应。模型中指定相对转动中心位于墙构件中心轴上高度 ch 点处，认为参数 C 的合适值可基于沿层间高度预期的曲率分布选取，计算中一般取 c=0.4。试验分析表明，多竖向单元模型考慮了墙截面中性轴的移动，可预测墙的弯曲反应，是一种适合于多层钢筋混凝土框架-剪力墙结构的非线性分析的拟三维模型。
4框架－剪力墙构造的设计注意事项
（1）部分框架支的设计。对于抗震墙结构和部分框支抗震墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大,则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，因此将长墙分成墙段，使墙的高宽比大于2，墙段由墙肢和连梁组成。其目的是设置刚度和承载力较小的连梁(跨高比不小6的连粱)，这样防止在地震作用下，先破坏连梁,使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
（2）抗震端的设计。抗震端和部分框支墙结构的墙肢截面长度沿高度不宜有太大出入和变化，一、二级抗震墙的底部加强区以及墙体洞口较大时，最好不要有错洞布置的剪力墙。
（3）框支层的设计。部分框支的抗震墙结构在地震作用时有可能将变形集中在框支层上，这样就应该首先加固框支层，使其牢固。一般地规范规定是，框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层的侧向刚度的50%。框支墙的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担,所以要保证楼板有足够大的平面内刚度传递水平力。落地墙最大水平间距不宜大于24m。
（4）墙的竖向钢筋的设计。在框架剪力墙中，特别是高层的工程设计里面，竖向钢筋主要起到抗弯作用。高层建筑与底层不同，在目前一些多层低高层剪力墙中电算记过多为构造配筋，但配筋时所取的配筋率有的人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，但是高层建筑中的剪力墙设计不能这么做，这一点必须注意。
结语：目前框架－剪力墙结构在高层建筑结构设计中的应用已很普遍，同时框架－剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土结构中的一种较好的常用的结构体系，值得我们工程设计人员在实际工程设计中认真探讨与研究，从实践中不断积累总结多方面的经验，不断创新，使建筑结构合理以求得合适的经济技术指标。
参考文献：
[1]李满江.现浇钢筋混凝土楼板结构裂缝分析与处理措施探讨[J].中外建筑，2010
[2]秦力，贾小刚，杨艳艳.剪力墙平面布置对异形柱框剪结构地震响应的影响分析[J].建筑结构，2010
[3]赖海辉.刍议优化高层建筑剪力墙结构设计的措施[J].消费导刊, 2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。