高層建筑框架剪力墻結構設計中幾個問題的探討

高磊

摘 要：高層建筑框架剪力墻結構的有效論述，既能夠憑借高層建筑功能環(huán)境需求，提供穩(wěn)定的荷載協(xié)調空間，從而確保整體建筑滿足穩(wěn)定性的條件；同時更能夠根據框架剪力墻結構的特性，鞏固整體動荷載傳導環(huán)境，并能夠在此基礎上優(yōu)化建筑功能，從而確保高層建筑結構體系的構建，滿足經濟性的市場優(yōu)勢。本文基于高層建筑框架剪力墻結構設計中的問題展開分析，在明確結構特點和設計重點過程中，期望能夠為后續(xù)高層建筑體系構建提供良好參照。

關鍵詞：高層建筑；框架剪力墻；結構設計；問題分析

1 高層建筑框架剪力墻受力特點

1.1 變形協(xié)調特點

基于高層建筑體系的特點，通常在開展結構設計工程中，會考慮框架剪力墻結構體系承載多范圍力的作用。期間，根據高層建筑水平迎風面的影響，往往會因為額外的風荷載，為結構環(huán)境添加較大的應力環(huán)境，只有針對性提供變形協(xié)調材料，才能夠確保整體動荷載能夠被適應，并隨著樓層的升高，將形變參數(shù)有效降低，從而確保整體結構功能環(huán)境穩(wěn)定。其次，基于變形協(xié)調特性，在結構體系構建過程中，能夠基于整體性等條件，有效保障結構材料完整，避免因為形變量差異導致整體結構受影響。在此期間，剪力墻體系的構建便是框架結構形變約束的核心，在出現(xiàn)應力影響過程中，大多水平力條件都會落實在剪力墻體系內部，從而在逐步升高的樓層環(huán)境內，達成剪切曲線變形協(xié)調條件，鞏固整體高層建筑使用的穩(wěn)定性。

1.2 受力狀態(tài)特點

基于高層建筑框架剪力墻之間的拉力特點，能夠有效約束建筑受力環(huán)境所造成的形變量，從而確保整體應力分配環(huán)境能夠穩(wěn)定。同時，也能夠憑借框架水平剪力狀況，鞏固框架結構頂端外荷載壓力，從而利用剪力墻的結構特性，分擔一部分水平荷載力。但在此環(huán)境中，兩者結構體系之間的連接部件會承受較大的剪力，只有針對框架結構特性和剛性進行細致計算，才能夠確保整體高層建筑受力環(huán)境穩(wěn)定，并避免出現(xiàn)重大工程事故。

2 高層框架剪力墻設計重點

2.1 豎向結構布置

高層建筑豎向結構的布置，應當考慮到建筑體系在地震等環(huán)境中，出現(xiàn)的豎向剛度突變情況，確保能夠具備荷載傳導和材料剛度的條件，才能夠避免造成使用事故的發(fā)生。期間，針對高層建筑功能分區(qū)特性，在轉換層構建使用過程中，應當針對其中豎向荷載條件精確，并提供反應簡單的平臺，以避免整體結構環(huán)境受到多方面因素干擾；同時，在剪力墻轉換梁的上一層，由于支柱承受垂直荷載較大，不宜設置門洞條件，以免造成不穩(wěn)定的狀況。

2.2 平面結構布置

平面結構布置應當考慮建筑功能空間使用需求展開工作。期間，應當明確變形縫等空間協(xié)調工作能夠有效落實，這樣才能夠確保整體結構環(huán)境滿足互不影響基礎條件。其次，在高層建筑結構體系構建中，應當盡量確保整體結構環(huán)境對稱，并無特殊外力影響，以便整體建筑中心偏差值有效降低，否則身處于地震等環(huán)境中，勢必會因為質量中心不穩(wěn)定的狀況，導致整體結構環(huán)境失穩(wěn)。

2.3 轉換層構建布置

轉換層是基于高層建筑功能空間差異性提供的空間轉換條件。在論述過程中，應當明確建筑上下層結構環(huán)境具備材料與荷載統(tǒng)籌的條件，并能夠保障上部荷載環(huán)境穩(wěn)定，基于高層建筑荷載環(huán)境的復雜性，應當針對提供參數(shù)分析平臺，并按照應力計算結構進行具備剛性加強，這樣才能夠確保整體結構環(huán)境穩(wěn)定。

3 高層建筑框架剪力墻結構設計問題分析

3.1 框架梁支座計算鑒定

在構建框架剪力墻結構體系過程中，梁柱條件必須與外柱嵌固，并與墻體進行鉸接，這樣才能夠確保整體結構環(huán)境，且具備形變量協(xié)調的優(yōu)勢。但在實際圖紙設計中，往往針對框架梁支座的設定存在疏漏，如此便導致了支座配筋工作難以落實，甚至為后續(xù)結構體系構建埋下了難以彌補的隱患。

3.2 短肢墻體系的計算

短肢墻結構應采用三維電算程序進行結構整體分析，豎向構件用開口薄壁桿模型或墻元模型。計算中當反映出的剛度不合適不均勻或者扭轉偏大時，應調整結構布置后重算，以取得最好效果后再繪制施工囤。構件設計中，應注意豎桿一般屬雙向壓彎桿，短肢墻一般都是在壓彎、剪復合狀況下受力，當肢長≤4倍墻厚時，則應按異形柱進行設計計算。應用TBSA分析剪力墻結構時，尚應注意當肢長小于4倍墻厚時，則應按異形柱進行設計計算。應用TBSA分析剪力墻結構時，尚應注意當肢長小于4倍墻厚時，電算輸出的墻配筋只是柱子單邊的配筋量，而當墻肢>4倍墻厚時，雖然是墻體的兩面配筋量，但只考慮了墻肢平面內力作用而忽略了平面外的受力影響，繪施工圖中均應適當考慮這些因素之影響。

3.3 建筑頂層配筋問題

剪力墻豎向和水平分布鋼筋的配筋率，非抗震設計時均不應小于0.2%，抗震設計時均不應小于0.25%，并應至少雙排布置。其截面厚度與框架梁寬相等時，框架梁的截面高度可取墻厚的2倍，框架梁的配筋可按構造配置。墻的水平分布筋是橫向抗剪，可以起到抵杭溫度廟力的作用，可以防止墻體斜裂縫發(fā)生脆性剪切破環(huán)，防止磚出現(xiàn)裂縫。當建筑物較高時配筋宜適當增加，在建筑物溫度、剛度變化等敏感部位也要適當增加配筋。

3.4 柱體設計分析

地上為圓柱時，地下部分應改為方柱，以方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋應使用井字箍，并按規(guī)范加密。角柱、樓梯問柱應增大縱筋、并全柱高、加密箍筋。原則上柱的縱筋宜大直徑、大間距，但間距不宜大于200。柱內埋管，管截面面積占柱截面4%以下時，可不必驗算。柱斷面不宜小于450～450，混凝土不宜小于C25，否則梁縱筋錨入柱內的水平段不容易滿足0.45La的要求，不滿足時應加橫筋；否則在梁柱節(jié)點處鋼筋太密，會導致混凝土澆筑困難。異型柱結構，梁縱筋一排根數(shù)不宜過多，柱端部縱筋不宜過密，否則節(jié)點混凝土澆筑困難。柱應盡量采用高強度混凝土來滿足軸壓比的限制，以減小斷面尺寸。此外考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

3.5 風荷載因素分析

高層中，風力大變化大，往往在受各種因素使風力隨時間變動出現(xiàn)陣風時，會使建筑物受到靜力和動力的兩重作用，因此，要考慮風振以及在風陣作用下結構的不利影響，保證結構有足夠鋼度和強度，保證防止局部破壞，防止風反復作用下構件疲勞破壞。對圍護結構局部不利部位應考慮風力增大系數(shù)，如沿海地區(qū)的女兒墻、廣告牌、陽臺、遮陽、各種挑臺等特別是水平有較大的懸挑構件，還應考慮上浮風力的影響。

4 結束語

針對于高層建筑框架剪力墻結構的有效分析，既需要針對結構材料和體量參數(shù)進行統(tǒng)籌，確保整體材料剛性和韌性條件滿足結構體系構建需求；同時還應當針對內部功能空間的需求，提供有效的荷載傳導平臺，這樣才能夠確保整體構件環(huán)境穩(wěn)定，并能夠在后續(xù)功能環(huán)境拓展中，提供更靈活的空間條件。故而，在論述高層建筑框架剪力墻結構存在的問題過程中，應當針對高層建筑結構特性和材料參數(shù)深入分析，這樣才能夠確保在不同地域內，有效鞏固建筑質量的有效性。

參考文獻

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