對高層建筑框架剪力墻結構設計中一些問題的思索

李春光

沈陽市華域建筑設計有限公司 遼寧沈陽 110000

伴隨我國供給側結構性改革的持續(xù)進行，國內市場秩序不斷完善，建筑產業(yè)蓬勃發(fā)展，既要積極迎接挑戰(zhàn)與機遇，也要加強質量管理，優(yōu)化工程設計，降低施工成本，防范市場風險，為企業(yè)贏得經濟效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標[1]。高層框架剪力墻建筑工程的出現(xiàn)，一方面滿足了城鎮(zhèn)居民的居住生活空間需求，另一方面緩解了城市建設用地資源緊張不足的局面，代表了人口不斷向城市流動集中后、高層建筑工程的一種發(fā)展趨勢。作為設計公司及設計師應提高自身的專業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)，結合工程具體情況，優(yōu)化與完善高層框架剪力墻建筑的結構設計方案，既要保證建筑工程的質量與安全，也要兼顧住戶對建筑外觀造型的審美需求，打造抗震耐久、健康安全、綠色節(jié)能的高層建筑工程項目。

1 高層框架剪力墻建筑的結構類型及受力分析

實踐分析表明，柱子是高層框架剪力墻建筑的核心承載受力構件，當建筑工程的高度越高、層數(shù)越多，柱子所需要承載的受力數(shù)值越大，設計人員應對其載荷承重能力及結構組成做出全面分析和精確計算，以保證高層建筑的抗震性能、耐久性能、穩(wěn)定性能達到施工規(guī)范的要求標準[2]。

1.1 剪力墻的結構受力分析

采用剪力墻結構的高層建筑，其承載受力主要集中在鋼筋混凝土結構上；只有鋼筋混凝土的結構設計穩(wěn)定，才能保證剪力墻具有較高的抗震性能、承重載荷性能、耐久性能。

1.2 框架-剪力墻的結構受力分析

采用框架-剪力墻結構的高層建筑，其承載受力集中在梁柱結構上；一些高層建筑中，剪力墻結構或者混凝土墻體（輕型）被添加、安置在框架結構當中，發(fā)揮各自的承載受力優(yōu)勢，彌補彼此缺陷和不足，共同構成框架-剪力墻結構，提升高層建筑工程項目的整體性能。

2 高層框架剪力墻建筑的結構設計要點及相關建議

2.1 抗側力結構的設計要點

在高層框架剪力墻建筑的結構設計過程中，設計人員應注意區(qū)分框架-剪力墻結構與剪力墻結構的不同之處。假如采用了剪力墻結構的設計方法，應科學安置并優(yōu)化抗側力結構設計，分析結構變形狀態(tài)下的承載受力數(shù)值及相關情況，以維持剪力墻結構的受力均衡為目標，調整并完成結構設計方案；假如采用了框架-剪力墻結構的設計方法，剪力墻結構和框架結構二者會相互協(xié)同、彌補對方不足[3]。

當高層建筑的高度越高、樓層越多，框架剪力墻結構橫向受力的數(shù)值會增加；如果平移階段中，框架剪力墻之間無法融合、二者在水平方向上的受力數(shù)值超出其協(xié)調限值，將導致框架剪力墻結構的變形；反之，如果框架剪力墻之間能夠融合，即使二者在水平方向上的受力數(shù)值超出其協(xié)調限值，也不會導致整體結構變形。設計師應全面分析、綜合考慮可能會影響剪切曲線變形的因素，優(yōu)化框架剪力墻結構設計方案，有效控制框架拉剪力。

近年來科學技術高速發(fā)展，科研成果不斷創(chuàng)新，設計人員應將新方法、新技術應用到高層框架剪力墻建筑的結構設計當中，以確保并提高高層建筑的安全穩(wěn)定、抗震耐久性能為目標，優(yōu)化框架剪力墻結構的厚度比例、墻體長度等設計數(shù)值[4]。

2.2 剪力墻的結構位置

設計人員在設計高層建筑剪力墻的結構位置時，應科學安置并優(yōu)化抗側力結構，為了防范剪力墻結構受力扭轉，應避免使用單一主軸結構的設計方法，優(yōu)先采用均衡、雙向剪力墻的結構布置方法，以增強高層建筑的整體抗震性能。設計人員應充分考慮到窗口、陽臺對剪力墻連梁高度的要求，優(yōu)化高層建筑周邊及外圍結構設計，防止濫用剪力墻結構。

設計時多長墻少短墻且軸壓應相近，不在較小的空間設計較多剪力墻；剪力墻的長度則要在合理范圍內盡可能長，且長度應保持一致。要注意剪跨比與軸壓比設計，在橫縱負荷合理情況下，每個剪力墻的軸壓比盡可能相近，防止墻肢的變形；而且軸壓比正常的情況下，剪跨比要保證大于2，以避免脆性破壞。

2.3 剪力墻的結構數(shù)量

設計時剪力墻要隨建筑高度均勻變化。在高層住宅中，建筑底部的200nm厚剪力墻不宜過多，上部剪力墻數(shù)目再減少就會降低建筑的抗震性。因此設計時要根據(jù)整體布局多角度進行分析，合理設計厚度，根據(jù)建筑高度的增加使厚度均勻增加，并結合建筑底部的剪力墻數(shù)目，以確保剪力墻的剛度合適、剛度均勻變化，不會發(fā)生剛度過大、剛度突變問題。設計時剪力墻之間還要通過連梁與框架進行連接，形成完整的抗風抗震結構，防止獨立剪力墻、半框架剪力墻等劣質墻體的出現(xiàn)。

2.4 框架結構的設計要點

在進行框架部分結構設計的時候，梁按雙肢或多肢剪力墻設計，第三種在進行設計時應保證強剪弱彎，對于構件內力與位移的計算要考慮折減系數(shù)。對于剪力墻的邊框梁、柱，樓層上的邊框梁能夠增加剪力墻的極限承載力，所以要設置邊框梁，因建筑要求無法設置明梁的，應該設置暗梁置于墻身內;框架柱能增加剪力墻的承載能力、穩(wěn)定性，應將剪力墻的端部設計在框架柱截面內[5]。

3 結語

總而言之，高層框架剪力墻建筑的結構設計方法，符合現(xiàn)代化城市建設發(fā)展的需求，體現(xiàn)出建筑產業(yè)的發(fā)展趨勢。作為設計單位及相關設計人員應樹立科學的原則理念，遵守國家施工規(guī)范的標準要求，提高自身的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)水平，結合工程項目的具體情況，優(yōu)化框架剪力墻的結構設計方案，重視剪力墻結構與框架結構之間的作用、協(xié)調關系，發(fā)揮兩種結構設計的優(yōu)勢特長，提升高層建筑的安全、抗震性能。