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摘要：框架剪力墻結構是目前高層建筑的主要結構形式,其結構主體的設計是否合理直接影響到工程建筑抗震能力和主體結構的安全。框剪結構融合了框架和剪力墻結構的各自特點，得到了很好的互補，合理的設計能夠突出該結構的優勢，本文詳細論述了高層建筑結構設計中框剪結構的問題分析與處理。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；框剪結構；分析

隨著社會經濟的不斷發展，高層建筑結構型式的發展越來越復雜，結構設計中除了要滿足規范要求，適應市場需求，并進行必要的抗震計算分析之外，最重要的就是結構概念設計。在實際設計工作中會出現各種難題，在滿足功能和觀感條件下，如何做到安全經濟合理是我們必須要考慮的問題。

1框剪結構在高層建筑結構中的設計方法

（1）在各種約束條件下進行的最優化選擇過程就是結構設計。在過程中要對結構形式和建筑材料進行綜合考慮，結構體系包括框架剪力墻結構、剪力墻結構、筒中筒結構及框筒結構等，建筑材料的形式包括鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼和混凝土組合結構等。高層建筑的結構主體和主要受力結構就是框剪結構，剪力墻在下部樓層中的位移較小，能夠拉著建筑框架按照彎曲型曲線變形，大部分水平力由剪力墻來承受；上部樓層中位移會越來越大，外側趨勢越來越明顯，框架要做內收拉著住剪力墻按照剪切型曲線變形。目前比較流行的框剪結構施工工藝是：鋼筋大多是豎向對焊和直螺紋連接，砼構件成型模具可現場用木模板加工，搭設鋼管腳手架進行支撐和承重。高層房屋結構中，因為結構高度增加，所以水平力(風荷載或地震作用)產生的位移及內力就會迅速增大。而在低多層結構設計中，因為水平力產生的影響很小，主要是以抵抗豎向的荷載為主，側向位移小，所以通常可以忽略不計。

（2）上部樓層在外荷載產生樓層剪力很小的情況下，框架中也能夠出現很大的剪力，這種現象是因為框架除了負擔外負荷所產生的水平力之外，還要負擔著拉動剪力墻的附加水平力，但是剪力墻不但不會承受任何荷載水平力，還會給框架附加水平力承受負剪力。增加高層的結構抗側移剛度最經濟、最有效的方法，就是在結構豎向平面內部增加斜向的支撐形成組合框架式的結構，這一做法在工程界已被廣泛的使用。側向位移和自振周期、保持承載力前提下的變形能力是結構剛度和結構延性對結構的影響，由此，結構的剛度和延性可以用結構整體的側向位移量來進行協調。在高層建筑的抗風設計中，除保證結構有足夠的承載力，還要有足夠的剛度，要將維護結構和裝飾的構件與主體結構進行可靠的連接，同時承載力必須要大，還要將風荷載作用下的位移值控制好，以確保居住和工作的條件良好。框剪結構計算的各參數及計算結果指標有極高的關聯度，又與結構布局合理密切相關，因此必須有整體的考慮才能更好地解決該類結構的計算問題。

2高層建筑框剪結構設計的問題分析

（1）剪力墻數量和位置的設計最為關鍵，水平荷載在框架和剪力墻結構間的分配設計，決定了高層框和剪結構在水平荷載作用下如何協同工作。因對建筑外形美觀的追求而限制了剪力墻布置長度和位置，造成結構位移控制成問題，同時也使剪力墻布置不均勻，使得某些連梁集中過大應力而造成抗剪不滿足等。對于高層住宅剪力墻結構，可能由于本身剛度比較差，所以在發生地震時變形就會非常嚴重，對于地震的防御力就很低。要運用最直接、簡單、清楚的計算方法對結構進行分析計算，并要將結構的受力和傳力途徑設計的簡單、明確和直接。抗扭為主導的關鍵性傳力構件盡量還要出現。模板也是框架剪力結構成型的重要構成,需要注意因為支設模具、模板方法不當，制作存有缺陷等因素，所導致墻體、柱的歪斜、側移,直到影響結構墻、柱垂直度的情況。

（2）如果只在一個主軸方向布設剪力墻，就很可能造成兩個主軸方向抗側剛度產生非常大差異，而在沒設置剪力墻主軸方向會因剛度的不足，無法做到與另一個主軸方向相互間的協調，導致容易在振動作用下的扭轉破壞。據研究發現，在地震中受到較為嚴重的影響的，都是剪力墻結構在設計以和施工中存在著剛度差、質量偏心、平面存在凹凸不平等問題。將建筑物表面力作用中心和結構平面布置的正交抗側力剛度中心還有質量重心靠近或重合，可以避免或者大幅減小在地震及風荷載作用下產生的扭轉效應。

3高層建筑框剪結構設計的問題處理

（1）目前普遍使用的框架剪力墻結構，可以大幅強建筑結構的整體質量，減少側移現象的發生。大開間的剪力墻可以將樓層最小剪力墻系數有效地控制在一定范圍內，還能節約建筑成本，降低地震等對建筑物的影響。框架結構設計應使節點不要破壞，梁比柱的屈服要盡早發生。設計時不能僅在部分位置加裝構件來進行支撐，否則對整體側向剛度能力的提升范疇就顯得微乎其微。為分發揮整體結構抗震能力，同一層中的各柱兩端屈服歷程要越長越好，底層柱底塑性鉸要晚些形成，要將梁、柱端塑性鉸出現盡可能的分散。在剪力墻結構設計過程中，要非常注意抗震的作用，要按照雙向布置原則使受力方向的抗側剛度逐漸接近，從而形成一個良好的空間結構，應盡量避免單向布置。要在整體考慮下進行結構布置，即使計算后也要不惜調整多次，這樣才能達到結構整體受力分布更均勻，造價更經濟的目標。

（2）高層建筑結構應力較復雜和相對薄弱的位置，一定要引起足夠的重視。要提高、強化剪力墻結構側向抗扭曲的程度，就要有效控制好結構周圍的環境。從各角度各方面對結構進行分析，需要注意抗震等級平均軸壓比所帶來的影響和穩定性的相關要求。連梁容易在梁端塑性屈服并且有足夠的變形能力，其在墻段充分發揮抗震作用前是不會失效的。要按照“強墻弱梁”的原則，來加強墻肢的承載能力，避免墻肢的剪切破壞以提高抗震能力。利用空間的充足性，來減輕結構的重量。要使建筑物遇到地震時達到小震不壞、中震可修、大震不倒的目標，就要通過合理的設計，使結構具備一定的塑性變形能力來吸收地震產生的能量，減弱地震破壞所帶來的影響。

4結束語

框架剪力墻結構因其發揮了擁有大空間自由靈活布置的框架結構的特點，兼有剪力墻結構優點能提供較強結構抗側能力，同時又制約了兩種結構的缺點，因而被廣泛地應用于各類新建高層建筑中。高層建筑框剪結構是當前施工的主要手段，是提高其發展的前提和關鍵。在進行框剪結構設計過程中，對設計做出進一步的優化，即可確保建筑結構能夠更好的滿足于建設可靠性的要求。

參考文獻：

[1]張啟盛.多高層框架剪力墻結構整體優化設計理論及控制因素研究[D].西華大學,2011.

[2]康珍珍.高層建筑結構體系分析及結構選型模糊決策研究[D].遼寧工程技術大學,2006.

作者：李建安 單位：廣東都市建筑規劃設計有限公司