框架剪力墻結構在建筑結構設計中的應用

馮曹杰

摘 要 近年來，我國的建筑工程建設有了很大進展，其結構設計工作也越來越受到重視。很多高層建筑都會采用框架剪力墻結構形式，設計人員必須發揮該結構的特點，才能提升框架剪力墻結構的設計效果。本文就對如何進行框架剪力墻結構設計進行了研究，分析設計的重點，以便能夠保證設計質量，確保設計效果。

關鍵詞 框架剪力墻結構;建筑結構;設計;應用;方法

引言

設計環節目前仍然是影響建筑業質量最重要的因素之一，因為它不僅在建筑中發揮著積極的作用，而且與建筑結構的安全穩定密切相關，建筑工程中的人和物必須要保護，為了使得建筑物有更好的結構性能，以便將建筑結構中的科學知識更好的應用到建筑結構設計中。因此，為了達到建筑設計中對結構的安全、經濟、可靠等基本要求，在多年工程實踐的基礎上，我們要把握框架剪力墻結構設計的基本要點，以便將框架剪力墻更好的應用于建筑設計中。

1剪力墻結構的基本設計原則

①建筑領域的結構設計師應按照有關的結構設計規范開展設計工作，及時引進先進的設計觀念及標準。從我國的有關技術標準規范出發，科學地制定更加合理的框架剪力墻的結構設計細節方案。②在設計框架剪力墻結構時，應全面考量墻體和柱子的具體受力情況，更加科學地配置剪力墻中的梁、柱、墻等，以增強整個建筑結構的整體穩定與安全性。同時，在設計環節，還應尤其注意剪力墻結構在自身水平及縱向上的實際受力情況，以確保設計出的剪力墻結構兼具高強的承受力與優異的延展性。不僅要周全考量剪力墻和柱子在剪力與彎矩上的具體受力，而且應增強剪力墻和柱子的固有承載力，同時要確保墻、柱豎向構件承擔剪力及軸力均衡合理。③在設計過程中，可利用結構數據信息與現代建筑模型，來測試建筑結構，以使得框架剪力墻結構能夠擁有穩定、合理、均衡的受力性質。④仔細計算墻、柱的剪力系數，控制結構體系受力合理，并且達到結構抗震性上的要求。⑤嚴禁剪力墻結構出現受力不均問題。設計出來的剪力墻結構，除了需要滿足建筑結構方面的要求，還不能使用太多的剪力墻，以縮減工程量、保證合理性，嚴格控制工程實施成本[1]。

2剪力墻結構的受力特點

剪力墻結構是由一系列縱向、橫向剪力墻及樓蓋所組成的空間結構，承受豎向荷載和水平荷載，是高層建筑中常用的結構形式。由于縱、橫向剪力墻在其自身平面內的剛度都很大，在水平荷載作用下，側移較小;因此，這種結構抗震及抗風性能都較強，承載力要求也比較容易滿足，適宜于建造層數較多的高層建筑。一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻;短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5∶8的剪力墻，剪力墻主要承受兩類荷載：一類是樓板傳來的豎向荷載，在地震區還應包括豎向地震作用的影響;另一類是水平荷載，包括水平風荷載和水平地震作用。在豎向荷載作用下，各片剪力墻所受的內力比較簡單，可按照材料力學原理進行。在水平荷載作用下，剪力墻的內力和位移計算則比較復雜[2]。

3框架剪力墻設計在建筑中的應用

（1）抗震設計工作。為了保證工程的質量，以達到以結構抗震性能目標為基準的抗震設計，對于建筑物的抗震設計中必須要采取一定的措施，提升框架剪力墻的抗震性能。對于建筑的外部加固設施，需要利用外部固定裝置，提升建筑物在受力上的性能，保證抗震效果。還可以使用鋼阻尼器作為建筑物的外部抗震裝置，通過安裝這些裝置可以讓框架在地震中更加穩定。其次，要做好對梁板結構的優化工作，圍繞梁板的尺寸、跨度等等，保證建筑物的整體性能，框架剪力墻中墻、柱的不同布置形式也能相互配合，發揮出抗震的作用。

（2）對于框架剪力墻結構要進行合理構造。為了有效地加強建筑物整體的安全性，框架剪力墻結構在設計過程中必須進行合理布置。一般來說，要提高墻體設計的效率，就要控制整體結構的水平和垂直剛度分布，對墻體的質量中心、結構以及墻體直徑數據能夠合理進行處理，以及能夠利用剪力墻避免變形等不利條件[3]。

（3）框架剪力墻結構的設計定位。為了從源頭上增大框架剪力墻的設計安全性質與穩定性質，則應合理設計剪力墻的布置。在設計剪力墻布置時，要始終本著一定的原則及規范，以盡可能吻合剛心和質心，有效控制、約束扭矩。在設計時應控制內外剪力墻垂直，在剪力墻中避免太煩瑣的肢截面，控制簡單、明了即可，以達到建筑的實際設計需要，防止剪力墻布置中出現上、下層突變剛度的問題。針對剪力墻中的洞口，宜采取規則化處理，控制門窗洞口設計得上下對齊，并且成列布置，以組成墻肢及連梁。

（4）框架剪力墻結構的薄弱層設計。框架剪力墻的薄弱層是框架剪力墻結構豎向不規則引起的，對于框架結構薄弱層的判斷，目前，PKPM軟件對薄弱層的判斷并不是完全自動的，設計人員必須根據設計的概念結合工程實際對計算模型和數據進行詳細分析，找出薄弱層。高層建筑對薄弱層定義一般按三種情況來劃分：①剛度不連續;②強度不連續;③豎向抗側力構件不連續。在建筑設計的時候必須要重視薄弱層的設計。最后，可以利用計算機來對整個建筑的結構進行計算，這樣就能發現承載力不符合要求的薄弱層，之后可以通過改良設計進行補救，再通過反復對比和計算，保證薄弱層的設計效果[4]。

4結束語

總之，在建筑結構的整個設計環節，作為能有效提高建筑穩定性的關鍵性結構形式，框架剪力墻結構在現代建筑的各種結構設計中，獲得了較為廣泛的推廣應用。所以，為了設計出更為合理的建筑結構，應從實際的結構要求出發，科學地設計框架剪力墻結構，以此來促進建筑工程整體質量的全面提升，確保人們的人身財產安全，為整個社會的建設打造出優質的工程項目，從而促進社會經濟的快速、穩定增長。

參考文獻

[1] 盧永亮.框架結構設計在建筑結構設計中的應用研究[J].綠色環保建材，2019（3）：80.

[2] 易美英，孔峻清.高層建筑框架-剪力墻結構設計[J].低溫建筑技術，2010，32（11）：71-73.

[3] 李瑄.高層建筑框架剪力墻結構設計中幾個問題的探討[J].中國高新技術企業，2008（16）：182.

[4] 高層建筑混凝土結構技術規程：JGJ3-2010[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.