高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点探讨分析

宣立明

摘 要：在现代城市建设中高层建筑已经成为非常常见的标志性建筑物，相较于低层建筑，高层建筑的结构更加复杂，因此其各项功能及整体结构都需要经过科学合理的设计，尤其是现今高层建筑的整体高度过高，楼体的稳定性需要得到良好的保证，其中框架剪力墙的设计关系着整个建筑的质量，尤其是其抗震设计是整个框剪结构中的重要部分。为此对于其设计及相关的技术要点必须要全面准确的掌握，以此来保证高层建筑后期的建设质量及其实际使用的安全性。

关键词：高层建筑；框架剪力墙；设计；技术要点

目前在社会快速发展及物质水平逐渐提高的影响下人们对建筑的形态、功能等要求都有所提高，尤其是对质量及建筑的安全性能等方面的关注越来越多，为此在高层建筑的设计上相关设计人员必须要保证各项技术的科学应用，这样才能使建筑结构的整体水平得到有效的提升。在框架剪力墙结构抗震设计中必须要掌握其结构的特点，在此基础上分析框剪结构的受力特征，以此作为设计分析的基础，并对抗震设计中的技术进行合理的应用，保证整体结构的稳定性。

一、高层框架剪力墙结构的由来

在高层建筑中为了提高其结构整体的稳定性将其框架结构及剪力墙两个部分结合起来形成一个整体的结构，而框架剪力墙结构的应用通过对其进行调整使两种结构的一体性及优点都可以体现出来，因此框架剪力墙结构在高层中的应用具有较高的抗力性能，并且在其抗震设计中还可以抵挡地震所带来的震动波，根据结构特点在发生地震时此结构可以承担地震所带来的大部分作用力，降低建筑因地震所受到的损害，具有较高的应用价值。

二、框—剪抗震设计技术

1、抗震技术

在框架剪力墙结构设计中最重要的部分就是对自然灾害的抵抗作用，其中又以其结构的抗震性能为主，为此对于其设计中相关技术的使用需要着重注意，以下对其技术要点中的各项内容进行了多角度的全面分析。

（1）机构控制

框架—剪力墙的结构里面有一个正比列公式，那就是当剪力墙的数量增多的时候，剪力墙的体积就会增加，并且其刚度也会随之加大。在设计中采用了机构控制来控制框—剪的刚度，从而改变其承载能力，这种方法其实很容易实现就是根据公式在结构中的特定位置设置相应数量的“塑性铰”，这样就可以实现对框—剪形态的控制，也能够在发生地震的时候形成一个很好的耗能机构。

（2）斜截面的承载能力

在设计过程中，为了使建筑物承载重力的能力更加强，会在剪力墙的周围都应用上梁柱结构，这样剪力墙就形成了一个包围圈。这样可阻止斜向的裂缝不会向邻近的结构扩展，也可以在剪力墙遭到破坏后代替承载。这里增加的边框结构应具备斜截面的承载能力

（3）合理的肢墙面

将肢墙的面积变小，这种方法的思路是将肢墙的面积变小，利用结构形式使其形成多肢墙或者双肢墙，可以控制裂缝。利用结构这种方式使其形成一个多肢墙。而且这样的剪力墙可以降低刚度，可减少地震时所造成的破坏。

2、设计特点

（1）变形协调

因为框架和剪力墙这两种抗侧力结构是不同的，所以就必须考虑到当其受力时的特性和变形性质的情况，在这种情况下就要找一个平衡点来协调它们的变化使它们中和。在水平的荷载下，它们会一同工作同时抵抗水平荷载，而且楼层的增高水平位移的增长会越快，当楼板的水平刚度达到一定的界限时，两者会慢慢调和关系溶解在一起，不会发生单独变形的情况，而且在发生平移的过程中，二者的变形协调式一样的，所以这时它们的整体结构就会出现变形的情况。在同一个个楼层里，楼层下部的剪力墙的位移式最小的，它可以拉着框架按照弯曲形曲线的改变而变形，剪力墙会承受大部分水平力。而楼层上部的剪力墙位移就是最大的了，剪力墙的位移越高越大，框架顶部就拉着剪力墙，按照剪切型曲线变形。

（2）受力状态

框—剪在一个楼层中，由于其楼层顶部的框架的拉力和它的水平受力的方向是一样的，所以框架顶部水平剪力是不断增加的趋势，而楼层下部和顶部就正好相反了，楼层下部因为两面产生的压力和水平的受力方向相反，使框架下部的水平剪力走不断减少的趋势。这样原来属于框架上水平的大下小，再加上连杆本身的受力原则上加，下减，最终就使得框架最后达到一个上下受力都均匀。在这样的状态下，楼层与其楼层外的产生的剪力就很小，但是由于框架为剪力墙承担了一部分的力，所以框架顶部剪力就增大了，使得顶部框架的剪力相当大。

三、剪力墙的布置

剪力墙的布置主要采用的是分散原则，分散原则其实就是要求剪力墙的刚度小，墙的数目大，连续的尺寸呢也要短，抗侧力的构件数量要多，其要保持分散，并且其弯度的刚度要合适。在剪力墙面积不发生改变的情况下，想要提高提高扭转功能，剪力墙布置的位置就应设在每一个平面形的变化出，例如角落，拐角处，那些不规则的角，在一个建筑工程中用框—剪来加强这些薄弱的地方。

四、注意事项和解决方法

1、框架的设计

在抗震墙结构和部分框架抗震墙结构中，如果内布的纵面墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大，那么这个墙的整体框架设计性就比较好，当发生地震的时候墙的剪切变形很大。这样墙肢的可破坏就会比底部的高，因此可以把长墙分成几段，使墙的高度是宽的2倍。所以在设计时应考虑轴压比同时也应该在两端设置边缘约束来提高延性，尽量使其不发生剪切破坏。

2、抗震端的设计

在框—剪中设计抗震端的时候，抗震端和部分框肢墙的截面高度不要有很大的差距和变化。其中一、二级抗震端的底部应加强和如果底部有漏洞时，漏洞较大时，最好不要空开漏洞不管去布置剪力墙，应该考虑用强度等级高的混凝土进行修补。由此可以看出在一些抗震设计中必须考虑到混凝土的强度等级。

3、框支层的设计

框支层是框—剪抗震设计中最主要的一部分，当地震发生的时候，抗震墙结构就会发生变形，而变形就是集中在框支层上的。这样我们的框支层就必须设计牢固，要使其牢固一般的规定是框支层侧面的刚度必须比顶层的刚度大50%。框支墙的地震剪力是由底部的剪力墙承担，当底部楼板的水平间距不宜大于24m时可以保证其内部的刚度水平力的传递。所以在设计时对连梁弯矩进行适当的调整，采用加厚局部墙的办法保证节点区的约束。

五、结语

综合上文所述内容可以看出在框架剪力墙结构抗震设计中最主要的就是找出高层建筑中的重点部分及其最易受影响的部分，并根據建筑特点来合理的进行设计，从而保证建筑的整体性能可以得到有效提高。为此在实际的框剪结构抗震设计中需要通过掌握其技术要点并对其进行科学的运用，从而使建筑设计更加符合现代建筑的使用要求，提高建筑的整体性能，对于其技术要点需要通过实践来不断的进行完善，从中吸取经验，进而提高框剪结构的抗震水平。

参考文献：

[1] 张浩.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点浅析[J].城市建设理论研究：电子版，2013（10）.

[2] 陈静.关于高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析思考[J].华东科技：学术版，2015（9）：69-69.

[3] 郑晓明.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点探讨分析[J].工程技术：全文版，2017（3）：00268-00268.