高层建筑框架混凝土剪力墙结构设计

李少华

摘要：本文主要针对高层建筑框架混凝土剪力墙结构体系，依据历年工作中的实际经验，对高层建筑中框架混凝土剪力墙结构设计的特征进行总结，提出了建筑混凝土结构分析和各体系相应的措施，从而有效进一步发展高层建筑框架混凝土剪力墙结构设计，还能为日后高层建筑结构设计和分析提供相应的参考价值。

关键词：工程；高层建筑；混凝土；剪力墙结构；框架

随着我国科技水平迅速的发展，城市的工程建设也日益多样化，而高层建筑也渐渐成为了各个城市设计的主要方向。随着不断更新的国内设计思想，高层建筑结构体系也日新月异，逐渐使高层建筑平面设计和竖向提醒复杂化，无疑大幅度提升了建筑结构分析以及相关设计的要求。而框架混凝土剪力墙结构工程是高层建筑的主体，也日益对其设计要求更为严格。本文主要从高层建筑框架混凝土剪力墙的结构和侧向力、影响结构设计的因素、注意事项以及相关内容、创新方法展开分析。

一、高层建筑框架混凝土剪力墙结构设计的特点

（一）高层建筑框架混凝土剪力墙的结构和侧向力

高层建筑框架混凝土剪力墙的结构应该具备相应的适宜刚度。伴随着增加的高度以及迅速增入的建筑侧向位移。所以，在设计高层建筑的时候，不要单纯的要求足够强度的结构，且要求建筑结构也应当有适宜的刚度，保证结构自振频率合理等多种动力特性，并借助水平力作用力控制层位移在一定的范围内。而且侧向力（水平地震或者风作用）也逐渐成间接影响高层建筑结构内力、结构变形、建筑物上建造价的因素之一。高层与低层建筑相同，承受地震、风等多种水平力以及活载、雪载、自重等垂直荷载。在高层建筑当中，地震力与水平荷载逐渐成为控制的主要因素。在多层高层结构当中，会逐渐增加水平荷载的效应（位移和内力）；同时，在低层建筑结构当中，水平荷载所产生的位移和内力十分小，可忽略不计。

（二）影响高层框架混凝土剪力墙结构设计的因素

高层框架混凝土剪力墙结构应该具备很好的延性。对于较低的建筑楼房来看，地震作用下变形更大，而高楼结构过柔。高层建筑结构的耐震性能常取决于结构的变形能力以及承载力。为了能让剪力墙结构在进入塑性变形阶段之后仍然具备很强的变形性能，同时，也为了避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足所需强度前提之下，借助于合理的构造措施以及优良的概念设计，从而大幅度提升整个高层框架混凝土剪力墙结构，尤其是对于薄弱层部位的变形能力，从而有效的确保结构具备足够的延性力。所以，在设计结构当中，应该综合考虑以上多种因素，进行合理的设计，才能让高层框架混凝土剪力墙结构保持很好的强度、延性以及适合的刚度。

二、框架剪力墙构造的设计内容与注意事项

（一）高层建筑框架混凝土剪力墙结构相关内容

针对高层建筑中的框架混凝土剪力墙设计结构而言，常广泛用于实际工程当中。为了很好的满足层间位移限值，同时，保证其位置比较灵活，因此，必须保证抗震墙的数量。值得注意的是，其比较适合于全长贯通及连续布置。在设计高层建筑框架混凝土结构中，应该尽可能避免洞口上下不对齐以及墙肢的长度等现象。与此同时，洞口靠近柱子内侧应该≥300毫米。从而有效地保证柱子约束边缘构件的长度以及构件的作用，让其形成剪力墙。然而，针对1级与2级抗震框架剪力墙而言，高度应该≥四百毫米；连梁跨高比≤5；为了有效降低地震作用对柱的扭转效应，应当注意柱中线和梁、墙中线不应该≤四分之一。如果超出这种情况，则应该采用增强柱内配箍率的措施。

（二）高层建筑结构设计的注意事项

当设计高层建筑框架混凝土剪力墙结构的时候，应该注意以下三点。第一，设计墙的竖向钢筋，应当注意其抗弯的效力。由于其和普通地层工程设计的方法不同，而且就目前来说，许多的低高层剪力墙中配筋的时候，所采取的配筋比经常扣除了约束边缘构件当中的钢筋及构件，然而这种做法不能用于高层建筑剪力墙结构的设计中。第二；在遇到地震的时候，局部框支抗震结构极容易让变形而集中于框支层上。面对这种情况，先固定框支层，使其得以牢固可靠。根据现有的规范来看，设计框支层的时候，其水平地震剪力普遍是由地剪力墙来承担。因此，需要确保楼板有适当的刚度传递水平力，注意最大水平落地墙的间距应该≤23米左右；同时，侧向刚度应该≥上一层非框支层刚度的一半。第三，在设计抗抗震端的时候，其与少部分框支墙结构的墙肢截面长度不能有太大的变化，1级与2级的底部增强区域和较大洞口的时候，尽可能不要使剪力墙有错洞的布置。

（三）创新混凝土剪力墙结构设计的方法

现阶段，分析并计算高层建筑结构，常应用三维空间结构对其程序展开分析，也可以尝试考虑并计算楼板变形时的结构，从而能够更为真实的将复杂结构的受力特征进行反映，进而计算高层建筑钢筋混凝土结构程序。同时，弹性动力时程分析程序已经逐渐成熟，分析动力时程常用层模型进行，能够输入多种类型的地震波，求得混凝土剪力墙结构的内力和位移。近年以来，已经逐步开发出许多的广泛应用于高层建筑工程设计的程序，主要包含层模型动力、杆模型平面结构动力、弹塑性静力等分析程序，过往经历对连体结构、带有刚性层及转换层的结构错层结构等多种复杂的体型高层建筑反复进行试验。为了进一步了解高层建筑钢筋混凝土混合结构抗震的性能，也开始进行钢框架（周边带有刚性层、转换层的钢-混凝土内筒）的模型试验。与此同时，也要进行风洞试验（尤其对复杂体型的高层建筑）。

结束语

在近几年高层建筑工程中，框架剪力墙的作用发挥的越来越强。总而言之，在设計框架剪力墙结构中，需要分析高层建筑框架剪力墙结构的受力性，合理的、科学的布置剪力墙，积极选用合适的连接方式以及提升相应的数量，还能够在一定程度上显著降低工作重复率，还能够有效达到预期的目标。同时，为了更好的满足高层建筑的材料、形式，革新的设计理念，逐渐追求新的结构形式以及使剪力墙结构设计的更为合理化是相关研究人员主要的奋斗目标。

参考文献：

[1]甄挺松.高层建筑框架混凝土剪力墙结构设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，15（16）：12-13 .

[2]杨晓艳.高层建筑混凝土结构设计浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，10（10）：22-26.