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摘要：城市化水平的上升在很大程度上增加了城市居民人口，城市居民越多，在居住方面就给政府提出相应的难题，在不改变土地范围的基础上就必须要提升土地的利用率。在这一背景下，高层建筑越来越多，在高层建筑的建设当中，为了保证人们的安全性，必须要保证工程建设质量，在设计阶段应该要积极应用框剪结构，提升高层建筑的稳定性。
关键词：高层建筑;框剪结构;结构设计;优化措施
一、高层建筑框剪结构特点
高层建筑框剪结构包括两方面的内容，一方面是框架结构，另一方面就是剪力墙结构，将这两方面的内容有效结合起来就形成框剪结构。框剪结构有着框架结构与剪力墙结构的特点，还能充分发挥这两种结构的优点，保证建筑平面空间的利用率，同时也具有良好的抗侧力效果。高层建筑应用抗剪结构期间应该要单独设置相应的剪力墙结构，如通过电梯井、管道井等墙体布置相应的剪力墙，应用效果较好，在高层建筑设计当中应用范围也比较广泛。框架结构变形为剪切型，剪力墙结构变形则是弯曲性，框剪结构充分结合二者的优势，在协同工作下变形形成弯剪型的变形，其刚度在剪力墙结构与框架结构之间。从框剪结构的受力情况来看，相对于框架结构的侧向刚度来说，剪力墙结构的侧向刚度更大，一般来说，在同样的水平载荷作用下，多数侧向力均是由剪力墙承担，框剪结构的特点就在于延展性比较好，布置具有一定的灵活性，同时刚度也比较大。
二、高层建筑框剪结构设计分析
（一）抗震性能设计
高层建筑相比于低层建筑来说安全性更让人关注，高层建筑如果抗震性能不好可能会受到外界因素导致坍塌，给高层建筑居民的人身安全与财产安全带来极大的影响。框剪结构抗震性能的设计首先是能提升高层建筑的抗震能力，在很大程度上保证居民的安全性，在设计上能将剪力墙结构设计为带边框且四周有梁柱的形式，这种设计方式能在很大程度上避免高层建筑出现斜裂缝，同时还能向相邻墙面进行扩展，体现出延展性好的特点;当墙体受到外界因素的破坏时，也可以将其作为承重构件，能起到承重的作用。其次是抗震性能设计能在很大程度上控制每肢墙的高度比，在一定程度上能避免剪切破坏现象的发生。
（二）剪力墙设计
地震力的大小会受到剪力墙布置情况的直接影响，在设计工作中，通过增加剪力墙的刚度设计，则建筑结构的整体水平地震作用也会随之加大，剪力墙结构刚度越大、数量越多，则周期也就越短，地震作用也会随之增强，为了能在高层建筑中充分发挥框剪结构的作用，就必须要做好相应的设计工作，保证底部承受的地震弯矩值高于总值的一半。如果框剪结构底部的剪力值比较小，则应该要适当增加剪力墙的使用数量，但必须要结合高层建筑的实际情况适当增加，从而保证高层建筑框剪结构刚度的安全性。在剪力墙结构的数量中，要增强其数量需要结合高层建筑实际情况，不能无限制的增加数量，同时还要明确框剪结构的指标，便于在布置剪力墙时明确相互之间的距离。要想满足高层建筑对刚度的需求，就必须要合理估算剪力墙的布置数量，如果建筑物平面出现凸凹现象，则在凸凹部分布置剪力墙比较合理;在剪力墙的布置中，应该要尽量将剪力墙落地，如果因建筑的实际情况不能将剪力墙落地，则应该要在转换层中采取相应的措施布置剪力墙，便于充分发挥剪力墙的作用。
三、高层建筑框剪结构设计时的注意要点
（一）剪力墙的划分
剪力墙的洞口大小、数量以及位置等因素的不同，能够将剪力墙划分为三种类型，分别为整截面墙、小开口剪力墙以及联肢墙。剪力墙的差异会影响到剪力墙的受力情况，整截面墙在受力变形之后就会形成弯曲型;小开口剪力墙在受力变形之后则不但会形成弯曲型，且每一个墙肢均会出现局部弯矩。小开口剪力墙由于开口比较小，因此在发生形变之后仍然会处于弯曲型，联肢墙则可能会因為连梁刚度比较小出现单独弯曲的情况;壁式框架的特点在于洞口比较大，当发生形变之后不会完全弯曲，可能会出现局部区域弯曲情况。
（二）明确剪力墙的厚度与数量
一般来说，剪力墙的构件应该要有约束边缘构件，而对剪力墙约束边缘构件的横截面厚度也有相应的要求，通过剪力墙结构的应用，其作用在于提升高层建筑的抗震性能，因此底部加强部位在其厚度上要求高于20厘米，同时需要超过层高的1/16;另外对其他部位剪力墙的厚度也有相应的要求，一般需要超过16厘米，同时需要超过层高的1/20。在剪力墙结构的数量上，通常是需要根据高层建筑的实际情况确定，同时要结合许可位移明确数量，高层建筑的框架剪力墙结构的顶点位移与高度的比值应该要低于1/800，在这一基础上方能确定剪力墙的数量。由上文可知，剪力墙结构的刚度与高层建筑的抗震性能有较大的关联，二者呈现出正比例线性关系，在这一背景下控制位移比较容易，因此可以通过自振周期判断剪力墙的数量。一般来说，结构自振周期的范围应该要维持在0.09～0.12Ns之间，其中Ns代表楼层，楼层数越大，则说明剪力墙结构的刚度也会越大，地震周期缩小，应用建筑素材也能得到相应的优化。以日本有关地震调查信息为例：在调查结果当中表明，当楼面平均剪力墙长度在50厘米以内时地震灾害比较严重，而介于50～150厘米之间则地震灾害为中等，高于150厘米则地震灾害影响比较小。
（三）剪力墙结构设计
在设计剪力墙结构时必须要根据相关原则进行，如均衡、对称以及分散等，为了满足这些原则，剪力墙结构数量不得太少，且要保证剪力墙结构的刚度，预防剪力墙结构受力过于集中导致对称设计出现问题。同样的，在剪力墙结构设计过程中也要重视对称设计工作的规律性，充分满足高层建筑的施工要求。在剪力墙结构设计工作中，设计人员应该要注意：在短肢剪力墙结构的选择上应该要保持科学性，由于剪力墙结构的设计能在一定程度上降低建筑物重量，但是在引用时应该要保证剪力墙结构的抗震性，如果应用之后则可能会对剪力墙结构的安全性产生影响。其次是要将独立的墙肢去除，这项工作会给施工带来一定的难度;最后是要根据相关要求保证剪力墙结构的刚性，剪力墙结构的刚性会直接影响到施工的进度，如果刚性过高则会增加地震力，在很大程度上可增加施工时间，损耗比较大，因此要结合高层建筑的实际情况科学控制剪力墙结构的刚度，保证高层建筑施工的有序进行。 四、高层建筑框剪结构设计方案
（一）连梁设计优化
连梁具有增加抗震的效果，是高层建筑剪力墙结构当中比较重要的内容，作用原理在于发生地震时通过消耗地震能量达到控制地震带来的影响。如果高层建筑的连梁受到影响，则其他的抗震结构也会受到相应的影响，抗震结构就此发生变化，这一变化会对整体的框剪结构产生重要影响。因此在高层建筑框剪结构的连梁设计中应该要采取有效的措施优化连梁设计工作，在设计之前应该要采取强剪弱弯检验，保证本项工作的实施是在受损之后方可进行的。在人为操作过程中，连梁纵筋工艺必须要保证达到强剪弱弯目标之后方可开展，由于在设计当中只注重箍筋的增加，不能达到相应的工作要求，且若是在连梁不能达到相应管理要求下提升箍筋，则可能会导致连梁受到损坏，导致连梁不能充分发挥其作用。
（二）布置设计优化
高层建筑框剪结构的设计工作必须要符合相应的原则，其基本原则就在于必须要满足相应的规定，这一原则的存在目的主要是保证框剪结构的刚心与质心一致。在高层建筑框剪结构布置设计当中，墙肢的长短与剪力墙的设计内容均要符合科学性的基本要求，只有这样才能不断优化结构的抗剪刚度，如果在设计当中平面形式比较繁琐或设计墙肢过长则会出现多种问题，给框剪结构的应用产生一定的影响，如发生局部区域刚度较大、受力比较集中等问题。在大部分的时间当中，都只需要简单设计剪力墙即可，在设计工作当中需要保证上下层刚度要求，因此在剪力墙设计工作中应该要遵守相应的原则，如对称、分散以及均衡等，根据相关原则设计适当的墙片，在墙片的选择上，可以应用“一”字形墙片，同时，在剪力墙布置设计过程中，剪力墙结构之间的距离应该要满足相关规定，在剪力墙的外纵轴上做好相应的窗洞，提升剪力墙结构的抗倾覆水平。
（三）抗震设计优化
高层建筑受到地震的影响比较大，为了能有效降低地震对高层建筑的影响，有关部门与相关机构通过研究以往的地震数据，明确高层建筑框剪结构对地震抵抗能力有一定的影响。高层建筑抗震能力的差异主要原因在于剪力墙结构底层刚度与上层建筑刚度存在较大差异，在这一情况下，地震力会落在底层建筑，受到地震力的影响，底层建筑会发生相应的形变，最终影响到高层建筑的安全性与稳定性。为此，在框剪结构的设计当中应该要增加抗震设计优化项目，在设计工作中将设计重点应用于底层建筑的刚度与高层建筑的刚度差异上，通过缩小二者之间的差异，能在很大程度上提升高层建筑的抗震能力，最终起到抗震作用。由于地域的不同，区域地震等级也有一定的差异，在抗震设计优化过程中，应该要充分考虑到当地的地震等级，并结合当地的区域发展规划，研究当地的发展特点，保证抗震设计优化工作能够满足当地经济与社会的发展，满足社会安全运行的基本需求。
（四）地基设计优化
相比于地基好的建筑环境来说，地基差的区域其高层建筑框剪结构更难落实，地基好的高层建筑工程在施工过程中可以应用天然的地基或者应用复合地基开展相应的操作，但是需要保证最终的设计方案应该要根据高层建筑的实际施工情况以及剪力墙的距离合理调整。对于地基较差的高层建筑来说，首先需要对地基进行设计优化，保证地基的稳定性，才能保证高层建筑的稳定性，为此必须要做好充足的准备工作。如果建筑施工层数超过十层，通常会应用到梁板式筏基;如果建筑施工层数超过二十层，则一般会应用到平板式筏基。就目前我国现行的高层建筑框剪结构应用情况来看，在设计上具有各种各样的问题，导致出现浪费情况，为此必须要做好相应的设计优化工作。对于地基比较差的框剪结构设计优化工作，可以应用引用桩作为基础，如果属于小高层则可应用独立桩基承台构建梁板;如果是高层建筑则可应用墙下承台梁布桩构建底板，保证地基的稳定性，提升高层建筑的安全性。
结束语：
总而言之，框剪结构的应用结合了框架結构与剪力墙结构的优势，同时在应用过程中又将两种结构的劣势有效制约起来，能在高层建筑中广泛应用。从目前的社会背景上看，如今人们对高层建筑的要求越来越高，商业高层建筑的体型也越来越复杂，将框剪结构应用于高层建筑当中能在很大程度上提升高层建筑的稳定性、抗震能力以及安全性，因此设计人员应该要做好框剪结构的设计优化工作。
参考文献：
[1]徐媛媛，朱珊珊. 高层建筑框剪结构设计优化措施分析[J]. 城市建设理论研究：电子版，2013，000（028）：1-3.
[2]杜青伟. 建筑框剪结构优化设计措施探讨[J]. 今古传奇：文化评论，2018，000（007）：0192-0192.
[3]程建亮. 某高层框剪结构设计优化措施分析[J]. 城市建筑，2015，000（008）：73-73.
[4]柯一沙.框架一剪力墙结构设计常见问题及对策[J]. 门窗. 2016（05）
东南大学建筑设计研究院有限公司 江苏南京 210000
关键词：高层建筑;框剪结构;结构设计;优化措施
一、高层建筑框剪结构特点
高层建筑框剪结构包括两方面的内容，一方面是框架结构，另一方面就是剪力墙结构，将这两方面的内容有效结合起来就形成框剪结构。框剪结构有着框架结构与剪力墙结构的特点，还能充分发挥这两种结构的优点，保证建筑平面空间的利用率，同时也具有良好的抗侧力效果。高层建筑应用抗剪结构期间应该要单独设置相应的剪力墙结构，如通过电梯井、管道井等墙体布置相应的剪力墙，应用效果较好，在高层建筑设计当中应用范围也比较广泛。框架结构变形为剪切型，剪力墙结构变形则是弯曲性，框剪结构充分结合二者的优势，在协同工作下变形形成弯剪型的变形，其刚度在剪力墙结构与框架结构之间。从框剪结构的受力情况来看，相对于框架结构的侧向刚度来说，剪力墙结构的侧向刚度更大，一般来说，在同样的水平载荷作用下，多数侧向力均是由剪力墙承担，框剪结构的特点就在于延展性比较好，布置具有一定的灵活性，同时刚度也比较大。
二、高层建筑框剪结构设计分析
（一）抗震性能设计
高层建筑相比于低层建筑来说安全性更让人关注，高层建筑如果抗震性能不好可能会受到外界因素导致坍塌，给高层建筑居民的人身安全与财产安全带来极大的影响。框剪结构抗震性能的设计首先是能提升高层建筑的抗震能力，在很大程度上保证居民的安全性，在设计上能将剪力墙结构设计为带边框且四周有梁柱的形式，这种设计方式能在很大程度上避免高层建筑出现斜裂缝，同时还能向相邻墙面进行扩展，体现出延展性好的特点;当墙体受到外界因素的破坏时，也可以将其作为承重构件，能起到承重的作用。其次是抗震性能设计能在很大程度上控制每肢墙的高度比，在一定程度上能避免剪切破坏现象的发生。
（二）剪力墙设计
地震力的大小会受到剪力墙布置情况的直接影响，在设计工作中，通过增加剪力墙的刚度设计，则建筑结构的整体水平地震作用也会随之加大，剪力墙结构刚度越大、数量越多，则周期也就越短，地震作用也会随之增强，为了能在高层建筑中充分发挥框剪结构的作用，就必须要做好相应的设计工作，保证底部承受的地震弯矩值高于总值的一半。如果框剪结构底部的剪力值比较小，则应该要适当增加剪力墙的使用数量，但必须要结合高层建筑的实际情况适当增加，从而保证高层建筑框剪结构刚度的安全性。在剪力墙结构的数量中，要增强其数量需要结合高层建筑实际情况，不能无限制的增加数量，同时还要明确框剪结构的指标，便于在布置剪力墙时明确相互之间的距离。要想满足高层建筑对刚度的需求，就必须要合理估算剪力墙的布置数量，如果建筑物平面出现凸凹现象，则在凸凹部分布置剪力墙比较合理;在剪力墙的布置中，应该要尽量将剪力墙落地，如果因建筑的实际情况不能将剪力墙落地，则应该要在转换层中采取相应的措施布置剪力墙，便于充分发挥剪力墙的作用。
三、高层建筑框剪结构设计时的注意要点
（一）剪力墙的划分
剪力墙的洞口大小、数量以及位置等因素的不同，能够将剪力墙划分为三种类型，分别为整截面墙、小开口剪力墙以及联肢墙。剪力墙的差异会影响到剪力墙的受力情况，整截面墙在受力变形之后就会形成弯曲型;小开口剪力墙在受力变形之后则不但会形成弯曲型，且每一个墙肢均会出现局部弯矩。小开口剪力墙由于开口比较小，因此在发生形变之后仍然会处于弯曲型，联肢墙则可能会因為连梁刚度比较小出现单独弯曲的情况;壁式框架的特点在于洞口比较大，当发生形变之后不会完全弯曲，可能会出现局部区域弯曲情况。
（二）明确剪力墙的厚度与数量
一般来说，剪力墙的构件应该要有约束边缘构件，而对剪力墙约束边缘构件的横截面厚度也有相应的要求，通过剪力墙结构的应用，其作用在于提升高层建筑的抗震性能，因此底部加强部位在其厚度上要求高于20厘米，同时需要超过层高的1/16;另外对其他部位剪力墙的厚度也有相应的要求，一般需要超过16厘米，同时需要超过层高的1/20。在剪力墙结构的数量上，通常是需要根据高层建筑的实际情况确定，同时要结合许可位移明确数量，高层建筑的框架剪力墙结构的顶点位移与高度的比值应该要低于1/800，在这一基础上方能确定剪力墙的数量。由上文可知，剪力墙结构的刚度与高层建筑的抗震性能有较大的关联，二者呈现出正比例线性关系，在这一背景下控制位移比较容易，因此可以通过自振周期判断剪力墙的数量。一般来说，结构自振周期的范围应该要维持在0.09～0.12Ns之间，其中Ns代表楼层，楼层数越大，则说明剪力墙结构的刚度也会越大，地震周期缩小，应用建筑素材也能得到相应的优化。以日本有关地震调查信息为例：在调查结果当中表明，当楼面平均剪力墙长度在50厘米以内时地震灾害比较严重，而介于50～150厘米之间则地震灾害为中等，高于150厘米则地震灾害影响比较小。
（三）剪力墙结构设计
在设计剪力墙结构时必须要根据相关原则进行，如均衡、对称以及分散等，为了满足这些原则，剪力墙结构数量不得太少，且要保证剪力墙结构的刚度，预防剪力墙结构受力过于集中导致对称设计出现问题。同样的，在剪力墙结构设计过程中也要重视对称设计工作的规律性，充分满足高层建筑的施工要求。在剪力墙结构设计工作中，设计人员应该要注意：在短肢剪力墙结构的选择上应该要保持科学性，由于剪力墙结构的设计能在一定程度上降低建筑物重量，但是在引用时应该要保证剪力墙结构的抗震性，如果应用之后则可能会对剪力墙结构的安全性产生影响。其次是要将独立的墙肢去除，这项工作会给施工带来一定的难度;最后是要根据相关要求保证剪力墙结构的刚性，剪力墙结构的刚性会直接影响到施工的进度，如果刚性过高则会增加地震力，在很大程度上可增加施工时间，损耗比较大，因此要结合高层建筑的实际情况科学控制剪力墙结构的刚度，保证高层建筑施工的有序进行。 四、高层建筑框剪结构设计方案
（一）连梁设计优化
连梁具有增加抗震的效果，是高层建筑剪力墙结构当中比较重要的内容，作用原理在于发生地震时通过消耗地震能量达到控制地震带来的影响。如果高层建筑的连梁受到影响，则其他的抗震结构也会受到相应的影响，抗震结构就此发生变化，这一变化会对整体的框剪结构产生重要影响。因此在高层建筑框剪结构的连梁设计中应该要采取有效的措施优化连梁设计工作，在设计之前应该要采取强剪弱弯检验，保证本项工作的实施是在受损之后方可进行的。在人为操作过程中，连梁纵筋工艺必须要保证达到强剪弱弯目标之后方可开展，由于在设计当中只注重箍筋的增加，不能达到相应的工作要求，且若是在连梁不能达到相应管理要求下提升箍筋，则可能会导致连梁受到损坏，导致连梁不能充分发挥其作用。
（二）布置设计优化
高层建筑框剪结构的设计工作必须要符合相应的原则，其基本原则就在于必须要满足相应的规定，这一原则的存在目的主要是保证框剪结构的刚心与质心一致。在高层建筑框剪结构布置设计当中，墙肢的长短与剪力墙的设计内容均要符合科学性的基本要求，只有这样才能不断优化结构的抗剪刚度，如果在设计当中平面形式比较繁琐或设计墙肢过长则会出现多种问题，给框剪结构的应用产生一定的影响，如发生局部区域刚度较大、受力比较集中等问题。在大部分的时间当中，都只需要简单设计剪力墙即可，在设计工作当中需要保证上下层刚度要求，因此在剪力墙设计工作中应该要遵守相应的原则，如对称、分散以及均衡等，根据相关原则设计适当的墙片，在墙片的选择上，可以应用“一”字形墙片，同时，在剪力墙布置设计过程中，剪力墙结构之间的距离应该要满足相关规定，在剪力墙的外纵轴上做好相应的窗洞，提升剪力墙结构的抗倾覆水平。
（三）抗震设计优化
高层建筑受到地震的影响比较大，为了能有效降低地震对高层建筑的影响，有关部门与相关机构通过研究以往的地震数据，明确高层建筑框剪结构对地震抵抗能力有一定的影响。高层建筑抗震能力的差异主要原因在于剪力墙结构底层刚度与上层建筑刚度存在较大差异，在这一情况下，地震力会落在底层建筑，受到地震力的影响，底层建筑会发生相应的形变，最终影响到高层建筑的安全性与稳定性。为此，在框剪结构的设计当中应该要增加抗震设计优化项目，在设计工作中将设计重点应用于底层建筑的刚度与高层建筑的刚度差异上，通过缩小二者之间的差异，能在很大程度上提升高层建筑的抗震能力，最终起到抗震作用。由于地域的不同，区域地震等级也有一定的差异，在抗震设计优化过程中，应该要充分考虑到当地的地震等级，并结合当地的区域发展规划，研究当地的发展特点，保证抗震设计优化工作能够满足当地经济与社会的发展，满足社会安全运行的基本需求。
（四）地基设计优化
相比于地基好的建筑环境来说，地基差的区域其高层建筑框剪结构更难落实，地基好的高层建筑工程在施工过程中可以应用天然的地基或者应用复合地基开展相应的操作，但是需要保证最终的设计方案应该要根据高层建筑的实际施工情况以及剪力墙的距离合理调整。对于地基较差的高层建筑来说，首先需要对地基进行设计优化，保证地基的稳定性，才能保证高层建筑的稳定性，为此必须要做好充足的准备工作。如果建筑施工层数超过十层，通常会应用到梁板式筏基;如果建筑施工层数超过二十层，则一般会应用到平板式筏基。就目前我国现行的高层建筑框剪结构应用情况来看，在设计上具有各种各样的问题，导致出现浪费情况，为此必须要做好相应的设计优化工作。对于地基比较差的框剪结构设计优化工作，可以应用引用桩作为基础，如果属于小高层则可应用独立桩基承台构建梁板;如果是高层建筑则可应用墙下承台梁布桩构建底板，保证地基的稳定性，提升高层建筑的安全性。
结束语：
总而言之，框剪结构的应用结合了框架結构与剪力墙结构的优势，同时在应用过程中又将两种结构的劣势有效制约起来，能在高层建筑中广泛应用。从目前的社会背景上看，如今人们对高层建筑的要求越来越高，商业高层建筑的体型也越来越复杂，将框剪结构应用于高层建筑当中能在很大程度上提升高层建筑的稳定性、抗震能力以及安全性，因此设计人员应该要做好框剪结构的设计优化工作。
参考文献：
[1]徐媛媛，朱珊珊. 高层建筑框剪结构设计优化措施分析[J]. 城市建设理论研究：电子版，2013，000（028）：1-3.
[2]杜青伟. 建筑框剪结构优化设计措施探讨[J]. 今古传奇：文化评论，2018，000（007）：0192-0192.
[3]程建亮. 某高层框剪结构设计优化措施分析[J]. 城市建筑，2015，000（008）：73-73.
[4]柯一沙.框架一剪力墙结构设计常见问题及对策[J]. 门窗. 2016（05）
东南大学建筑设计研究院有限公司 江苏南京 210000