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摘要：剪力墙结构在现代高层、超高层建筑中有着广泛的应用。一方面，剪力墙结构具有较大的抗侧刚度，能够很好的承受各类荷载并控制结构的水平力；另一方面，采用剪力墙结构还具有增加建筑物内部空间、减少用钢量等优点。但剪力墙刚度的增加意味着造价的增加，因此探索在造价一定条件下如何最大限度地提高剪力墙的刚度意义重大。本文，在分析了剪力墙结构优缺点的基础上，对住宅建筑中剪力墙结构设计的几个要点进行了介绍，以期能有助于剪结构设计的发展。
关键词：高层建筑；框架剪力墙结构；设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
随着社会的快速发展，高层建筑的数量越来越多。由于剪力墙结构抗侧刚度较大，适当的预防侧移，而且具有很强的抗震效果，所以被广泛的应用于高层混凝土的建筑中。因此，在剪力墙的设计过程中，要根据施工的实际情况，掌握剪力墙受力的特点，选择合理的设计形式，保证剪力墙的设计更加安全、适用和可靠。
一、剪力墙结构的优缺点
1、剪力墙结构的优点
实践证明，剪力墙结构的运用可以在很大程度上减少建筑结构的用钢量、降低工程成本，同时由于其具有较强的整体性能，拥有相对较大的刚度足以抵抗各类荷载，尤其是水平向荷载。具体到高层住宅建筑中，剪力墙结构的运用还能将建筑物内部的分隔墙与承重墙有机结合，增加建筑物内部空间，不仅安全可靠，而且经济美观。
2、剪力墙结构的缺点
剪力墙结构在存在诸多优点的同时，难免会存在一定的缺点。主要表现在以下4个方面：首先，相对于框架结构，剪力墙的存在难免导致建筑自重的增加，建筑物建造成本相应增加。此外，地震作用下结构的地震反应也相对增大；其次，剪力墙结构自身刚度较大从而能够较好地抵抗侧向变形，相应的建筑物上部结构以及下部基础也需予以加强，建筑物成本增加在所难免；再次，剪力墙结构中构造钢筋的配筋率相对较低，虽然在一定程度上节省了钢材，但却使得结构延性变小；最后，剪力墙墙肢自身承载能力得不到充分运用。
二、框架剪力墙结构设计的基本原则
1、要严格遵守肢长和厚度的比值，进行构件设计。由于剪力墙的高度和宽度尺寸都有着很大的不同，因此，要据几何特征和受力形态来计算肢长和厚度的比值，据结果实施按柱设计或者是按双向受压构件设计。
2、既要满足刚度要求又要具有很强的变形性能和延性。剪力墙结构中，墙体会承受多方面的力度，既有水平剪力和弯矩，还承担竖向压力；在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，因此，设计时候一般都是设计为延性弯曲型。既可以增加抗震性能，又可以防治脆性剪切造成破坏。
3、剪力墙在设计时候要尽量避免平面外搭接，实在避免不了时应按规范采取相应措施，以保证剪力墙平面外安全。
三、框架－剪力墙构造的设计注意事项
1、对于剪力墙结构和部分框支剪力墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大,则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，因此将较长的剪力墙分成若干段，使墙的高宽与长度之比不少于2，墙段由墙肢和连梁组成。其目的是设置刚度和承载力较小的连梁(跨高比不小6的连粱)，这样防止在地震作用下，先破坏连梁,使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
2、剪力墙和部分框支剪力墙结构的墙肢截面长度沿高度不宜有太大出入和变化，一、二级抗震墙的底部加强区以及墙体洞口较大时，最好不要有错洞布置的剪力墙。
3、框支层的设计。部分框支的剪力墙结构在地震作用时有可能将变形集中在框支层上，这样就应该首先加强框支层，使其牢固。一般地规范规定是，框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层的侧向刚度的50%。框支墙的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担,所以要保证楼板有足够大的平面内刚度传递水平力。落地墙最大水平间距不宜大于24m。
4、墙的竖向钢筋的设计。在框架剪力墙中，特别是高层的工程设计里面，竖向钢筋主要起到抗弯作用。高层建筑与底层不同，在目前一些多层低高层剪力墙中电算记过多为构造配筋，但配筋时所取的配筋率有的人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，但是高层建筑中的剪力墙设计不能这么做，这一点必须注意。
四、剪力墙结构设计的要点
1、合理配置
剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。分散原则是要求剪力墙片数不要太少，而且每片剪力墙刚度不要太大，连续尺寸不要太长，使抗侧力构件数量多一些，分散一些,每片剪力墙的弯曲刚度适中，在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能，也不会使个别墙的受力太集中，负担过重而引起过早地被破坏，刚度过大的墙承担的内力也大，相应的基础处理难度增加，同时也考虑到剪力墙相距太远，楼面刚度要求大，很难满足要求，周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力，便于保证刚度中心与平面中心相吻合；剪力墙布置在周边对称位置，增加抵抗扭转的内力臂，在不增加剪力墙面积的情况下，提高抗扭转能力。剪力墙的间距，对现浇钢筋混凝土楼盖L/B=2—4为宜，对装配整体式钢筋混凝土楼盖L/B=1—2.5为宜，,原则是建筑物愈高，抗震设防烈度愈高，取值愈小。
2、提高轴压比
轴压比主要为控制结构的延性，随着轴压比的增大，结构的延性越来越差，对高层建筑抗震十分不利，我国现行规范均有相应要求。工程在進行初步设计时，业主提出当地混凝土搅拌站无法保证C40以上混凝土施工质量，混凝土最高强度等级为C40。根据规范，一级框架剪力墙结构框架柱轴压比为0.75，框架柱采取规范提出的构造措施提高柱轴压比限值至0.90设计。底部加强区剪力墙厚度为350mm，混凝土强度等级为C40，能够满足设计要求。
4、剪力墙的厚度
在框架剪力墙结构体系中，主要的边缘约束构件有边框柱和边框梁，根据相关的规定，带边框剪力墙的截面厚度主要根据两种情况来确定，一是在进行抗震设计时，一级和二级剪力墙的底部的厚度不得小于20cm，同时还要不小于层高的十六分之一；而是在其他情况下不得小于16cm，同时还要不小于层高的二十分之一。边框梁的宽度应当与墙一样厚，而高度可以使墙厚的两倍。因此，剪力墙的厚度应该保证结构安全、经济合理等特点。另外，在一般情况下，由于基础的埋置深度比较大，导致底层层高较高，这也就要求底层的剪力墙厚度也比较厚。要尽量保证墙体的稳定的前提下，不要把较高楼层的剪力墙设计的太厚。
5、剪力墙数量的确定
在框架剪力墙结构设阶段，柱、梁截面的尺寸可以由结构构造的要求决定。但是剪力墙的数量关系到整个结构体系的安全和经济的合理性，因为从抗震的角度来说，增加剪力墙的数量可以提升整个高层建筑物的抗震性能，但是从经济的角度来说，应当适量的减少剪力墙的数量，所以，对于剪力墙合理数量的计算要进行优化设计。剪力墙的合理数量按照许可的位移决定，在符合装修要求和框架剪力墙结构定点位移与高的比例的条件下，适当增减剪力墙的数量。要采用结构自振周期校核剪力墙布置的数量是否合理，在地震周期短和地震力大的地方，可以适当的增加剪力墙的数量增加结构的刚度，可以根据具体的施工情况和建筑高度以及地区设防烈度采用不同的方法取值。
结束语
综上所述，框架剪力墙在建筑工程中发挥越来越重要的作用。因此，在进行高层建筑框架剪力墙结构设计过程中，要根据框架剪力墙结构的受力特征，对剪力墙进行科学的布置，采用合理的数量，选择适当的连接方式，不仅可以有效减少重复的工作，而且可以达到预期的经济目标。
参考文献
[1]李浩；关于框架结构设计中问题探析[J]；城市建设理论研究；2011（16）：79-81.
[2]苏文生.框架剪力墙结构刚度的调整与控制研究[J].民营科技.2010(11).
[3]胡景云.论剪力墙结构优化设计[J].建材世界,2012(2).
关键词：高层建筑；框架剪力墙结构；设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
随着社会的快速发展，高层建筑的数量越来越多。由于剪力墙结构抗侧刚度较大，适当的预防侧移，而且具有很强的抗震效果，所以被广泛的应用于高层混凝土的建筑中。因此，在剪力墙的设计过程中，要根据施工的实际情况，掌握剪力墙受力的特点，选择合理的设计形式，保证剪力墙的设计更加安全、适用和可靠。
一、剪力墙结构的优缺点
1、剪力墙结构的优点
实践证明，剪力墙结构的运用可以在很大程度上减少建筑结构的用钢量、降低工程成本，同时由于其具有较强的整体性能，拥有相对较大的刚度足以抵抗各类荷载，尤其是水平向荷载。具体到高层住宅建筑中，剪力墙结构的运用还能将建筑物内部的分隔墙与承重墙有机结合，增加建筑物内部空间，不仅安全可靠，而且经济美观。
2、剪力墙结构的缺点
剪力墙结构在存在诸多优点的同时，难免会存在一定的缺点。主要表现在以下4个方面：首先，相对于框架结构，剪力墙的存在难免导致建筑自重的增加，建筑物建造成本相应增加。此外，地震作用下结构的地震反应也相对增大；其次，剪力墙结构自身刚度较大从而能够较好地抵抗侧向变形，相应的建筑物上部结构以及下部基础也需予以加强，建筑物成本增加在所难免；再次，剪力墙结构中构造钢筋的配筋率相对较低，虽然在一定程度上节省了钢材，但却使得结构延性变小；最后，剪力墙墙肢自身承载能力得不到充分运用。
二、框架剪力墙结构设计的基本原则
1、要严格遵守肢长和厚度的比值，进行构件设计。由于剪力墙的高度和宽度尺寸都有着很大的不同，因此，要据几何特征和受力形态来计算肢长和厚度的比值，据结果实施按柱设计或者是按双向受压构件设计。
2、既要满足刚度要求又要具有很强的变形性能和延性。剪力墙结构中，墙体会承受多方面的力度，既有水平剪力和弯矩，还承担竖向压力；在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作，因此，设计时候一般都是设计为延性弯曲型。既可以增加抗震性能，又可以防治脆性剪切造成破坏。
3、剪力墙在设计时候要尽量避免平面外搭接，实在避免不了时应按规范采取相应措施，以保证剪力墙平面外安全。
三、框架－剪力墙构造的设计注意事项
1、对于剪力墙结构和部分框支剪力墙结构，若内纵墙很长，且连梁的跨高比小，刚度大,则墙的整体性好，在水平地震作用下，墙的剪切变形较大，墙肢的破坏高度可能超过底部加强部位的高度，因此将较长的剪力墙分成若干段，使墙的高宽与长度之比不少于2，墙段由墙肢和连梁组成。其目的是设置刚度和承载力较小的连梁(跨高比不小6的连粱)，这样防止在地震作用下，先破坏连梁,使墙段成为抗侧力单元，且墙段以弯曲变形为主。
2、剪力墙和部分框支剪力墙结构的墙肢截面长度沿高度不宜有太大出入和变化，一、二级抗震墙的底部加强区以及墙体洞口较大时，最好不要有错洞布置的剪力墙。
3、框支层的设计。部分框支的剪力墙结构在地震作用时有可能将变形集中在框支层上，这样就应该首先加强框支层，使其牢固。一般地规范规定是，框支层的侧向刚度不应小于上一层非框支层的侧向刚度的50%。框支墙的水平地震剪力主要由落地剪力墙承担,所以要保证楼板有足够大的平面内刚度传递水平力。落地墙最大水平间距不宜大于24m。
4、墙的竖向钢筋的设计。在框架剪力墙中，特别是高层的工程设计里面，竖向钢筋主要起到抗弯作用。高层建筑与底层不同，在目前一些多层低高层剪力墙中电算记过多为构造配筋，但配筋时所取的配筋率有的人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件中的钢筋，但是高层建筑中的剪力墙设计不能这么做，这一点必须注意。
四、剪力墙结构设计的要点
1、合理配置
剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。分散原则是要求剪力墙片数不要太少，而且每片剪力墙刚度不要太大，连续尺寸不要太长，使抗侧力构件数量多一些，分散一些,每片剪力墙的弯曲刚度适中，在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能，也不会使个别墙的受力太集中，负担过重而引起过早地被破坏，刚度过大的墙承担的内力也大，相应的基础处理难度增加，同时也考虑到剪力墙相距太远，楼面刚度要求大，很难满足要求，周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力，便于保证刚度中心与平面中心相吻合；剪力墙布置在周边对称位置，增加抵抗扭转的内力臂，在不增加剪力墙面积的情况下，提高抗扭转能力。剪力墙的间距，对现浇钢筋混凝土楼盖L/B=2—4为宜，对装配整体式钢筋混凝土楼盖L/B=1—2.5为宜，,原则是建筑物愈高，抗震设防烈度愈高，取值愈小。
2、提高轴压比
轴压比主要为控制结构的延性，随着轴压比的增大，结构的延性越来越差，对高层建筑抗震十分不利，我国现行规范均有相应要求。工程在進行初步设计时，业主提出当地混凝土搅拌站无法保证C40以上混凝土施工质量，混凝土最高强度等级为C40。根据规范，一级框架剪力墙结构框架柱轴压比为0.75，框架柱采取规范提出的构造措施提高柱轴压比限值至0.90设计。底部加强区剪力墙厚度为350mm，混凝土强度等级为C40，能够满足设计要求。
4、剪力墙的厚度
在框架剪力墙结构体系中，主要的边缘约束构件有边框柱和边框梁，根据相关的规定，带边框剪力墙的截面厚度主要根据两种情况来确定，一是在进行抗震设计时，一级和二级剪力墙的底部的厚度不得小于20cm，同时还要不小于层高的十六分之一；而是在其他情况下不得小于16cm，同时还要不小于层高的二十分之一。边框梁的宽度应当与墙一样厚，而高度可以使墙厚的两倍。因此，剪力墙的厚度应该保证结构安全、经济合理等特点。另外，在一般情况下，由于基础的埋置深度比较大，导致底层层高较高，这也就要求底层的剪力墙厚度也比较厚。要尽量保证墙体的稳定的前提下，不要把较高楼层的剪力墙设计的太厚。
5、剪力墙数量的确定
在框架剪力墙结构设阶段，柱、梁截面的尺寸可以由结构构造的要求决定。但是剪力墙的数量关系到整个结构体系的安全和经济的合理性，因为从抗震的角度来说，增加剪力墙的数量可以提升整个高层建筑物的抗震性能，但是从经济的角度来说，应当适量的减少剪力墙的数量，所以，对于剪力墙合理数量的计算要进行优化设计。剪力墙的合理数量按照许可的位移决定，在符合装修要求和框架剪力墙结构定点位移与高的比例的条件下，适当增减剪力墙的数量。要采用结构自振周期校核剪力墙布置的数量是否合理，在地震周期短和地震力大的地方，可以适当的增加剪力墙的数量增加结构的刚度，可以根据具体的施工情况和建筑高度以及地区设防烈度采用不同的方法取值。
结束语
综上所述，框架剪力墙在建筑工程中发挥越来越重要的作用。因此，在进行高层建筑框架剪力墙结构设计过程中，要根据框架剪力墙结构的受力特征，对剪力墙进行科学的布置，采用合理的数量，选择适当的连接方式，不仅可以有效减少重复的工作，而且可以达到预期的经济目标。
参考文献
[1]李浩；关于框架结构设计中问题探析[J]；城市建设理论研究；2011（16）：79-81.
[2]苏文生.框架剪力墙结构刚度的调整与控制研究[J].民营科技.2010(11).
[3]胡景云.论剪力墙结构优化设计[J].建材世界,2012(2).