高层建筑工程中框支剪力墙结构的设计分析

高层建筑工程中框支剪力墙结构的设计分析

孙东旭

孙东旭

身份证号码：2310811987021xxxx黑龙江省华远建筑安装工程有限公司

摘要：我国经济高度发展，人们生活水平不断提高，使得整个城市建筑朝着高层建筑方向发展，人们对于整个建筑工程设计要求更高，而剪力墙做为整个建筑物中关键的环节，它直接决定着整个建筑结构的质量设计。所以，本文主要对于框支剪力墙展开深入的探讨和分析。

关键词：高层建筑工程框支剪力墙结构设计

社会高度发展的今天，高层建筑的数量越来越多，并且满足人们对于工作和生活的各种要求。但是现代高层建筑之中，存在着一些结构，诸如转换层等，而这样的建筑物在纵向构建的构成方面十分的薄弱，并且有着极高的扭转效应。这种结构情况尤其是在地震中受到的挑战极大，并且出现了十分复杂的反应，所以要对于整个高层建筑物的框支剪力墙结构进行严格的设计，并且必须要针对设计进行重力等情况的模拟，对于所存在的十分薄弱的环节必须要改进，进一步提高高层建筑物的性能。

一、建筑工程中转换层的具体应用

现代社会中建筑物为了满足社会多个方面的需要，要使用多种不同的功能，并且社会对于建筑物的综合的用途方面都提出了更高的要求。而从建筑物的具体是应用功能来看，一般是在建筑物的高层中设计出一个独立的小房间，而在建筑物的底层设计独立的大房间。但是在建筑物的整体结构的结构方面来看，情况却恰好相反。因为要想确保建筑物的功能实现，再具体的布置就必须要采取相反的形式加以选择。所以，一般抵抗力弱的结构一般位于底层，而上层则选择强度大的剪力墙。这就要求我们在进行设计过程中，一定要设计相对应的转换机构来连接两种不同的结构，传递两者之间的内力活动，从而发挥出转换层应该具有的作用。在上层的建立剪力墙转换成为低层建筑的框架的整个过程之中，转换层发挥着无可替代的作用，它不仅可以为建筑物的底部营造出更加宽敞的自由空间，不同的转换层位置也能更加自主地决定着整个建筑物的抗震能力。因为从抗击地震能力的角度来看，转换层的位置越低，对于抵抗地震的能力就越大。这是经过多次的实验证明得出的结论，因为转换的位置越来越高，框支剪力墙结构位置较高，一定会导致整个内里传递路线发生了突然的变化，从而导致整个建筑物的刚度发生了巨大的变化。而转换层的位置越高，整个剪力墙将会更加容易的出现一些裂缝，从而增加了支柱的抵抗力，这样将会更加容易的对整个墙体造成巨大的批坏，这并不符合基本的抵抗地震的设计理念。所以，在必要的时候可以使用高位转换技术，将转化层下的框架设计展开严格的控制。

二、建筑工程之中设计剪力墙结构中应该关注的重点

要想设计好整个墙体，就必须要从具体施工的实际情况出发，认真考虑了整栋建筑物在水平上的受力和垂直方面的受力，对于较大的受力部位，不仅要增加整个支撑的效果，还要对整体结构展开详细的分析。在具体分析之后，根据具体的承受力，应该选择偏辣或者偏压的承载力或者斜面能够承受压力的具体情况进行计算，如果出现承受力较大的情况，就必须要对局部的承受力进行详细的计算。另外，对于整个剪力墙承载力的计算过程中，还要重视墙的宽度，因为按照一定的要求我们可以选择一个十分恰当的数值，必要的情况之下按照一定的要求来选择一个适当的数值，一般可以从以下四个方面来选择：首先整个翼缘宽度，其次是不同剪力墙之间的距离，第三是剪力墙两侧增加强提高和厚度，第四则是整个剪力墙的总高度。

（一）对剪重比进行合理设计

在抗震设计比中，剪重比是一个非常重要的参数，在高层建筑框支剪力墙结构的设计中更是如此。剪重比是否合理、规范，对剪力墙来说具有十分重要的意义。如果剪力墙结构的设计周期比较长，它将会受到地面位移及加速度变化的破坏，而传统的振型分解法又难以作出准确的计算。由于地震影响系数往往波动很大而且下降较快，在长期的作用下给选值增加了难度，由此计算出来的结构效应可能不符合实际情况。因此，在建筑框支剪力墙结构设计中，必须要与各楼层水平地震力确定其最小值，满足了该最小值才能符合安全方面的要求。如果满足不了，则应进行及时的调整。

（二）刚重比的设计

刚重比设计与剪力墙结构的整体稳定性息息相关，刚重比是结构刚度与重力荷载之比，也是重力二阶效的主要参数。在建筑框支剪力墙结构设计中必须要重视刚重比的设计，使其满足建筑结构设计的相关要求。如果出现设计不合格的情况，有可能会引起结构失稳甚至倒塌。此外，在计算建筑框支剪力墙结构的时候应符合相关规定，结合工程的实际情况对每层刚重比进行设计。

三、梁式转换层的结构设计

（一）确定抗震等级

在高层建筑结构中，框架一剪力墙结构位于转换层以下，纯剪力墙结构则在转换层以上。因此，应按照现行规范确定其抗震等级，同时有针对性地确定结构体系中不同结构构件的抗震等级。按照相关规定，在三层或三层以上设置转换层的时候，剪力底部加强部位、框支柱抗震等级应在规定的基础上提高一级，为剪力墙结构提供横向抗剪的同时，还能提高墙体结构的稳定性、防止硅出现裂缝。除此之外，还可以防止墙体在出现斜裂缝后发生脆性剪切破坏。因此，在建筑剪力墙体结构设计中，应适当增加水平筋，在温度、刚度变化或连梁等敏感部位更应如此，这样才能满足建筑框支剪力墙结构设计的稳定性要求。

（二）结构竖向布置

在结构竖向布置时，应尽可能使侧向刚度保持下大上小，还应采取措施避免刚度发生突变。不过，带转换层的结构除外。由于高层建筑属于高位转换，应使其转换层上下等效侧向刚度比接近于1。在设计过程中，应把握以下几个方面的原则：强化下部，弱化上部，避免出现薄弱层。与此同时，还应减小上部剪力墙的厚度，适当加大底部剪力墙的厚度。3.3结构平面布局在建筑框支剪力墙结构设计工程中，框架一剪力墙结构位于底部，其复杂多变，外形也不规则；除核心筒外，剪力墙应尽量沿周边布置，并且保持均匀、分散，以增强抗扭效果。同时，要将各层最大水平位移与层间位移比值控制在1.4以内，以满足平面布置及控制扭转的要求，进一步提高抗扭效果。

四、设计体会

第一，在复杂体系建筑结构设计中，概念设计是关键。在进行结构方案设计时，应充分认识结构体系的特点，有针对性的对结构薄弱层或薄弱部位及抗震设计缺陷进行宏观的把握。在设计中要充分发挥工程设计软件的作用，进行正确的建模和对比试算，最后制定科学、完善、合理的结构方案。第二，在设计中，应针对框支剪力墙结构体系的抗震性能进行重点把握，其中转换层是重中之重。第三，如果框支剪力墙结构为主一裙楼形式，应对结构扭转效应给予必要的重视。在外伸裙楼远离平面质心的角部必须要布置L型抗扭剪力墙。同时，对主一裙楼连接处应布置剪力墙进行适度加强。第四，转换梁的受力状态与上部墙体分布形式以及梁支座的约束情况有着很直接的关系。当支座约束较强时，梁为偏心受拉构件，对于抬小墙肢或梁抬柱等情况，转换梁可为全跨偏心受

五、结束语

综上所述，在现代建筑设计中，建筑框支剪力墙结构的设计是难点，也是重中之重。随着我国城市化进程的进一步推进，作为建筑工程设计的重要组成部分，建筑结构设计日益引起了人们的重视。在这种情况下，工程设计人员在工作中要按照相关设计的要求，结合工程的实际情况对结构的薄弱环节进行认真的分析。同时，还要注意框支梁框支柱配筋的特殊性，充分发挥工程设计软件在建模和分析方面的优势，对不同方进行比较研究，制定科学、完善、合理的框支剪力墙结构设计方案，为切实提高建筑工程的施工质量提供保障。

参考文献：

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[2]王想花.高层建筑工程的框支剪力墙结构设计探究[J].江西建材，2013（2）：39-40

[3]祝金标.浅析高层建筑框支剪力墙结构的设计[J].城市建设理论研究：电子版，2012（36）