高层住宅建筑中关于框架剪力墙结构在设计中的关键点探讨

高层住宅建筑中关于框架剪力墙结构在设计中的关键点探讨

作者：刘海涛

来源：《建材发展导向》2015年第02期

摘 要：随着时代的发展，人们生活水平不断提高，对住房要求也越来越高。经济的快速发展，高层住宅不断增加。在高层住宅建筑建设的过程中，抗震设防环节的设计最为重要。目前框架-剪力墙结构被广泛应用于高层住宅的建设中。文章主要讨论高层住宅建筑中关于框架剪力墙结构在设计中的关键点，希望对以后高层住宅建筑的建设有一定的参考价值。 关键词：高层住宅；框架剪力墙结构；设计；关键点

随着社会的快速发展，我国社会主义经济不断发展以及人口城镇化的加剧，导致城市中住房建设用地越来越紧张，所以，为了满足人们的住房要求，在城市中逐渐增加了很多高层住宅建筑。框架-剪力墙结构具有良好的适应性而且抗震性能比较好，被广泛用于我国的高层建筑中。

1 高层住宅的结构体系概述

高层住宅建筑的结构体系中主要包括三个体系，第一个体系为框架结构体系，第二个体系为剪力墙结构体系，第三个体系是框架-剪力墙结构体系。这三个体系构成整个高层建筑的结构体系，但是三者在受力特点方面、抗震性能以及侧向刚度方面等都存在着不同之处。首先，框架结构的侧向刚度比较差，同时抵抗水平荷载的能力比较低，所以这种结果在抗震方面比较差，但是框架结果的空间比较大，所以，在平面布置方面比较灵活而且立面处理比较丰富。其次，剪力墙与框架结构相反，它的抗侧力强度以及刚度都比较大，但是缺少平面布置的灵活性以及不符合大空间的布置。最后，框架-剪力墙结构综合了前面两个体系的优点，能够承受竖向以及横向的荷载，而且有比较强的抗震能力，能够有效的避免填充墙在地震发生时候遭受破坏或者是倒塌。

2 高层住宅建筑中关于框架剪力墙结构在设计中的关键点 2.1 分析受力特点

框架结构主要是由杆件有机的组成在一起，但是由于杆件具有截面积尺寸小而且比较稀疏的特点，所以它的侧向刚度有限。当有水平荷载作用的时候，杆件会发生一些变形，主要表现为剪切型，并且在高度中段的层间会发生比较大的位移，所以杆件使用的高度具有一定的限制。由于剪力墙结构在抗侧刚度方面具有优势，所以，当受到水平荷载作用时候，发生的变形是弯曲型，顶部附近楼层的层间会发生比较大的位移，但是在其他部位发生的位移都比较小，

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

所以，经常选用剪力墙在高层建筑的建设中，但是当受到水平荷载下导致墙间距比较大时候，水平承重结构尺寸也随之变大，导致使用空间会受到一定程度的限制，并且墙的抗剪强度与抗弯强度相比，要弱得多。因此，墙由于出现剪切，会发生脆弱性的破坏。

框架-剪力墙结构中融合了框架以及剪力墙中的优点，如果结构布置比较合理，可以最大程度的发挥两者的优点，而且还会尽量避免两者的缺陷。也就是说，在进行框架-剪力墙结构的设计过程中，应该进行合理布置，使其具有最大的抗侧刚度，并且形成较大的使用空间，同时实现两道抗震防线的目的，有利于提高高层建筑的抗震功能。 2.2 合理布置剪力墙

高层住宅建筑中关于框架剪力墙结构在设计中剪力墙的合理布置具有十分重要的意义，影响高层建筑的抗震性能。所以，在进行框架-剪力墙结构设计的过程中，应该坚持布置的基本原则。“均匀、分散、对称、周边”是剪力墙设计的基本原则。

首先，剪力墙应该被均匀布置高层建筑四周附近，这样可以充分发挥剪力墙的抗扭动的作用，当水平荷载作用下，剪力墙会发挥作用，防止建筑发生破损。同时在高层建筑中的楼电梯间、平面形状变化或者是恒载比较大的地方应该进行剪力墙的设置，这样能够保持楼盖和剪力墙之间剪力的有效持续传递。

其次，在高层建筑中，平面形状凹凸程度比较大的地方，也是建筑中最为脆弱的位置，所以，为了防止这些地方遭受到荷载的破坏，应该在凸出部分的端部附近进行剪力墙的布置，从而加强这些位置的强度。

第三，应该在设计的时候，将横向和纵向的剪力墙有效的连接到一起，或者是将横向以及纵向的剪力墙设计成为带边框的剪力墙，使其形成固定的形状，比如像字母L形、T形或者是口字形状，从而最大程度的增加剪力墙的刚度，提高剪力墙的抗扭转能力。在建筑中的洞口边缘距柱边的尺寸应该大于建筑物中墙的厚度，但是最大尺寸也不应该超过300毫米。 第四，在设计剪力墙的时候，应该保证它的布置是合理分布的，单片墙的刚度应该是相近的。对于长度比较长的剪力墙应该进行洞口以及连梁的设计，从而形成双肢墙或者形成多肢墙的结构，在进行单肢墙或者是多肢墙的设计时候，应该注意的是墙肢的长度应该在八米之内。而且每一段墙底部水平力产生的剪力应该在结构底部总剪力的百分之四十之内，这样做的目的是为了防止受力集中现象，从而可以有效的避免这偏剪力墙对刚心位置影响比较大，并且如果发生破坏时候会对整体结构产生不利的影响，而且也会对这部分基础承担比较大的水平力。 第五，在进行剪力墙的设计时候，注意不要在墙面开大洞口的位置进行剪力墙的设置。当墙有洞口的时候，应该保持洞口是上下对齐，从而有效的避免错开。上下洞口之间的墙高度应该在楼层高度的五分之一之内。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

第六，在楼、电梯之间等竖井的设置时候，应该尽量使其与附近剪力墙的设置相结合，保持其连续、完整性，提高其抗侧力。 2.3 合理设计剪力墙之间的距离

框架-剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接，将地震作用传递到剪力墙，从而保证整个结构在地震的破坏下的工作。所以，在进行设计的时候，要对剪力墙之间的距离（如表所示）进行合理的设计，不能够使其间距过大，如果剪力墙之间的距离过大，会导致框架不能与邻近的剪力墙协同工作，从而增加墙体负担。 表1 剪力墙间距（m）

楼盖形式 非抗震设计（取较小值） 抗震设防裂度 6度、7度 （取较小值） 8度 （取较小值） 9度 （取较小值）

现浇 5.0B，50 3.0B，40 3.5B，40 2.0B，30 装配整体 3.0B，50 2.5B，35 2.5B，30 - 注：1.表中B为楼面宽度，单位为米 3 结语

本文介绍了高层住宅的结构体系以及高层住宅建筑中关于框架剪力墙结构在设计中的关键点，如分析受力特点、合理布置剪力墙、合理设计剪力墙之间的距离，希望为同行提供一定的参考价值。 参考文献

[1] 杨阳.混凝土框架—剪力墙结构抗侧刚度的优化设计[D].合肥工业大学，2012. [2] 贺海斌，朱学文.高层剪力墙结构中剪力墙抗侧刚度的优化设计研究[J].工程建设与设计，2011（09）.

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

[3] 张巨璟.水平地震作用下框架—剪力墙结构中剪力墙的优化研究[D].太原理工大学，2008.