摘要：随着我国城市可利用空间的不断减少，人们建造了越来越多的高层建筑，以达到扩大使用空间的目的。框架剪力墙结构在我国高层建筑的应用十分广泛。本文就谈谈高层建筑框架剪力墙结构的设计。
关键词：框架剪力墙结构；结构设计；特点；应用
现在的高层建筑的功能越来越多，在建设的过程中对整体框架结构的设计要就要求的越高，应用框架剪力墙结构的设计能帮助高层建筑更多功能的建设，并能将高层建筑的稳定性提升上来。但是在实际的施工中，框架剪力墙技术还有很多技术上的问题存在，这给建筑的整体质量带来了安全的隐患，在实际的设计工作中我们要格外注意问题的解决措施，以保证高层建筑的质量。
1、剪力墙结构及其特点分析
1.1 剪力墙结构
剪力墙是实际建筑工程中经常使用的结构墙、抗风墙和结构墙。剪力墙是可有效承受风或地震等导致的相关荷载，保障建筑物安全性和刚度的墙体，剪力墙优点在于良好的抗震性和刚度。剪力墙结构设计中，墙体的长度和高度应相对较大，而宽度则相对较小并采用钢筋混凝体整体浇筑方法。建筑设计方和施工方为满足人们对居住住房和办公楼的安全稳定性要求，已在建筑设计和施工过程中广泛的使用剪力墙，以提高和优化其整体建筑物的建筑施工质量和结构。目前，许多建筑企业已采用剪力墙取代传统建筑施工中使用的梁柱。剪力墙结构的受力情况与梁柱相当，但是剪力墙结构其稳定性更好，同时降低墙体的承受能力，保证建筑物整体的质量和安全性。
1.2 剪力墙结构的特点
剪力墙结构有着较好的承载力和抗侧力能力。在其具有一定承受力的基础上，还能够有效的协调抵抗竖向荷载和横向荷载，极其适用于高层建筑。
剪力墙结构的侧向刚度极大，即使受到高强度的水平荷载作用下，仍能够保持较小的侧移距离。
剪力墙结构能够保证建筑空间的高利用率。由于其特殊的受力体系结构，其在建筑室内的空间比传统的梁柱结构更加宽敞。并且由于它不设梁的特性，它增加了整体住宅的高度，使其空间利用率极大。
剪力墙结构的抗震性极强。是由于该结构自身重量本身就极大，能够有效地吸收地震能量，达到一定的抗震效果。
剪力墙结构的造价颇高。由于其结构，较为复杂，施工较为麻烦，所以其工程造价也比较高。
2、高层建筑框架剪力墙结构设计要点原则
2.1剪力墙平面内外承载力及刚度适当
工程设计应注重剪力墙平面内外承载力及刚度适当的原则，应保证剪力墙平面外承载力及刚度较小，而平面内承载力及刚度则相对较大。实际建筑施工过程中，梁与平面外方向的剪力墙的连接方式为单侧连接，这常会导致墙肢平面外弯矩，但常规的设计施工对墙的平面外的承载力及刚度实际验算量不足，除了特殊设计施工需求，通常不要采用平面外单侧连接方式，当使用平面外单侧连接方式，应采用合理改进方法，保证剪力墙平面外稳定性。
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2.2楼层间剪力系数最小
实际工程施工过程，应保证各楼层间的剪力系数最小的原则，有效降低建筑物重量，防止建筑物的抗震性降低进而引起严重安全隐患的问题，建筑设计方和施工方根据短肢剪力墙承受力矩的大小，实际调整楼层间剪力系数达到最小值，并保证建筑物质量的前提下，合理减少剪力墙的数量，对剪力墙结构的侧向刚度进行适当加固，这可以有效降低整个建筑工程的建设成本和资源浪费，在合理范围内扩大建筑各方和建筑用户的经济利益。
2.3楼层间位移最大化与层高比
在建筑设计过程中，应实际调整楼层间位移和层高比，以保证楼层间位移最大值和层高比原则。与传统建筑结构相比，剪力墙结构设计位移计算没有加入建筑结构变形因素，其位移计算关键点是楼层间的弯曲变形情况，而通常楼层间发生的弯曲变形主要是扭转和剪切，就剪切变形而言，其主要受建筑结构中的竖向构件影响。竖向构件应根据实际建筑情况进行有效调整，保证数量适中，保证楼层间不会出现扭转变形或变形程度较小。因此实际高层建筑结构设计及施工过程中，应重点对楼层间位移最大化与层高比进行实时监测，以降低扭转变形，进而提升整体建筑结构的安全性和刚度。
3、高层建筑框架剪力墙的设计应用
高层建筑结构受本身功能的影响，有一定的结构特性，建设的过程中不仅要发挥出其自身的实用性能，还要保证建筑的稳定性也达到相关标准，重要的是高层建筑都最容易遭受雷电和地震的打击，所以在建设结构的抗震性能上也有较高的要求。而剪力墙结构正好具有很好的稳定性，施工工序还相对简单一些，所以更适合应用到高层建筑的施工中。但是在较高的建筑项目中，要特别注意建筑结构的连梁设计和墙肢设计。
（一）连梁设计
在建筑结构的连梁设计环节中，施工人员要特别注意几个问题。
1）连梁设计对混凝土的材料有较高的要求，在框架结构的施工中，连梁的设计和连梁施工的质量都是比较重要的，要想框架结构发挥的效果达到施工的标准，就要控制好框架施工的质量，要对主要的施工材料——混凝土的质量控制好，增强混凝土的强度等级同时，还要提升混凝土发挥出来的性能，这样才能保证连梁设计的抗剪能力有所提升。如果对混凝土材料的质量没有控制好，连梁的设计工作也会受到影响，整个框架结构的施工也会存在安全隐患，使整体的建筑结构在后期维护的时候都会带来麻烦，甚至出现框架结构裂缝的现象。
2）连梁的设计过程中，还要控制好连梁的高度和剪力墙的洞口宽度。在连梁设计环节，主要的工作就是设置好洞口的宽度，其设计标准也是要根据结构的刚度进行提升，这个过程中要控制好洞口宽度和连梁高度的所有数据参数。一般的情况下，这两项参数都是成反比的，当连梁的高度有所降低的话，就要相应的增加洞口的跨度，这两种参数只有达到相互作用的情况下，建筑的整体抗震性能才能有所增强。所以，要想提高建筑抗震的性能，就要对连梁高度和剪力墙洞口宽度这两方面做好控制工作。
3）连梁的设计工作中，还要对其刚度有效的折减，这样能减少框架结构的裂缝现象发生。连梁的刚度在折减之后能对内力起到分散的作用，降低了结构出现裂缝的几率。在刚进行连梁设计的时候就要进行刚度的折减工作，计算刚度的参数，和相关技术的参数，严格依据设计的标准来进行施工。框架剪力墙的结构比较特别，在对连梁刚度控制的同时，还要通过配筋的工作将框架的效能提升上来。
4）要对剪力墙结构的厚度有所调整，这是连梁设计的需要。如果对剪力墙厚度的要求比较高的话，就要提升其厚度的同时，还要将建筑整体结构的稳定性控制好，避免留有安全隐患。总体来看，在连梁的设计工作中，很多问题都要有所注意，专业的设计范围也比较广，不光是刚度性能，还有抗震、抗剪能力，都要符合剪力墙的结构设计标准。
（二）墙肢的设计
墙肢的设计工作需要从以下几个方面来进行分析和探讨：第一，要控制好墙肢的厚度。主要是由于墙肢的厚度对于整个剪力墙结构的稳定性和可靠性之间存在着较强的影响。因此，需要对其进行科学合理地控制。具体来说，需要根据国家的相关规定在设计的过程中按照科学的流程和规定来进行。在实际的设计工作中，可能会遇到多种情况的问题，高层建筑属于住宅建筑的重要组成部分，因此，墙肢的厚度和剪力墙的实际厚度需要保持一致。通常情况下，其厚度的标准是在200的范围内。如果高层建筑工作没有地下室结构，就需要对平面的基础结构加强重视。最好在设计方案的选择中，将所有可能影响的因素进行控制和分析，一般来说，一字型的方案比较明显。第二，剪力墙的结构布置，随着建筑越来越高，建筑的综合性能也日渐提升，因此，建筑设计中，应该使得建筑具有很好的空间工作性能。因此，在进行剪力墙结构设计时候，应该采用双向布置，科学合理的构成建筑结构的空间性能。同时，由于对建筑的抗震性能有了更高的要求，因此，在剪力墙设计时候，严禁在需要抗震设防区域使用单向剪力墙设计。在进行剪力墙设计时，要保证平面均匀分布，刚度中心要和建筑的整体质心相重合或者是尽量靠近，如此可以很大程度上减小扭转效应。
4、结束语
在高层建筑的项目中，应用框架剪力墙结构的设计进行施工是比较常见的，也是应用比较广的。这种结构设计能对高层建筑的整体结构质量起到直接的影响作用，所以，在结构设计的过程中，要注意重点部位的设计，严格按照设计的要求去施工，这样才能保证建筑结构的抗震性能和抗剪性能都有很好的稳定性。本文主要分析了剪力墙的连梁设计和墙肢设计，当然其他部位的设计也是很重要的，在具体的结构设计中，要特别注意，以保证高层建筑能发挥本身的功能特性。
参考文献：
[1] 赵蒙.高层框架剪力墙结构的剪力墙合理布置研究.成都理工大学，2014（5）
[2] 闫红玉.对高层建筑框架剪力墙解雇设计中一些问题的思索.价值工程，2015（8）
[3] 陈俊俊.框架剪力墙结构的优化设计研究.广西大学，2013（12）
论文作者:胡凤格
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/2
标签：剪力墙论文; 结构论文; 刚度论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 框架论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2016年21期论文;