建筑工程中框支剪力墙结构设计问题探索

建筑工程中框支剪力墙结构设计问题探索

仲舒张振兴

（1.郑州大学综合设计研究院有限公司，河南，郑州，450000）

（2.郑州市建筑设计院，河南，郑州，450007）

【摘要】随着我国经济发展水平的不断提高，建筑行业得到了显著发展,剪力墙结构设计是建筑设计当中的一项重要内容，为此，本文主要对建筑工程中框支剪力墙结构设计存在的问题进行了探讨。

【关键词】建筑工程；中框支剪力墙；结构设计方法

在建筑结构设计工作当中，中框支剪力墙结构设计是一项重点设计内容，虽然在设计当中，转换层的应用较为普遍，但是对于一些高层建筑来说，纵向的结构非常不稳定，扭转效应非常大。为此，在建筑工程中要对设计要点严格把控。

一、转换层在建筑工程中的应用方法

一般，为了最大限度的满足建筑质量标准，人们对建筑工程提出了更高的要求，尤其是对其综合性的应用价值提出了更高的要求与标准。从建筑的应用功能上看，上层结构中都有一个小的开间，而在下层部位却有一个大的开间，而为了使建筑各部分功能能够相互呼应，常规相反的布置方式是最常使用的[1]。为此，框架结构就被安排在了建筑的最下层，而上层则布置了剪力墙结构，剪力墙的刚度非常大，并且其稳定性非常高。要想使上下层的结构能够相互衔接，使两者间的内力传递更加顺畅，就需要发挥转换层的作用[2]。

如果转换层的位置非常高，框支剪力墙结构中的应力传递将发生偏转，则会产生非常明显的刚度变化。并且转换层所处的位置越高，剪力墙就越容易出现裂缝，使框支柱内的应力增大，对墙体造成破坏。为此采用高位转换是非常有必要的，能对下部框支结构刚度进行有效控制。

二、建筑工程中框支剪力墙机构设计内容

在对建筑中的剪力墙进行设计过程中，必须要能够结合工程实际，对各个方向的受力指标提高重视度，如果某部位受力较大，则要将支撑效果提高，对整体的结构做出分析与判断。此外，还要做好验算工作，按照偏压或者是偏拉要求对截面以及斜截面的剪力墙承载力进行验算，一旦出现荷载大的情况，则要对其局部的承载力进行验算[3]。除此之外，在进行计算时，要加大对翼墙的重视度，取值主要包含：翼缘的宽；剪力墙之间的间距；两侧翼缘的厚度值；总体高度值。

（一）对剪重比进行合理设计

对剪力墙的抗震性进行设计与分析时，剪重比是一个非常重要的参数，无论是高层建筑还是普通房屋都是如此[4]。剪重比在设计中是否合理、科学决定着剪力墙结构的设计质量。如果剪力墙结构设计周期较长，将会受到加速度带来的损坏，这是传统分解法所不能计算出来的。鉴于地震影响系数会产生非常大的波动，并且呈现出极速下降状态，会为选值增加一定难度。为此，在对其进行设计过程中，必须要先将各个楼层的地震力的最小值确定下来，只有满足了最小值才能符合其他安全需要。

（二）做好刚重比的设计

在剪力墙结构设计当中，刚重比设计是非常重要的内容，刚重比主要指结构刚度与重力荷载之间的比，同时也是重力二阶效应的主要参数。在对建筑框支剪力墙结构进行设计过程中，必须要严格按照刚重比参数进行设计，这样才能使建筑结构设计符合要求。如果出现了设计不够规范的情况，则可能引起结构坍塌。此外，要能够结合工程的实际情况对每个层面的刚重比进行设计与优化[5]。

三、梁式转换层的结构设计

（一）对抗震等级进行确定

建筑结构设计当中，框支剪力墙结构通常都位于转换层的最下层，而普通的剪力墙结构则位于转换层的上面。为此，要按照一定设计指标确定抗震等级，针对性的对结构体系不同构件抗震等级进行控制。按照相关规定，三层或者是以上的转换层中的剪力墙的抗震等级高，对于这些层面在提供了横向的抗剪力的同时，也要提高墙体的稳定性与安全性，避免产生过多的裂缝。此外，还能避免出现倾斜裂缝后造成的墙体脆性进而出现裂缝。为此，在对剪力墙体结构进行设计时，要将水平筋的温度、刚性以及梁柱的敏感性适当增加，这样才能够使剪力墙结构更加稳定。

（二）结构的竖向布置

在对剪力墙结构进行竖向布置的过程中，要尽量保持刚度在上下层的一致性，采取必要的手段避免刚度降低。鉴于一些高层建筑存在高位转换，转换上下侧刚度的值可确定为1。还要控制好以下内容：对下部结构进行强化，对上部的结构进行弱化，避免出现过多的薄弱层面。同时，还要将上下部分的剪力墙厚度降低，使底端的剪力墙厚度能够适当的增加[6]。

（三）结构平面布局

在对建筑框支剪力墙结构进行设计过程中，框架剪力墙结构一般都位于底部，其结构相对复杂，外形也呈现出不规则的变化；此外，除了对核心的筒进行设计以外，还要尽量沿着建筑周边进行布设，实现其平衡与分散的统一，使抗扭效果增强。与此同时，要将不同层的位移比控制在一定限度内，使建筑平面达到扭转指标，增强抗扭效果。

四、设计结论

通过对不同转换层的分析与研究，能够得到以下结论：首先，在对复杂的结构体系进行设计过程中，其概念设计是非常重要的。在对结构方案进行设计与优化时，要结合建筑结构的特征，有针对性的对薄弱环节抗震性能进行设计与优化，进而掌握宏观控制指标；其次，在设计当中，要尽量多的使用专业的设计软件，发挥这些软件的功能与价值，建立起正确的设计模型，合理开展对比试验与计算，要对剪力墙结构体系的抗震性加强研究，控制好转换层是非常重要的；最后，如果框支剪力墙结构是裙楼样式的则要加强对扭转效应的重视度。外伸的裙楼在设计过程中，其平面角要布设成L型墙结构。此外，在布置裙楼交叉部位时，要适当的加强剪力墙发的应力。转换梁在受力状态下，墙体的分布形式与梁支座的约束有一定联系，如果支座存在较强的约束，梁的重心将出现偏移，偏向于受拉的构件，而对于小墙肢或者是梁抬柱，梁的转换可以全跨偏重心受压。

五、结束语：

随着我国建筑行业的飞速发展，中框支剪力墙结构成为建筑工程设计的重要组成，人们对其的关注度逐渐提高。在这种背景下，施工人员只有不断结合工程实际情况，严格按照相关施工规范操作才能使薄弱部位稳定。与此同时，还要明确支梁框支柱配筋的特殊性，尽量发挥各种软件在建模、设计中的作用。总之，只有对设计方案进行优化与分析，制定出科学、完善、系统的结构设计指标才能提高建筑工程施工质量。

参考文献：

[1]曾波,杜咏.南京市某高层商住楼框支剪力墙结构设计[J].建筑科学,2010,16(5):30-35.

[2]宣伟.上海市某超限高层商住楼框支剪力墙结构设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2014(19):1065-1066.