摘要：高层建筑的形状日益复杂，各种功能的房屋组合形成不同形状和形式的高层建筑。这给结构设计增添了一定的难度。框架-剪力墙结构体系具有灵活的使用空间。框架-剪力墙的优点是容易满足建筑物的使用要求，剪力墙结构体系框架具有较高的承载能力，较好的延性和整体性，和强大的能力吸收的地震力，从而大大减少了由于结构本身的侧移，它已广泛应用于实际工程。本文论述了高层框架-剪力墙结构抗震设计的技术要点。
关键词：高层框架；剪力墙；抗震设计
引言
随着中国国民经济的不断发展，高层建筑的需求日益增加，以及高层建筑的规模变得越来越复杂。城市高层建筑的结构设计主要采用框架剪力墙结构体系。此系统由两部分组成：钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙。
1、框剪结构是什么
框架-剪力墙结构，俗称为框剪结构。主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。墙体全部采用填充墙体，由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
框剪结构是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此，这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。
2设计的特点
框剪结构的受力特点是框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力结构形式，所以它的框架不同于纯框架中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于纯剪力墙结构中的剪力墙，因为在下部楼层剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力墙拉回来的附加水平力，剪力墙不但不承受荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力，所以上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力，框架剪力墙结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。
3抗震技术的设计
3.1结构控制理论将结构的弹塑性分析与抗震相结合、抗震与消震相结合、能动控制与设计相结合，通过主动或被动的控制措施，调整结构的刚度、强度和质量分布，控制结构实现最佳耗能机构，以增大结构的延性和耗能能力，增强结构对地震作用下强迫变形的适应能力，使其满足抗震设防三水准要求。抗震结构按两阶段设计，即在弹性阶段按强度制，在弹塑性阶段按变形控制。这样设计的结构，既有一定的强度，又具有较大的延性和耗能能力，能一定程度地适应强烈地震使结构产生的强迫变形。
3.2提高剪力墙抗震性能，将剪力墙做成四周有梁柱的带边框墙。边框（明框和暗框）可阻止斜裂缝向相邻发展，还可在墙板破坏后作承重构件代替墙板承重且有一定延性。边框应具有足够的斜截面受剪承载力，以承担因墙身通裂对边框梁柱引起的附加剪力。
控制每肢墙的高宽比。必要时可设结构洞口或结构竖缝使变成双肢墙或多肢墙，可控制裂缝和屈服部位出现在结构竖缝和洞口连梁处，形成耗能机构，同时使原剪力墙一分为二，刚度降低，避免发生剪切破坏和底部墙体过早屈服。
剪力墙的刚性连梁，其跨高比往往仅为 1 左右。而试验表明：当连梁的跨高比为 5时，延性和耗能很好，连梁两端相对竖向位移的延性系数都在 8 以上，滞回曲线也相当饱满；当跨高比降至 1 时，延性系数则降至 3 左右，滞回曲线严重捏扰，耗能很小，最后弯剪破坏。因此，需要对它的组成和构造采取一定措施。
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3.3提高框架的抗震性能。加强框架的角柱。角柱是连结纵横框架的枢纽，要增加框架的空间整体性，就要加强角柱的抗剪性能。
沿周圈框架平面按 K 形支撑和 X 形支撑布置一定数量的钢筋砼抗剪墙板或配筋砌块抗剪墙板，能有效克服框架的剪力滞后现象，显著提高框架的整体性和抗推刚度，减少结构的整体侧移，特别有利于减小层间侧移。但这种结构的延性较差，因此，可以在墙板上开十字形结构竖缝使之出现薄弱部位，形成延性耗能墙板。
4高层框剪结构抗震设计的技术要点
4.1改善整体的抗震能力
（1）在设计中使用机构控制来实现总体产量效应。在框剪结构中，在某一特定位置设置一定数量的“塑性铰”，实现对塑性铰的位置、顺序和变形程度的控制，使结构在地震中形成较好的耗能机制。在水平力的作用下，水平构件首先屈服，然后它是垂直构件。
（2）平衡结构刚度和承载能力。在框剪结构中，剪力墙的数量增多，体积增大，刚度增大。然而，这会减少结构的固有振动周期，增加整体水平地震效应；反之，结构的刚度会降低，地震力也会变小。因此，在设计过程中，应综合考虑建筑物的基本情况，考虑建筑物的设防烈度、高度、装饰程度等，综合考虑结构的最大允许位移极限，从而确定剪力墙。确保经济安全的数量和数量。
（3）刚度和延性的统一。框架和剪力墙结构在刚度和弹性极限、延性系数等方面存在一定的差异，给框架-剪力墙结构抗震性能的提高带来了困难。从理论上讲，框架-剪力墙结构将无法协调各种构件，并且会出现连续破坏和破坏，这大大降低了结构中各构件的有效性和抗震可靠性。因此，在设计中应协调各构件，使其刚度和延性协调统一，以保证建筑物的抗震要求。
4.2改善框架的抗震能力
（1）加强框架结构的角柱。角柱是连接纵横框架的关键。为了提高框架结构的完整性，需要提高角柱的抗剪承载力。
（2）在周边框架平面内设计一定数量的钢筋混凝土剪力墙面板，能有效克服框架的剪力滞，提高框架结构的整体性，抵抗推力的刚度，降低整体结构。横向运动，特别是层间位移，以K或X的形式。然而，应该注意的是，这样的结果是较差的延展性。如果在壁板上适当地设计十字形开口，则人为地制造具有结构薄弱点以形成延性耗能墙板，这是更有效的。
（3）在结构中增加多余的部件，如偏置支撑，用弯曲的耗能形式代替轴向变化的耗能形式。可采用钢纤维混凝土棒制造弯曲支撑件。偏心连接支架一般采用钢棒。或者它是由钢筋混凝土杆制成的。在一次强烈的地震中，一方面，这些剩余的杆可以用来实现由于先前屈服和变形而产生的地震产量。另一方面，当这些残余部件由于变形而失去其作用时，整个结构将在稳定性系统中发生变化。并且诱发建筑物的固有振动周期的变化，可以避免地震引起的建筑物的共振效应。
结束语
在框架-剪力墙结构的设计中，剪力墙的刚度不仅必须满足强度条件，而且必须使结构具有一定的横向刚度。因此，剪力墙的刚度将直接影响结构的安全性和工程造价。在框剪结构的初步设计阶段，简单、正确地确定框剪结构中剪力墙的最优数量，不仅避免了反复、复杂的结构刚度调整计算，而且达到了经济目标。
参考文献：
[1]王映梅.浅谈竖向地震作用对建筑结构的影响[J].华章，2011，（20）
[2]杨国建.浅谈高层建筑混凝土框架结构设计[J].价值工程，2011，（20）
[3]李澄.8度区某高层医疗建筑的结构抗震设计[J].山西建筑，2011，（24）
[4]陈天华.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J]. 中国科技信息，2011，（16）
论文作者:覃柳华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：结构论文; 框架论文; 剪力墙论文; 延性论文; 刚度论文; 角柱论文; 剪力论文; 《基层建设》2018年第22期论文;