叶乘风
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摘要：建筑设计师经常使用框架剪力墙结构，这种结构能够减少建筑物发生侧移的现象，大大增强建筑结构的整体质量。建筑的框架剪力墙结构设计成了影响建筑的一个重要的因素，它的好坏将会直接影响建筑的抗震性及承载力。本文将会着重对建筑结构设计中剪力墙结构设计优化措施进行分析。
关键词：剪力墙结构；建筑结构；设计
引言
随着经济建设的快速发展，城市人口不断增加，建筑用地资源非常紧张，在这种情况下，高层建筑以其大容积率得以在城市中快速发展起来。高层建筑垂直高度较大，而且结构较为复杂，这就需要选择适宜的结构形式，来确保高层建筑的稳定性。目前框剪结构不仅能够有效的确保使用空间的最大化，而且抗侧力刚度也较好，所以在当前高层建筑结构设计中得以广泛的应用。在进行框剪结构设计过程中，需要对其设计进一步优化，确保建筑结构能够更好的满足建设可靠性的要求。
1建筑工程项目框剪结构设计要点
1.1框架剪力墙结构布置
在高层住宅的框架－剪力墙结构中，剪力墙与普通剪力墙结构相比存在一定的差异。下部楼层中，剪力墙的位移较小，因此，可以拉着框架按照弯曲型曲线变形，由剪力墙承受大部分水平力；而在上部楼层，剪力墙的位移会越来越大，并且呈现出外侧的趋势，因此，框架趋于内收，拉着剪力墙按照剪切型曲线变形。框架除了负担外负荷产生的水平力，还需要负担拉动剪力墙的附加水平力，而剪力墙不会承受任何的荷载水平力，还因为给框架一个附加水平力，而承受负剪力。因此，在上部楼层，即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也会出现相当大的剪力。作为主要的抗侧力构件，剪力墙在结构中的作用是非常巨大的，如果在设计时，仅仅在一个主轴方向布设剪力墙，很可能造成两个主轴方向抗侧刚度的巨大的差异，在没有设置剪力墙的主轴方向，会因为刚度不足，无法与另一个主轴方向相互协调，在振动作用下容易导致结构的扭转破坏。因此，该工程设计中，在两个主轴方向都布置了剪力墙，形成了双向抗侧力体系，可以有效减少层间侧移。
1.2框架剪力墙抗震设计
在对高层住宅进行结构设计时，一定要考虑建筑的抗震指数。对于高层住宅剪力墙结构，可能由于本身刚度比较差，所以在发生地震时变形就会非常严重，对于地震的防御力就很低。因此，对于高层住宅剪力墙的刚度问题要进行优化设计，符合抗震的要求，保证结构合理和经济性。具体来说，在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
1.3框架剪力墙结构计算
（1）调整楼层高度和层间比例。在我们进行优化剪力墙结构计算的时候首先要关注楼层的高度和层间的比例，需要计算在地震对建筑物楼层影响的位移的时候对于楼层的弯曲变形和扭曲变形，还要该考虑整栋建筑物的扭曲变形，在高层建筑物进行计算的时候，要尽可能的降低扭转变形量，但是不能盲目添加纵向构件的抗侧刚度。
（2）调整楼层最小剪力系数。如果说断肢剪力墙承载底部地震的倾覆力小于总体的 40%，那么就必须减少剪力墙的数量，并且设计的时候是设计大开间剪力墙，这样可以有效控制楼层最小剪力墙系数在一定的范围内，能够降低地震对建筑物的影响，节约建筑成本。
（3）层间位移和楼层高度的比例设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在我们进行剪力墙机构设计的时候要考虑受地震影响较重的时候，剪力墙弹性位移的数值范围和整体结构扭转的变形量，一般我们在计算剪力墙的结构设计时候关键自身与剪切变形量和整体结构扭转。改变纵向构件的数目是控制剪切变形的一个重要的手段，然而如果纵向构架过多也会造成墙面结构的扭转变形。因此在设计的时候也要控制纵向构件的数目。
（4）结构扭转自振周期与平动自振周期T1之比的调整原则。通过对震害的研究可以发现，如果剪力墙结构在设计以及施工中存在质量偏心、刚度较差、平面存在凹凸不平等问题，将会受到地震的较为严重的影响。所以，在进行剪力墙的设计中，应该充分的考虑剪力墙结构抗扭曲刚度的承受能力，在设计中应该对剪力墙结构平面的标准进行控制，防止出现大规模的扭曲变形，在进行扭转效应计算的时候应该讲偏心影响纳入其中；其次，在进行限制结构的设计中，要保证抗扭曲程度达到施工要求。实际的施工设计，需要有效的将结构周围的环境进行良好的控制，从而有效的强化并提高剪力墙结构的侧向抗扭曲程度。如果在设计的时候，仅仅通过在部分位置加装构件进行支撑，那么对整体的侧向刚度能力的提升范畴微乎其微。
2建筑工程项目框剪结构设计优化措施
2.1梁与柱的中心线宜重合
框架结构的建筑设计具有一定特点，在设计时需要注意梁与柱的中心线问题，需要注意确保梁与柱的中心线完全重合，保持一致。一旦发现其中心线未重合，需对其进行及时处理，避免后期出现建筑质量问题。在处理的过程中要考虑施工条件，要在不影响其他施工操作的情况下进行处理，尽量不影响工期。中心线是否重合对建筑结构有着重要的影响，有未重合的情况，就会对其受力产生不利的影响，在处理的阶段施工人员需根据实际情况，选择正确的施工技术，对中心线的偏心距进行调整。对梁与柱的中心线的处理工作非常重要，因为一旦其中心线的偏心距超过一定数额，就会影响框架结构的水平受力情况。如果该建筑受到地震等外界因素的影响，就会使这种建筑的结构出现承重力超荷载的问题，其自身重量会影响建筑结构，导致其墙面出现大量裂缝，严重影响建筑的质量。
2.2尽量减少位移
位移对高层建筑结构的影响非常大，合适的结构体系、平面的体型、立面的改变等方面是探讨减少位移不可缺少的内容，只有综合考虑了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高层建筑的结构进行布置时，要适度地加强高层建筑楼盖的刚度，将各个构建连接好。在高层建筑结构相对薄弱的位置和应力较复杂的位置，要加强重视，不可忽略。对于高层建筑结构体系中的抵御复力矩的宽度、结构宽度，要进行适当有效地加大，减少高层建筑的侧向位移。如今高层建筑结构设计中使用的材料范围越来越广，采用的结构形式也越来越新颖，这也就随之对高层建筑结构设计的影响越来越大。然而随着混凝土材料性能的日趋完善，其在高层建筑结构中的使用也越加广泛。
2.3避免短柱的出现
短柱就是在多层建筑的框架结构设计过程中，使用的一些长度较短的梁柱，这种短柱不仅无法实现对既定的结构功能的实现，还会导致对于一些荷载力的分散，从而不利于对现有的框架结构进行规范化的设计，所以在对多层建筑进行框架结构设计的过程中，应该对现有的结构梁柱的长度进行限定。
结束语
在我国的高层建筑住宅中，剪力墙结构已被广泛应用，其数量会根据不同的高层住宅而有所不同，所以对于高层住宅剪力墙结构优化势在必行。而在对剪力墙的优化设计中要注意，优化的目的不仅仅是为了能够降低工程造价，更要在保证安全的前提下，做到建筑的合理性，要更好的保证建筑的使用功能。因此，对于高层住宅剪力墙结构的优化要妥善考虑到建筑各方面的特点，兼顾合理性，才能发挥出结构优化的意义。
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[4]谢向鹏，李献军，高菊芳.试析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].中国建筑金属结构，2013（24）.
论文作者:叶乘风
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/29
标签：结构论文; 剪力墙论文; 刚度论文; 建筑论文; 结构设计论文; 位移论文; 中心线论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;