摘要：近年来，建筑工程中框支剪力墙结构设计问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对框支剪力墙相关内容做了概述，详细分析了建筑工程中框支剪力墙结构设计关键性问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就框支剪力墙结构设计注意事项展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：建筑工程；框支剪力墙；结构；设计
1 前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，建筑工程中框支剪力墙结构设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对框支剪力墙结构设计问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2 框支剪力墙概述
2.1 框支剪力墙的类型
2.1.1 整截面墙。整截面墙是不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。其受力特点为整体悬臂墙，弯矩图既不突变也无反弯点。其变形特点为弯曲型变形。
2.1.2 整体小开口墙。整体小开口墙为开洞面积大于15%但仍较小的墙。其受力特点为弯矩图在连系梁处发生突变，但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。其变形特点为以弯曲型为主
2.1.3 双肢墙及多肢墙。双肢墙及多肢墙为开洞较大、洞口成列布置的墙。其受力特点为与整体小开口墙相似。其变形特点为以弯曲型为主。
2.1.4 壁式框支。壁式框支为开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙。其受力特点为弯矩图在楼层处有突变，在大多数楼层中都出现反弯点。其变形特点为以剪切型为主。
2.2 框支剪力墙变形受力特点
对于纯剪力墙结构，刚性结构，变形为弯曲变形为主，内力按等效刚度比例分配。对于纯框支，柔性结构，变形以剪切变形为主，楼层剪力按柱的抗侧刚度D比例分配；对于框支—剪力墙结构，中等刚度，框支和剪力墙是通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起，使它们的水平位移协调一致，不能各自变形，变形为反S形或弯剪型。框支剪力墙层间位移最大值发生在（0.4～0.8）H范围内。在水平力作用下，框支剪力墙的框支上下各层剪力取用值比较接近。框支剪力墙具有多道抗震防线，是一种抗震性能良好的结构体系。
3 建筑工程中框支剪力墙结构设计关键性问题探讨
3.1 底部剪力墙的布置
框支剪力墙结构中落地剪力墙的布置与建筑的户型及体型有很大的关联，板式结构由于南北通透，一般为一梯两户，房间开间与进深布置比较均匀对称，这样相对应的落地剪力墙与框支柱的布置就比较均匀合理；而塔式结构由于户型结构一般为一梯四户以上，户型布置不对称，这样底部大空间部分的落地剪力墙与框支柱的布置相应就不太均匀，形不成规则的空间结构。落地剪力墙的位置，一般是楼座四角，楼座凹凸处，单元墙处，楼梯、电梯间等，转换层以下各层为框支剪力墙结构的薄弱部位，在满足功能要求的前提下，尽量增加落地剪力墙的数量。
3.2 受力分析
好的结构受力是刚度从下到上逐渐变小，而框支剪力墙结构由于上下剪力墙有一部分不贯通，导致转换层上下部分的刚度突变，下部刚度小，上部刚度大，同时竖向构件的不连续使传力途径复杂，在水平作用下，框支转换层会产生很大的内力与塑性变形，抗震性能差，易造成震害。
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3.3 经济角度
转换层结构由于受力复杂，故现行规范对框支层以下的框剪部分从内力调整及构造角度方面进行加强，这样导致材料耗用量增大，自重大，施工难度加大。在相同的地震烈度的前提下，一般情况，若采用框支剪力墙转换结构，整个楼座结构每平方米的含钢量比纯粹的剪力墙结构提高20kg左右。为改善抗震性能，减轻自重并节省投资，结构设计时需考虑以下几个问题：（1）减轻上部结构的自重。减小垂直荷载，相应地减少了转换构件及基础内力，从而减少了转换层部分及基础部分的混凝土量及耗钢量。（2）减轻结构楼板厚度。住宅的开间一般不会太大，除客厅外，常规板厚100mm～120mm即可，板厚在可能的条件下尽量做薄，这样不仅减轻自重，而且板内构造配筋也会减小。（3）剪力墙数量及厚度。上部结构的剪力墙按开间扩大剪力墙的间距，将部分开间的墙体用轻质隔墙代替，能有效减小混凝土用量。剪力墙厚度一般沿高度上升而减小，在满足规范要求的最小墙体厚度前提下，常规墙厚从250mm减到200mm，从200mm减到160mm。
3.4 转换层设计
3.4.1 高层转换层有厚板转换与梁系转换两种。厚板转换材料用量大，结构经济指标差，地震作用也差，从减轻自重出发及抗震作用方面考虑，优先考虑梁系转换。转换梁梁高不小于跨度的1/6，梁宽比框支柱稍窄一点，尽量做宽，以增加转换梁的抗剪及抗扭能力。
3.4.2 加强梁的抗扭刚度。转换层楼板加厚，可以增强转换梁的抗扭刚度，也可以局部框支梁封底，框支梁是否封底，受建筑户型的影响。
3.4.3 控制转换层上下层的刚度比。框支剪力墙结构在转换层楼板处上下刚度突变，上部结构的刚度大，尽量减小其刚度，使上下层刚度尽量接近，以改善结构的抗震性能。减小上部结构的刚度有以下几种方法：①增大剪力墙间距。②剪力墙设结构洞。在较长的剪力墙合理部位设置结构洞，用轻质墙体填充，可以有效减小结构的刚度。③减小上部结构的连梁高度。上部结构中窗户及门洞对应的连梁高度尽量做低至400mm，连梁高度做小，剪力墙刚度相应降低。④增大转换层上一层楼层的高度。由于转换层下部为大空间，且转换梁高度高，这样导致层高较高。具体设计的时候，需要各个专业密切配合，设备管线尽量避让高转换梁，以降低层高。转换层以上是住宅，层高较低，造成转换层上下层剪切刚度比加大，可以利用设备转换需要的空间将转换层上层的住宅层加高。由于转换层楼板厚度不小于200mm，可以在转换层楼板上设置承重的地垄墙，地垄墙顶板为设备层顶板，设备层顶板与結构主体剪力墙之间设缝脱开成为一个结构层，层高加大，刚度相应减小，可减小转换层上下层剪切刚度比的差距。
4 框支剪力墙结构设计注意事项
在建筑框支剪力墙结构设计工程中，通过分析和研究，可以总结出以下几点注意事项：①在复杂体系建筑结构设计中，概念设计是关键。在进行结构方案设计时，应充分认识结构体系的特点，有针对性地对结构薄弱层或薄弱部位及抗震设计缺陷进行宏观把握。在设计中要充分发挥工程设计软件的作用，进行正确的建模和对比试算，最后制定科学、合理的结构方案。②在设计中，应针对框支剪力墙结构体系的抗震性能进行重点把握，其中转换层是重中之重。③如果框支剪力墙结构为主一裙楼形式，应对结构扭转给予必要的重视。在外伸裙楼远离平面质心的角部必须要布置L型抗扭剪力墙。同时，在主一裙楼连接处应布置剪力墙进行适度加强。④转换梁的受力状态与上部墙体分布形式以及梁支座的约束情况有着很直接的关系。当支座约束较强时，梁为偏心受拉构件，对于抬小墙肢或梁抬柱等情况，转换梁可为全跨偏心受压。
5结语
综上所述，加强对建筑工程中框支剪力墙结构设计问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的框支剪力墙结构设计过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]何江龙，友谊阿波罗大厦框支剪力墙结构设计探讨[J].四川建材.2016（10）：60-62.
[2]祝金标，浅析高层建筑框支剪力墙结构的设计[J].城市建设理论研究（电子版）.2016（09）：88-89.
论文作者:蔡洁忠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/1
标签：剪力墙论文; 刚度论文; 结构论文; 结构设计论文; 开洞论文; 受力论文; 楼板论文; 《基层建设》2017年第20期论文;