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【摘 要】建筑工程高层建筑的结构设计维系着建筑物的质量与安全，是建筑工程项目的重中之重。在高层建筑结构设计中的框架-剪力墙结构设计是高层设计的首选结构，他需要经过精密的计算和合理的判断进行设计的，同时要考虑它的受力情况和抗震功能，最大限度的提高框架-剪力墙的抗震性性能。本文通过分析，主要介绍框架-剪力墙的设计特点、抗震功能、在施工中的注意事项等相关问题，以便更好地了解高层建筑的框架-剪力墙结构。
【关键词】高层建筑框架；剪力墙；结构设计
框架-剪力墙其实就是高层建筑为了规避地震灾害而设计的结构框架，这种框架结构体系是由两个不同的系统组成的，他们分别是剪力墙和延性框架，而且由延性较好的结构框架连接而成。这种结构设计比传统的单纯框架结构更加灵活多变，因而被广泛应用于建筑施工中，我国高层建筑中大部分使用此种设计。这种结构设计要结合框架受力特点和正确的计算方法才能设计出更加安全的、经济的建筑。
一、框架-剪力墙的结构分析
（一）框架、剪力墙的抗侧力结构
框架-剪力墙的结构组成不是单一的结构形式，它是由框架和剪力墙两种不同的结构组合而成。框架和剪力墙结构的受力特点是不一样的，在水平力作用下，框架的受力比较大，框架在受到一定的抗侧力时会变形，此时类似剪切型。剪力墙在水平力的作用下，受到抗侧力时变形曲线呈现弯曲的形态。由于二者受力性能不同，因而两者之间需要通过楼板协同工作，由于楼板平面内刚度很大，因此在同一楼板处必有相同的位移，这就形成框架-剪力墙结构特有的变形曲线，呈反S形的弯剪型变形曲线。
（二）框架-剪力墙的抗震性能
在高层建筑中抗震设计一般要遵随：“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则，在发生震级比较小的地震时，建筑物可以正常使用；当发生中级地震时，建筑物有部分损害，但损害较小，可以修复，不影响正常使用；当发生重大地震时，保证建筑物不塌陷。一般地震的破坏力是多方方向性的，所以建筑物在进行抗震设计时要在各个方向布置抗侧力构件，以便抵抗水平荷载，保证结构的承载力，增加建筑物的抗震性。在框剪结构中，剪力墙是结构主要抗侧力构件，如果剪力墙只在一个方向布置，则会造成没有剪力墙的方向抗侧力刚度不足，这样只有单一防线，失去了多道防线的作用。所以在高层建筑的抗震设计中，把抗震结构设计成双向抗侧力的框架-剪力墙结构。
二、框架-剪力墙的受力分析
（一）受力特点
框架-剪力墙的受力不同于纯框架中的受力特点，在框剪结构受力过程中剪力墙所承受的剪力比框架所承受的要大得多。框架和剪力墙的负载是不断移动的，所以在计算框架和剪力墙之间的楼层分配比例时要注意，框剪结构中的楼层分配比例与框架各楼层剪力分布情况均是随着楼层的变化而变化的。一般情况下，在框剪结构中，剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部，而在纯框架结构中，其最大剪力在底部。所以在高层建筑实际布局中有剪力墙的情况下，设计分析时要按照框剪结构布局来分析，充分考虑框架、剪力墙的多种性能特点。
（二）剪力墙的计算方式
在高层建筑的框剪结构中，剪力墙所承受的竖向荷载，一般是通过楼面传递到剪力墙上。竖向荷载在连梁内和墙肢内产生的轴力不同。一般按照剪力墙的受荷面积进行简单计算，在水平力作用下，用二维平面分析剪力墙受力问题，同时运用平面问题求解。结合计算机，利用有限元方法计算。在工程设计中，依据具体情况进行分别设计。
三、合理布置框架、剪力墙
在高层建筑中，框剪结构体系的抗震功能的发挥需要框架和剪力墙二者相互协调，才能发挥更好的作用，所以要做好框架与剪力墙的合理布局就显得非常重要。应满足下列要求：（1）框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时两主轴方向均应布置剪力墙。（2）框架-剪力墙结构中剪力墙的布置一般按照“均匀、对称、分散、周邊”的原则布置。（3）框架-剪力墙结构中的剪力墙，宜设计成周边有梁柱（或暗梁柱）的带边框剪力墙。纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形和[形等形式，以增大剪力墙的刚度和抗扭能力。（4）在长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，横向剪力墙沿长方向的间距宜满足《高规》表8.1.8的要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙间距应适当减小；纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。（5）剪力墙宜贯通建筑物全高，沿高度墙的厚度宜逐渐减薄，避免刚度突变。
四、框剪结构设计注意事项
（一）计算中的注意事项
在进行框剪结构设计计算时，在规定水平力作用下，结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值应满足规范规定，当框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%，框架不能跟剪力墙协同工作，应按纯剪力墙结构设计，其中框架部分按框架-剪力墙结构的框架设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，二者按框架和剪力墙的理想协作关系发挥作用，按框架-剪力墙结构进行设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时，按框架-剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩80%时，按框架-剪力墙结构进行设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。因此计算模型和分析都要按实际情况输入、分析。
（二）合理调整0.2V0系数
一般情况下，在框剪结构中，框架承受的剪力是很小的，而且在此机构中防线设计比较多，其中，剪力墙是第一道防线，在设防地震、罕见地震下框架受损要快，由于塑性内力重分布，框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大，为了保证作为第二道防线的框架具有一定的能力储备，规范要求人为的将计算出的柱子剪力放大。
（三）剪力墙截面高度
剪力墙的的截面厚度要尽量减小，据了解，剪力墙越厚，框架的负担就越重，必须有相应的抗侧力刚度来承载它的重量。如果剪力墙部分的抗侧力刚度增加而框架部分的抗侧力刚度没有相应的增加，这时增加剪力墙增加的水平力只能由框架单独承受，这种结构影响工程的抗震能力。
（四）框剪结构的连梁截面要有一定的承载力
在框剪结构中，连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁称为连梁。在实际工程设计中，应保证剪力墙具有足够的刚度和强度，使墙肢和连梁协同工作。在正常荷载作用下，结构处于弹性工作状态，连梁不产生塑性铰；在地震作用下，结构可进入弹塑性工作状态，连梁可以产生塑性铰。根据连梁特点，连梁应遵循以下原则：（1）降低连梁刚度。在计算中可以对连梁刚度予以折减，降低连梁弯矩设计值，使连梁先于墙肢屈服，实现强剪弱弯。（2）增加连梁跨度减小高度。（3）控制连梁截面尺寸。（4）控制连梁延性。通过开设水平缝、交叉斜筋等措施提高连梁延性和耗能能力，使连梁先于墙肢屈服。
五、结语
在框架-剪力墙结构设计中为了增加建筑物的抗震强度，采用的是多道防线设计概念，利用剪力墙做第一道防线，在此基础上增加框架的防震强度。合剪力墙的数量与结构应合理布局，利用简便的计算方式，结合框架、剪力墙的协调关系，构建合理科学、安全、经济的工程设计。
参考文献：
[1]聂圣新.高层建筑框架剪力墙结构设计应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版）2013（22）：1-5
[2]王丽梅.关于高层建筑框架-剪力墙结构设计的分析[J].房地产导刊2013（13）：95
【关键词】高层建筑框架；剪力墙；结构设计
框架-剪力墙其实就是高层建筑为了规避地震灾害而设计的结构框架，这种框架结构体系是由两个不同的系统组成的，他们分别是剪力墙和延性框架，而且由延性较好的结构框架连接而成。这种结构设计比传统的单纯框架结构更加灵活多变，因而被广泛应用于建筑施工中，我国高层建筑中大部分使用此种设计。这种结构设计要结合框架受力特点和正确的计算方法才能设计出更加安全的、经济的建筑。
一、框架-剪力墙的结构分析
（一）框架、剪力墙的抗侧力结构
框架-剪力墙的结构组成不是单一的结构形式，它是由框架和剪力墙两种不同的结构组合而成。框架和剪力墙结构的受力特点是不一样的，在水平力作用下，框架的受力比较大，框架在受到一定的抗侧力时会变形，此时类似剪切型。剪力墙在水平力的作用下，受到抗侧力时变形曲线呈现弯曲的形态。由于二者受力性能不同，因而两者之间需要通过楼板协同工作，由于楼板平面内刚度很大，因此在同一楼板处必有相同的位移，这就形成框架-剪力墙结构特有的变形曲线，呈反S形的弯剪型变形曲线。
（二）框架-剪力墙的抗震性能
在高层建筑中抗震设计一般要遵随：“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则，在发生震级比较小的地震时，建筑物可以正常使用；当发生中级地震时，建筑物有部分损害，但损害较小，可以修复，不影响正常使用；当发生重大地震时，保证建筑物不塌陷。一般地震的破坏力是多方方向性的，所以建筑物在进行抗震设计时要在各个方向布置抗侧力构件，以便抵抗水平荷载，保证结构的承载力，增加建筑物的抗震性。在框剪结构中，剪力墙是结构主要抗侧力构件，如果剪力墙只在一个方向布置，则会造成没有剪力墙的方向抗侧力刚度不足，这样只有单一防线，失去了多道防线的作用。所以在高层建筑的抗震设计中，把抗震结构设计成双向抗侧力的框架-剪力墙结构。
二、框架-剪力墙的受力分析
（一）受力特点
框架-剪力墙的受力不同于纯框架中的受力特点，在框剪结构受力过程中剪力墙所承受的剪力比框架所承受的要大得多。框架和剪力墙的负载是不断移动的，所以在计算框架和剪力墙之间的楼层分配比例时要注意，框剪结构中的楼层分配比例与框架各楼层剪力分布情况均是随着楼层的变化而变化的。一般情况下，在框剪结构中，剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部，而在纯框架结构中，其最大剪力在底部。所以在高层建筑实际布局中有剪力墙的情况下，设计分析时要按照框剪结构布局来分析，充分考虑框架、剪力墙的多种性能特点。
（二）剪力墙的计算方式
在高层建筑的框剪结构中，剪力墙所承受的竖向荷载，一般是通过楼面传递到剪力墙上。竖向荷载在连梁内和墙肢内产生的轴力不同。一般按照剪力墙的受荷面积进行简单计算，在水平力作用下，用二维平面分析剪力墙受力问题，同时运用平面问题求解。结合计算机，利用有限元方法计算。在工程设计中，依据具体情况进行分别设计。
三、合理布置框架、剪力墙
在高层建筑中，框剪结构体系的抗震功能的发挥需要框架和剪力墙二者相互协调，才能发挥更好的作用，所以要做好框架与剪力墙的合理布局就显得非常重要。应满足下列要求：（1）框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时两主轴方向均应布置剪力墙。（2）框架-剪力墙结构中剪力墙的布置一般按照“均匀、对称、分散、周邊”的原则布置。（3）框架-剪力墙结构中的剪力墙，宜设计成周边有梁柱（或暗梁柱）的带边框剪力墙。纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形和[形等形式，以增大剪力墙的刚度和抗扭能力。（4）在长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，横向剪力墙沿长方向的间距宜满足《高规》表8.1.8的要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙间距应适当减小；纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。（5）剪力墙宜贯通建筑物全高，沿高度墙的厚度宜逐渐减薄，避免刚度突变。
四、框剪结构设计注意事项
（一）计算中的注意事项
在进行框剪结构设计计算时，在规定水平力作用下，结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值应满足规范规定，当框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%，框架不能跟剪力墙协同工作，应按纯剪力墙结构设计，其中框架部分按框架-剪力墙结构的框架设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，二者按框架和剪力墙的理想协作关系发挥作用，按框架-剪力墙结构进行设计；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时，按框架-剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用；当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩80%时，按框架-剪力墙结构进行设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。因此计算模型和分析都要按实际情况输入、分析。
（二）合理调整0.2V0系数
一般情况下，在框剪结构中，框架承受的剪力是很小的，而且在此机构中防线设计比较多，其中，剪力墙是第一道防线，在设防地震、罕见地震下框架受损要快，由于塑性内力重分布，框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大，为了保证作为第二道防线的框架具有一定的能力储备，规范要求人为的将计算出的柱子剪力放大。
（三）剪力墙截面高度
剪力墙的的截面厚度要尽量减小，据了解，剪力墙越厚，框架的负担就越重，必须有相应的抗侧力刚度来承载它的重量。如果剪力墙部分的抗侧力刚度增加而框架部分的抗侧力刚度没有相应的增加，这时增加剪力墙增加的水平力只能由框架单独承受，这种结构影响工程的抗震能力。
（四）框剪结构的连梁截面要有一定的承载力
在框剪结构中，连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁称为连梁。在实际工程设计中，应保证剪力墙具有足够的刚度和强度，使墙肢和连梁协同工作。在正常荷载作用下，结构处于弹性工作状态，连梁不产生塑性铰；在地震作用下，结构可进入弹塑性工作状态，连梁可以产生塑性铰。根据连梁特点，连梁应遵循以下原则：（1）降低连梁刚度。在计算中可以对连梁刚度予以折减，降低连梁弯矩设计值，使连梁先于墙肢屈服，实现强剪弱弯。（2）增加连梁跨度减小高度。（3）控制连梁截面尺寸。（4）控制连梁延性。通过开设水平缝、交叉斜筋等措施提高连梁延性和耗能能力，使连梁先于墙肢屈服。
五、结语
在框架-剪力墙结构设计中为了增加建筑物的抗震强度，采用的是多道防线设计概念，利用剪力墙做第一道防线，在此基础上增加框架的防震强度。合剪力墙的数量与结构应合理布局，利用简便的计算方式，结合框架、剪力墙的协调关系，构建合理科学、安全、经济的工程设计。
参考文献：
[1]聂圣新.高层建筑框架剪力墙结构设计应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版）2013（22）：1-5
[2]王丽梅.关于高层建筑框架-剪力墙结构设计的分析[J].房地产导刊2013（13）：95