框架剪力墙结构中剪力墙布置的优化设计

框架剪力墙结构中剪力墙布置的优化设计

卫晓娟

（中国电力工程顾问集团新能源有限公司西安分公司陕西西安710032）

【摘要】因当前各个城市中的高层建筑越来越多，为了实现稳固建筑的目的，需要就框架剪力墙结构中剪力墙布置的优化设计为切入展开论述，结合当下框架剪力墙结构的内涵概述为主要依据，从剪力墙结构分析、剪力墙的平面布置优化、剪力墙的数量设计优化等方面进行深入探索，其目的在于加大对框架剪力墙结构中剪力墙布置的优化力度，从而促使框架剪力墙结构中剪力墙设计达到最优，使得建筑整体结构的安全性与稳固性得以保障。

【关键词】剪力墙；框架；剪切刚度；优化设计

【中图分类号】TU201【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）24-0015-02

1.引言

由于我国经济不断上涨，使得城市化发展进程不断加快，这便导致了社会公众对于住房需求越来越高。为了切实满足社会公众的实质性需求，我国建筑工程人员都在大力设计新的建筑模式，由于设计人员的不断研发，使得我国建筑业由最初的横向建设逐渐转变成了纵向建设，以此来满足社会公众对房屋建筑的需要。在高层建筑中有一种不可或缺的结构便是框架剪力墙结构，它是确保高层建筑稳固性的关键，因此优化剪力墙布置是保障群众安全生活的根本。

2.框架剪力墙结构的内涵概述

所谓的框架剪力墙结构主要是由框架同剪力墙结合来抵抗荷载力与侧向力的结构，它不单单有布置灵活的特点，它还有较强的刚硬性。所以它是一种抗侧力比较强的框架剪力墙结构，在目前各个城市中的高层建筑中常常出现。

框架剪力墙是一种双重抗侧力体系，在建筑中剪力墙不但需要承受来自建筑的自身重力，还需要承受来自不同方向的作用力。若是遭遇地震，会导致剪力墙的刚度会减小，使得剪力墙的部分剪力转给框架。若是框架剪力墙若是没有较强抵御地震的能力，便会使其双重抗侧力优势无法充分发挥出，无法切实起到防范地震伤害的价值。

剪力墙的受力性主要受剪力墙的位置与数量所影响，若是剪力墙的数量较多，它的刚度增强，侧向形变减小，但如果数量太多会使剪力墙布置比较困难。

3.剪力墙结构设计的相关内容

3.1结构设计的基本流程

由于我国建筑设计人员较多，对于一些设计师而言，需遵循的操作流程有一些几点：依据使用者的实际需要来展开建筑设计，在设计时需确保经济性、实用性；对于剪力墙的布置一般都是基于设计需求为基础，来对其横纵向展开布置；依据经验来判定剪力墙的结构规模，并且需要利用正常的设计软件来明确建筑所需的内力；观测数值，看其是否满足我国建筑有关标准，若是出现不符的时候，需及时调试参数，直到达标为止。

3.2框架一剪力墙结构协同工作的基本原理

框架剪力墙主要是由剪力墙与框架这两部分所组成的，它们皆具备承担水平荷载的能力。框架结构比较偏向于竖向荷载，则剪力墙结构比较偏向侧向力。依据有关资料表明，基于水平荷载为基础，高层建筑的框架结构越大，楼层与建筑层之间位移就会越小。高层建筑的剪力墙结构越高，楼层与建筑层之间位移就会越大。所以，只有协调好框架与剪力墙结构，才会起到将抵抗荷载力的作用充分的发挥出。

4.框架剪力墙结构中剪力墙布置的优化设计

4.1剪力墙结构分析

框架剪力墙内的除了个别构件，其余的都是不需要利用铰接；剪力墙的中线与柱或是梁与柱皆是重合的；若是其中心线出现偏差时，需依据有关规定来将对偏心距进行调整。剪力墙通常是均匀的布设在建筑物的楼梯内、电梯间等位置，在对剪力墙进行设置时，要确保其间距不能太大，若是其形状呈现凸凹状时，可以在其凸出的部分布设剪力墙，常规情况下需要将其贯穿整个建筑的，来切实规避刚度突变问题；开展剪力墙开洞工作时，要确保其洞口是上下一致的，要尽量协同抗侧力共同布设。在开展抗震设计，需确保剪力墙的布设与建筑的侧向刚度相接近。

4.2剪力墙的平面布置优化

开展布置剪力墙的平面工作的难度是要高于布置剪力墙的平面形状的，因其要保证刚度分布均匀，其规则也足够对称，这样才会切实高效的降低承重力。框架剪力墙的设计主要是朝着双向抗侧力方向展开，在对主体构件进行连接时，要尽量避免应用铰结的方式。

4.3剪力墙的数量设计优化

对于框架剪力墙而言，剪力墙数量的增多，会使建筑增加抵抗地震的作用，还会使层间的形变与定点位移都会因剪力墙刚度增加而变小，正常情况下壁率处于合理范围内，是不会产生地震危害的。但若是剪力墙数量过多，它的刚度会随之变大，周期会逐渐变短，地震的作用力会增加，此外，它的竖向荷载也会增加，从而导致基础设计比较困难，导致造价增多。所以盲目的增加剪力墙数量是错误的，不但不会起到抵御荷载力的作用，还会使建筑成本增多，但若是剪力墙的数量太少的话，它的作用就不能充分的发挥出，这时不能依据框架剪力墙来展开设计工作，而是需要依据框架结构来展开设计。确定剪力墙数量时需要切实结合安全性与经济性这两点原则，通常情况下都是由水平位移的限值来确定剪力墙数量的。

4.4框架剪力墙结构的协同工作的优化设计

若是保障框架剪力墙结构内的剪力墙布置达到最优，是需要着重注意以下几点原则的：确保剪力墙结构与建筑荷载力比较大的位置相对称，此外，还需要在抗震的伸缩缝与裂缝处展开不同方位布置；当建筑的平面出现凹凸不平的情况时，设计人员需要选择凸起的位置来布设剪力墙；由于高层建筑的基本要求，在布设剪力墙时是需要全面考虑建筑物的实质性性能的，若是横向与竖向皆无法满足剪力墙布置时，需要利用具有支撑性的结构来增强抗侧力，尽量的朝横向与纵向移动。

5.结语

因为我国国土资源比较紧缺，为了降低建筑工程的施工成本，需全面利用我国已存的资源，在开展建筑工程建设工作时，需做好框架剪力墙结构的剪力墙布置工作，这是当前建筑设计人员开展设计工作的主要目标。传统的建筑工程都是基于设计人员的经验来展开的，并未展开创新与优化工作，这对于建筑行业发展是极为不利的，对于建筑工程的经济与社会效益也会带来巨大影响。所以，需加大对框架剪力墙的设计力度，优化剪力墙布置，来推动我国建筑业在发展上开辟新方向。

参考文献

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[2]郭凤香.多高层框架剪力墙结构整体优化设计的造型控制因素研究[J].科技视界，2012，06:143-144.

[3]张旭.框架-剪力墙结构中剪力墙的设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2012，05:133-134.