高層框架剪力墻結構常見問題分析

任丁香

摘要：本文主要闡述在實際的施工過程中，高層框架剪力墻結構在設計過程中容易出現的問題以及解決問題的方法。在施工的設計過程中，通過加強地下室頂板、洞口周邊的框架梁的方式來保證結構的整體受力；通過合理調整混凝土強度等級和柱子、剪力墻斷面，做到自下而上剛度逐漸均勻減小，無突變等問題。通過連梁的調整及在剪力墻上開結構洞口，解決了框架和剪力墻協同工作的問題。

關鍵字：框架剪力墻結構

一、 高層框架剪力墻結構概述

高層框架剪力墻結構也稱框剪結構，這種結構是在框架結構中布置一定數量的剪力墻，構成靈活自由的使用空間，滿足不同建筑功能的要求，同樣又有足夠的剪力墻，有相當大的剛度，框剪結構的受力特點，是由框架和剪力墻結構兩種不同的抗側力結構組成的新的受力形式，所以它的框架不同于純框架結構中的框架，剪力墻在框剪結構中也不同于剪力墻結構中的剪力墻。因為，在下部樓層，剪力墻的位移較小，它拉著框架按彎曲型曲線變形，剪力墻承受大部分水平力，上部樓層則相反，剪力墻位移越來越大，有外側的趨勢，而框架則有內收的趨勢，框架拉剪力墻按剪切型曲線變形，框架除了負擔外荷載產生的水平力外，還額外負擔了把剪力拉回來的附加水平力，剪力墻不但不承受荷載產生的水平力，還因為給框架一個附加水平力而承受負剪力，所以上部樓層即使外荷載產生的樓層剪力很小，框架中也出現相當大的剪力。剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，能承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力，它的剛度很大，空間整體性好，房間內不外露梁、柱棱角，便于室內布置，方便使用。剪力墻結構形式是高層住宅采用最為廣泛的一種結構形式。《高規》8.1.4條規定：各層框架所承擔的地震總剪力按調整前、后總剪力的比值調整每根框架柱和與之相連框架梁的剪力及端部彎矩標準值。

二、 高層框架剪力墻結構常見的問題

（一）高層框架剪力墻的邊緣構造

在具體的施工過程中，在對于高層框架剪力墻的邊緣進行構造時，由于墻肢截面兩端的翼緣能顯著提高墻的延性，所以在矩形墻兩端設約束邊緣構件不但能較顯著地提高墻體的延性，還能防止剪力墻發生水平剪切滑動提高抗剪能力。在對于二級抗震時底部加強部位及相鄰的上一層均應按要求設置約束邊緣構件，但是對于一般抗震墻結構應當滿足墻肢軸壓比限值界線值時可按規定設置構造邊緣構件。在實際工程中按現行規范要求需要設暗柱之處絕大部位為對門窗洞口邊緣的加強，其墻肢屬于聯肢墻，并不是一字型矩形墻體，聯肢墻連梁起耗散地震能量作用，受力狀況和延性較好，在整體受力時當洞口較小時，往往墻體顯槽形截面，因此在剪力墻結構中除設置角窗處外，暗柱截面尺寸不必過大。

（二）剪力墻結構的厚度以及配筋問題

墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現后發生脆性剪切破壞，同時起到抵抗溫度應力防止砼出現裂縫，設計中當建筑物較高較長或框剪結構時配筋宜適當增加， 特別在連梁 部位或溫度、剛度變化等敏感部位宜適當增加。但對于矮、短的房屋，其水平筋的配筋率是否適 當減小值得探討。墻的豎向鋼筋主要起抗彎作用，目前在一些多層低高層剪力墻中電算結果多為構造配筋。但配筋時所取的配筋率有人往往扣除了約束邊緣構件或構造邊緣構件中的鋼筋，一般認為豎向最小配筋率應該包括邊緣構件中的鋼筋，墻肢的豎向配筋原則也應該盡量將鋼筋布置在墻端部邊緣區，也應該注意防止豎筋過多使墻的抗彎強度大于抗剪強度，對抗震不利。

（三）剪力墻結構的超長問題

在目前許多工程中的伸縮縫間距都突破了規范的規定，也造成了設計人員在設計中遇到超長結構時的膽量越來越大。今后當剪力墻結構超長時，應該慎重處理為好，過長時應該盡量設置溫度伸縮縫，宜較嚴格遵守規范規定的限值。剪力墻結構剛度大，受溫差影響大，混凝土的收縮、徐變產生的變形大，墻體對樓面、 屋面產生的約束也大； 當結構發生收縮變形時比其他結構易出現裂縫。今后在處理超長結構時，特別是處理超長的剪力墻結構時要特別慎重，當發生由于建筑使用功能要求不允許超長建筑設永久縫時，建議采用對結構施加預應力的方法并結合采用設計構造措施、施工措施共同給予處理高層建筑剪力墻連梁設計的探討 與剪力墻相連的梁稱為連梁。

（四）剪力墻連梁問題

連梁一般具有跨度小，截面大，與連梁相連的墻體剛度又很大等特點。因此，高層建筑在水平力作用下，連梁的內力往往很大。設計時，即使采取了降低連梁內力的各種措施，如：加大剪力墻的洞口寬度；在連梁中部開水平縫，在計算內力和位移時對連梁剛度進行折減，對局部內力過大層的連梁內力進行調整等，仍無法使連梁的截面設計符合要求。由于設計規范對此沒有明確規定，因此，設計時感到無所適叢。而設計、構造不當將會造成結構在抵抗水平力時的強度、剛度不符合要求，進而影響承受豎向荷載的能力。

（五）剪力墻的結構

高層建筑鋼筋混凝土框剪結構體系，由于它具有較大的側向剛度，在地震荷載作用下又能較好地吸收地震能量，具有良好的抗震性能。同時這種結構體系又能為建筑物提供較大的平面空間滿足使用上的要求，因此在高層結構設計中，框架系的梁截面尺寸一般比較容易確定，柱截面大小根據軸壓比和構造的要求確定。

三、 解決高層框架剪力墻結構常見的問題的對策

在施工過程中出現高層框架剪力墻結構的問題是不可避免的。不僅會影響施工進度還會影響工程質量，導致后期的施工無法正常進行。所以要加強質量宣傳教育，提高質量意識思想，把高層框架剪力墻結構的問題降低到最低限度，因此對后期施工著重采取一些嚴格措施和對策加以補救和防范：

（一） 天氣變化時對剪力墻結構進行一定的保護。天氣的變化和氣溫的急劇下降都會對剪力墻的質量造成直接影響，在寒冷的冬天首先要采取一定的保溫措施防止由于低溫引起的剪力墻開裂，由于外部的溫度和混凝土內部的溫度差異較大，存在剪力墻裂縫的危險。所以在施工中應當對剪力墻進行保護，可以采用鋼筋等支撐物進行一定的保護措施以免引起剪力墻發生垮塌。

（二） 加強對剪力墻的檢查力度。主要是對于施工過程中的的剪力墻進行全面的檢查，重點檢查路基是否有斷裂、破損和斷裂。如果發現剪力墻松散，要及時挖除并且及時修復。如果剪力墻發生斷裂，則需要在裂縫的整個面板內增設補強鋼筋網，防止發生進一步的裂縫。可以成立專門的檢查小組對剪力墻進行定期和不定期的檢查和抽查，同時在施工過程中應當注意和及時發生剪力墻是否發生斷裂或垮塌，從而進行及時的修補。

（三）嚴格按照規范施工和控制施工質量。首先控制好基層標高以及平整度，對于路基其壓實質量要求達到規定的壓實度值和彎沉值，并且充分考慮地下水對路基穩定的影響，完善排水設施。對高層框架的結構來說，剪力墻對其不要求有很高的強度，但必須要求有很好的穩定性和均勻性。所以在剪力墻的強度和規范方面要嚴格要求和控制，保證剪力墻的質量。

四、 結束語

框架剪力墻結構在設計過程中應將概念設計和計算分析結合起來，根據初步計算的結果，不斷的進行調整試算。遇到問題應從力學基本原理出發，仔細分析產生問題的原因，合理有效地解決設計中的問題。在整個平面布置中，剪力墻的布置是最關鍵的。在條件允許的情況下應盡量周邊、對稱的布置，這樣才能做到剛度合理分配。并且應加強結構的關鍵部位和薄弱環節，減少不必要的墻體布置，從而使結構的剛度、位移角、周期比等滿足規范的要求，達到結構方案安全、經濟合理的要求。

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