探討部分框支剪力墻結構設計要點與難點

盧徐交

摘要：隨著我國經濟的發展，為了提高土地的利用效率，高層建筑收到人們越來越多的青睞，為確保高層建筑的質量，避免安全事故的發生，相關工作人員需要不斷提高自身設計水平，保證建筑結構科學、合理。高層建筑的設計包含許多先進的技術，其中部分框支剪力墻可以很好的滿足人們的需求。商用高層建筑底部需要比較大的空間，以供人們的日?；顒?，而頂部的各個房間不僅需要較強的實用性，而且還要滿足人們的審美需求，外觀需要具有一定的美感。本文針對部分框支剪力墻結構設計的要點與難點，首先說明了該建筑結構一般用于哪些位置;然后從幾個方面介紹了該建筑結構需要注意的地方;最后為了提高該建筑結構的安全性與穩定性，需要采取怎樣的措施。

關鍵詞：框支剪力墻;使用范圍;要點;抗震性;難點

引言：從當期高層建筑的實際情況看，由于框支剪力墻具有許多獨特的優勢，所以得到了大面積的運用，不僅確保了高層建筑的安全性，而且使高層建筑功能得到最大程度的體現。框支剪力墻其中包含了許多比較復雜的技術，因此，想要使框支剪力墻的優勢得到發揮，在進行結構設計時，相關工作人員需要付出更多的精力，確保設計的合理，保證高層建筑的質量。

一、框支剪力墻結構的使用范圍

“基于該結構的特點，一般給結構被運用于商用高層建筑，因為商用建筑底部幾層需要較大的空間，以便于開展相應的商業活動”。[1]如果一項高層建筑需要地上四層，最為商業活動開展場所，那么，我們就需要把這四層作為轉換層，從而使這四層可以擁有比較大的活動空間。

“當前，比較常用的墻體轉換結構，包括箱式轉換結構、梁式轉換結構和厚板轉換結構等”。[2]由于轉換結構類型比較多，所以設計人員需要根據實際需要，進行有效地取舍，確保墻體受力均勻。

“該墻體結構很容易產生扭轉的現象，所以，為了有效避免以上情況的產生，工作人員在進行平面設計時，需要做到剛心與質心相近”。[4]在設計時，可以對該高層建筑底部四層的剪力墻進行合理變化，使框支柱、轉換梁的位置得以改變，經過調整，使結構更加優化。另外基于高層建筑的基本形態，其中墻體結構的豎向設計尤為的重要，在設計之前，首先需要經過大量的測試與計算，得出最科學的計算結果，我們對高層建筑有著行業內的相關標準與要求，為了更好的滿足要求，轉換層上半部分與轉換層下半部分的剛度需要加以合理控制，否則很容易出現上半部分與下半部分強度不一樣的情況，如果出現上半部分強度較大，而下半部分強度較弱的現象，工作人員則需要加強下半部分強度，而削弱下半部分的強度，以達到平衡狀態，這樣才符合高層建筑的相關要求與標準。

二、該建筑結構需要注意的關鍵點

（一）結構的扭轉與墻體平面不規整控制方法

“設計人員需要采取有效的措施，使結構的扭轉與墻體平面不規整得到有效的控制，在設計時，最需要關注的就是位移比，我們可以從以下兩個方面改進工作”。[5]第一，高層建筑的墻體是由許多構件組成的，而這些豎向的構件與水平方向的位移會產生一定的比值，這個比值的最大值需要控制在平均值的合理范圍內;第二，如果發生地震，會有百分之五的幾率發生剛心偏離的現象，因此，設計人員需要注意到高層建筑的豎向構件的層間位移的最大值需要在平均值范圍內，最大不能超過一點五，最小不能低于一點二，并且還要注意雙向地震的影響。

（二）結構扭轉效應的改進

想要有效改進高層建筑的結構扭轉，周期比需要格外注意。周期比是指該建筑結構第一次自己振動周期與平均的振動周期之間的比例。工作人員在設計時，這是一個重要的參照數據，這個數據可以準確反應出高層建筑結構扭轉的硬度，另外，在結構扭轉的過程中，會產生慣量值，借助周期比，也可以準確測出慣量值。因此，我們需要采用有效的方法，進行周期比的計算，借助剛性樓板假定來算出周期比，若計算出的周期比比零點九大，就說明了結構產生了扭轉，進而我們可以判斷出該結構具有很多安全隱患，抗地震的效果比較差，這時就需要采取有效的措施，把周期比調整到最合理的范圍內，工作人員需要使用抗側力構件，不要限制在均衡布局的要求內，并且抗側力構件在使用時，也有一定的要求，例如使用要對稱，確保結構的穩定性。同時抗側力構件的使用，要促使結構中部位置的硬度有所削弱，這時可以采用削減墻肢、減小結構橫截面等方法。與此相對應，結構周圍的部位硬度需要加強，這時可以采用增加外圍、加梁等方法。

（三）豎向結構不規整性和薄弱層的控制措施

“由于高層建筑高度比較高，所以各層結構的剛度一定要把握好，使之符合相關要求，每一層的設計都不能掉以輕心，尤其是轉換層與上層的銜接部分結構的等效側向剛度之間的比值，一定要符合相應的標準”。[6]因為轉換層的特殊性，轉換層是整個高層建筑最脆弱的部分，所以，無論是與轉換層相連的上半部分還是下半部分，都需要特別注意，有效判斷出上下部分墻體的剪切與剪彎剛度之間的比值。

（四）增強建筑的安全性

安全系數越高的建筑，意味著它的抗震性能越好，所以，建筑的抗震性也是我們格外需要注意的地方，而建筑物的抗震能力，取決于墻體結構的剪重比，如果剪重比沒有達到一定的數值，進而說明了該墻體結構的穩定性不夠，這時就需要工作人員進行調整。一般情況下，墻體結構的下半部分出現問題，容易導致剪重比出現異?，F象，因此，需要采取增強豎向構件、增強抗側力構件以及增加結構的橫截面等措施，加以調節，通過以上行為，使剪重比符合相關規定。除此之外，在計算剪重比時，為確保剪重比數值的準確性，計算量要充足，也就是說振型數量要充分，使計算系數要超過零點九。

（五）從整體上對墻體結構加以控制

結構的整體穩定性控制，主要的參照標準是剛重比，剛重比是指該結構剛度與地球重力之間的比重，如果該比重不符合相關標準，高層建筑的使用壽命就會大大縮短。這項技術相對來說，操作起來比較簡單，所以，比較容易滿足。但有時會受到各種因素的影響，該項數值不能很好的滿足，這時就需要考慮重力的二階效應，以此來確保結構的穩定性。

結構的穩定性出了受到剛重比的影響之外，還會受到轉換梁與框支柱的影響，因此，二者的豎向結構也有抗震的效果，這二者作為特殊構件，也可以進行調整，另外，在調整前，首先要計算出結構，根據這個結果進行調整，以此來確保調整的科學性。

（六）結構計算方法簡介

想要確保結構的穩定性與合理性，離不開科學的計算。當前，我們采用的結構計算方法比較多，另外還會采用彈性時程分析法、彈塑性靜力與彈塑性動力等分析方法進行輔助計算。

三、提升框支剪力墻結構的抗震性能措施

高層建筑使用框支剪力墻的一個目的就是因為該結構具有較好的抗震性能，所以，工作人員需要采取有效的措施，保證該結構的萬無一失，確保該結構具有良好的抗震效果。如果有一高層建筑，它的轉換層在四層，這屬于高層轉換，它的框支剪力墻的結構在設計時就會比較復雜，它的抗震等級 就需要根據實際情況進行逐層變化。

轉換層與上半部分樓板與下半部分樓板在使用框支剪力墻時，要求是不同的。對下層樓板來說，落地剪力墻的剛度和框支柱剛度之間有著明顯的不同，如果剪力都集中于剪力墻上，超過一定的范圍，會對轉換層造成很大的影響，因此轉換層結構的剛度一定要充分，這樣不管是上半部分樓板或者下半部分樓板的剪力怎樣分配，才不會造成比較嚴重的后果，因此轉換層樓板的厚度是一百八十毫米，上下樓板的厚度也要達到一百五十毫米。

綜上所述，隨著高層建筑的逐漸增加，框支剪力墻的使用也會越來越廣泛，框支剪力墻對上下結構的銜接起著非常重要的作用，不僅能夠給樓層底部提供比較大的活動空間，而且樓層的各個房間也具有很高的實用性，最大程度的展現出該建筑的功能，并且對各個資源的有效利用，實現了經濟效益的最大化。但是，該建筑結構也存在著許多問題，例如想要取得較好的抗震性，就需要使用更多復雜的技術，對建筑的轉換層、上下樓層結構的設計，都需要特別關注，設計人員需要不斷完善設計方法，以便于達到最好的效果。

參考文獻：

[1]熊國紅.部分框支剪力墻結構設計要點與難點[J].低碳世界，2015（22）：204-205.

[2]杜喜增，李曉敏.部分框支剪力墻結構設計要點[J/OL].中文科技期刊數據庫（全文版）工程技術[2016-03-07].

[3]潘燕舞.部分框支剪力墻結構設計要點簡述[J].建筑工程技術與設計，2018，000（010）：1069.

[4]李文中.實例探討高層商業廣場部分框支剪力墻結構設計中相關要點[J].建筑工程技術與設計，2016，000（016）：871，866.

[5]朱龍漢.住宅建筑框支剪力墻結構設計要點及建議[J].建筑工程技術與設計，2016，000（020）：930-930.

[6]樊素.建筑高位轉換層框支剪力墻結構的設計要點分析[J].四川水泥，2017（7）：88-88.