摘要：針對高層框架-剪力墻結構設計的一些問題進行了分析與探討，為結構設計者提供參考與借鑒。
　　關鍵詞:高層結構，框架-剪力墻結構，結構設計
　　
　　一.高層建筑發展的特點
　　近年來，由于建筑功能和城市規劃的需要，加之建設用地的緊張，高層建筑的層數在不斷增多。另一方面，層數日漸增多的高層公共建筑為滿足不同用戶的需要和適應現代社會高效率、快節奏的要求，而發展為高層綜合大廈。綜合性建筑的發展使平面布置和體型日益復雜；使結構體系日益多樣化。特別是框架一剪力墑結構廣泛用于辦公和公共建筑，也大量應用于高層旅館建筑。它主要由框架構成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求，同時又有足夠的剪力墻作為抗側構件，具有較大的剛度，從而使得框剪結構具有較強的抗震能力，也大大減少了結構側移，避免砌體填充墻在地震時嚴重破壞和倒塌。本文針對框架-剪力墻結構在平時設計時的一些問題總結出來予以探討。
　　二.框架-剪力墻結構設計的幾個問題
　　1.合理的剪力墻布置和剪力墻的合理數量
　　1.1剪力墻合理數量確定
　　可以采用層結構截面面積（即剪力墻截面面積Aw和柱截面面積Ac之和）與樓面面積Af之比，剪力墻截面面積Aw與樓面面積Af之比從一些設計較合理的工程來看，(Aw+Ac)/Af值和Aw/Af值大約在下表范圍之內。
　　底層結構截面面積與樓面面積之比
　　                　　
　　層數多，高度大的框架一剪力墻結構，宜取表中的上限值。上表中為剪力墻縱橫兩個方向的總量，兩個方向剪力墻的數量宜相近。
　　1.2剪力墻的布置
　　1.框架-剪力墻結構中的剪力墻是抗震抗風的主要結構。應沿各主軸方向布置，剪力墻應在縱橫兩個方向同時布置，并使兩個方向的自振周期比較接近。剪力墻的一般布置原則是：均勻、分散、對稱、周邊。均勻、分散是要求剪力墻的片數多，每片的剛度不要太大，避免地震作用集中在一兩片墻上。墻受的力太大，截面設計困難，對稱、周邊布置是對高層建筑抵抗扭轉的要求。
　　2.一般情況下，剪力墻宜布置在以下部位：豎向荷載較大處；平面形狀變化處；樓梯間和電梯間。當樓面有較長的外伸端時，宜在外伸端的適當位置設置剪力墻。縱橫向剪力墻宜合并布置為L形、T形和口字形，以提高其強度和剛度。剪力墻的單個墻肢長度不宜大于8m，以免因剪切而破壞；對于過長的單片墻可以留出結構洞口，劃分為聯肢墻的兩個墻肢。如果建筑上不需要這個洞口，可以在施工完畢后用輕質材料封閉。另外，設剪力墻之后，框架柱應予以保留，柱作為剪力墻的端部翼緣，剪力墻端部鋼筋配置在柱截面內。端柱加強剪力墻的承載力和穩定性。盡量設置明框梁，如果建筑功能上確實無法設置明梁時應設置暗梁，暗梁的高度與明梁的相同，縱筋與箍筋也與明梁相同，配置在墻身內。
　　
　　2.梁的扭矩問題
　　梁在空間受力狀態下承受扭矩，雖然梁出現扭轉裂縫后抗扭剛度大大降低而使扭矩減小，但在正常使用下梁處于彈性狀態，所以抗扭剛度本身不予折減。但由于在截面作受扭承載力驗算時，梁只考慮了矩形部分，板的作用并沒有考慮，所以梁承受的扭矩只是總扭矩的一部分。目前，大多數建筑的樓面為現澆板，因此，現澆樓面梁在設計時，扭矩設計值可以折減，折減系數為0.4~1.0。在具體設計時應注意梁的周邊無板的梁的抗扭；裝配式樓蓋或獨立梁的扭矩不應折減。
　　3.框架-剪力墻結構中框架剪力墻的調整
　　在三維空間程序TBSA計算中采用了樓板平面內剛度無限大的假定，即認為樓板在自身平面內是不變形的。但是在框架-剪力墻結構中，作為主要側向支承的剪力墻間距很大，實際上樓板是會變形的，變形的結果將會使框架部分的水平位移大于剪力墻的水平位移，相應地，框架實際承受的水平力大于采用剛性樓板假定的計算結果。更為重要的是，剪力墻的剛度大，承受了大部分的水平力。因而在地震作用下，剪力墻會首先開裂，剛度降低，從而使一部分地震力向框架轉移，框架受到的地震作用會顯著增加。另外，由內力分析可知，框架剪力墻結構中的框架，受力情況不同于純框架結構中的框架，它下部樓層的計算剪力很小，到底部接近于零。顯然直接按照計算的剪力進行配筋是不安全的，必須予于適當的調整，使框架具有足夠的抗震能力，使框架成為框架剪力墻結構的第二道防線。具體設計時對于底層大底盤結構應對裙房部分和上部主體部分分別進行調整；還有結構沿豎向變化很大，平面不規則的結構在調整時應加以分析。
　　4.施工模擬問題
　　高層建筑的豎向荷載絕大部分是結構自重，而結構的自重是在施工過程中分層施加的，因而柱和剪力墻已在施工過程中逐漸完成了軸向變形，這就有了模擬施工的計算方法；但是，建筑物開始使用后，豎向荷載全部加上長期作用。由于柱子軸壓比大，徐變變形明顯大于剪力墻，所以內力又重新調整，情況又趨向一次加載的計算結果。所以在設計時僅對頂部樓層配筋異常的梁用兩種計算結果進行了調整，加大與柱相連梁端負鋼筋，減小與剪力墻相連一側負鋼筋。
　　5計算結果的大致判斷
　　5.1正確對待結構計算軟件的分析結果
　　《抗震規范》2.6.6條規定：“所有計算機計算結果，應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。”計算分析是根據結構的力學模型進行的，采用簡化的荷載和簡化的模型；各類荷載的確定、材料彈性和彈塑性參數的假定；計算模型與實際結構的差異和分析過程的誤差，都會造成計算結果的誤差。因此設計人員必須清醒地認識到，電算分析只有更合理的模型和結果，沒有絕對正確的結果，必須正確處理人與計算機的關系。完成復雜的結構設計任務，設計人員需要借助計算機以提高計算效率，但不能單純依賴計算機，要清楚計算模型的假定和適用條件，對計算結果判斷校核合理有效后，方可用予工程設計。
　　5.2判斷電算結果的合理性
　　5.2.1對總體結構的分析判斷
　　1)所選軟件是否適用，使用是否恰當，是否滿足軟件假定，軟件參數設置是否合理；結構振型、周期、位移等參數的形態和量值是否合理；結構地震作用沿結構高度的分布是否合理；有效參與質量和樓層地震剪力的大小是否符合最小值要求。2)總體和局部的力學平衡條件是否滿足。3)對復雜結構應采用多模型分析，避免單一計算模型帶來的模型差錯。
　　5.2.2對局部構件的分析判斷
　　截面尺寸是否滿足應力控制要求，配筋是否超筋；受力復雜的構件，其內力和應力分布是否與力學概念、工程經驗一致，是否采取了有效的加強措施；構件的內力和配筋是否滿足規范抗震措施的要求。
　　三、結束語
　　總之，結構設計是個系統、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計，在工作中應事無巨細，善于反思和總結工作中的經驗和教訓。
　　
　　參考文獻
　　[1]建筑抗震設計設計規范(GB50011-2001)．
　　[2]混凝土結構設計規范(GB50010-2002)．
　　[3]高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2002）
　　[4]姜學詩.剪力墻結構設計中有關問題的探討[J].建筑結構.2003