摘 要：在高层结构设计中对框架-剪力墙结构的应用越来越频繁，本文结合工程实例从框剪设计原则和措施及相关常见问题进行分析。
关键词：框架-剪力墙，塔楼偏置，连梁设计
框架-剪力墙结构，是在框架结构体系的基础上增设一定数量的纵向和横向剪力墙组成的结构体系。是将框架结构和剪力墙结构结合起来，融为一体，取长补短，是整个结构的抗侧刚度适当。在高层结构体系中，框架-剪力墙结构体系是一种经济有效，使用范围广泛的结构体系。在高层框剪结构中，剪力墙是主要的抗侧构件，几乎承担了大部分的水平地震作用，剪力墙刚度的大小讲直接影响到结构的安全性和工程造价。在结构设计中，框剪结构中的剪力墙数量，除了满足强度条件外，还必须满足一定的抗侧能力。
1.工程概况
本工程位于乌鲁木齐市新市区，建筑总面积为：19052.20平方米，地下两层，地上二十一层，地下一层为车库,地下二层为部分车库和设备用房以及人防区域。地上一~五层为办公部分,地上六~二十一层为住宅部分，建筑高度为73.40米。该结构所在场地类别II类，抗震设防烈度8度0.2g，地面粗错度B类，基本风压0.9KN/m2.
2.结构设计中的相关问题
结构一层平面布置如下图所示，现从设计中遇到了若干问题进行分析如下：
.png)
图1 一层结构布置图
结构设计中包含以下几个要点：
1）塔楼偏置：
1995年日本扳神地震中，有几栋带底盘的单塔楼建筑，发生严重破坏。一栋5层的建筑，在一层为底盘裙房，上部4层突然收进，而且位于底盘一侧，上部结构与底盘结构质心偏心距较大，地震中严重破坏，另一栋12层建筑，底部为2层底盘，上部10层收进，也在位于底盘一侧，地震中发生严重破坏。中国建科院结构研究所等单位试验研究和计算分析表明：塔楼在底盘上部突然收进造型结构竖向刚度和抗力的突变，如结构布置上又使塔楼与底盘偏心过大则更加剧了结构的扭转振动，因此现行《高规》10.6.1条规定塔楼结构与底盘结构质心的距离不宜大于底盘边长的20%。
本工程地上五层均为办公用房，相对塔楼单侧外阔两跨裙房框架。此种结构体系竖向不规则，裙房顶部附近层在水平荷载作用下扭转影响较大。经模型核查，底盘与上部塔楼质心偏心距为底盘边长的18%小于规范的20%，可满足要求。因本工程裙房层数较高，为地上五层。构造上因满足《高规》第十章复杂高层建筑结构中竖向体型收进的相关要求，在收进的上、下层楼板取值130mm，在裙房屋面层板厚取值150mm，双层双向配置，不小于0.25%配筋率；竖向收进部位上、下各2层塔楼周边竖向墙、柱抗震等级提高一级定义为特一级；收进部位以下2层结构周边竖向构件提高配筋构造措施等。
2）框架剪力调整：
在水平地震作用下，框架部分计算所得剪力一般较小，按多道设防概念设计要求，为了保证作为第二道防线框架的抗侧能力，需对框架部分剪力做0.2V0调整。本工程1~5层带两跨裙房，上部6~21层为塔楼。0.2V0的调整应采用分段调整框架柱剪力。
3）提高框架柱及剪力墙轴压比措施：
轴压比主要控制结构的延性，随着轴压比的增大，结构的延性越来越差，对高层建筑抗震十分不利。我国现行《抗震规范》有相应要求。本工程在进行初步设计时，混凝土强度等级定为C45。根据规范，一级框-剪结构框架柱轴压比为0.75，若按框架柱轴压比0.75限制考虑，框架柱的截面面积很大，影响建筑平面布局，故框架柱采用规范提出的构造措施提高柱轴压比限制至0.85设计。底部加强取剪力墙厚350mm，C45混凝土，能满足设计要求。
4）连梁设计:
（a）剪力墙连梁：
规范规定对于双肢墙开洞形成跨高比小于5的梁定义为连梁，当结构遭受小于其设防烈度的多遇地震时，整个结构处于弹性工作阶段。当遭受高于其设防烈度的罕遇地震时，连梁形成塑性铰消耗地震能量，结构刚度降低，自振周期加大，地震力降低，减轻结构破坏。抗震规范里规定了连梁截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时连梁端部剪力设计值的调整系数，也是为了防止连梁早于弯曲破坏发生剪切破坏。对于连梁刚度折减应该认为，之所以考虑对连梁的刚度进行折减，是由于在侧向荷载作用下，混凝土的开裂引起了刚度降低。在地震作用下，连梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载作用下的更大，因此，刚度降低的更多。但是，刚度折减得越多，即折减系数越小，意味着设计荷载作用下裂缝开展得越大。在超载时，如发生强大的阵风或地震烈度超过多遇地震烈度时，塑性铰也会出现得更早，这就要求更加注意加强连梁的延性和使连梁符合“强剪弱弯”的要求。依据《高规》要求，在内力与位移计算中，折减系数不宜小于0.5。对于以风荷载为控制因素的建筑中，为了避免连梁在使用荷载作用下裂缝开展过大，刚度折减系数应取较大值。此外，按照高规的的规定，在计算竖向荷载作用下的内力时，对已经考虑了调幅的连梁，不应再考虑刚度折减。
（b)框架柱相连的连梁
对于一端与柱相连一端与剪力墙相连的连梁，除应满足一般连梁的构造要求外，其刚度不宜考虑折减，并应满足框架梁的相关要求。
5）地下底盘车库与主楼嵌固端高差处理：
本工程地下室为大底盘车库，车库与主楼正负零处有1.5m高差，依据《新疆维吾尔自治区实施国家2010建筑结构系列规范细则》要求，对错层部位主楼剪力墙，墙厚不低于300mm，并设垂直相交墙肢，砼强度等级不低于C30，水平、竖向筋配筋率不低于0.5%要求执行。
参考文献：
[1] GB50011－2010 建筑抗震设计规范 (2016版). 中国建筑工业出版社,2016.
[2] JGJ3-2010 高层建筑钢筋混凝土结构技术规程. 中国建筑工业出版社,2010.
[3]谭翠红 .结合工程实例对框-剪结构设计的探讨.建材与装饰，2011，6:290.