童军福 高俊江
陕西省现代建筑设计研究院 陕西 西安 710000
摘要：在许多建筑结构中，框架剪力墙结构被广泛用于高层住宅和商业办公楼项目。这是因为框架剪力墙结构是一个支撑框架柱和剪力墙结构形成的力的系统。它不仅具有良好的竖向承载力，而且剪力墙的刚度很好，建筑结构也很好。总体性能好，抗震性能好，在建筑工程中得到了广泛的应用。框架剪力墙结构的应用在公共建设项目中非常重要。为了进一步促进我国建筑业的发展，在进行建筑工程时必须按照设计要求进行建造。本文主要对框架剪力墙结构设计进行深入分析，以更好地服务于公共建设项目，提高施工质量。
关键词：框架剪力墙结构；建筑工程；施工建筑
引言：高层框架-剪力结构具有由剪力墙结构和框架结构组成的结构系统。有良好的能量耗散性能的耦合梁，在高层建筑的结构设计中，框架剪力结构可以为建筑物提供大量的平面空间，抗侧向力好，因此高层建筑的设计，特别是复杂的高层建筑功能和私有结构。
1需要优化框架剪力结构的设计
传统的结构设计有很大的局限性，获得的横截面不是最佳的，并且在构建功能性结构之后，出现了与设计过程相关的高成本和高质量问题。通常，传统的结构设计需要参考，估计，分析，验证和调整五个步骤。如果检查结构不符合要求，请调整设计。但是，在检查计算时，无法确保计算模型有效，并且最终获得的截面系列很大程度上取决于初始设置的误差长度。同样，在设计过程中，结构设计的复杂性和时间限制了调整的次数，并且难以确保设计的最终产品是最佳的。但是，结构优化设计与现有设计的设计过程是一致的，但是最终的设计产品不仅具有出色的性能，而且还保证了经济性和安全性。明确某些指标后，优化设计即可显示结构的安全性和经济性。结构优化设计可以转换设计问题，通过严格的数学计划解决问题，并使用计算机快速地比较设计计划，并选择最佳设计计划。
框架剪力墙结构具有良好的实用性和可接受性，被广泛用于高层建筑工程中。随着高层建筑数量的不断增长，合理布局和合理选择结构可以有效降低建筑成本。但是，现有的结构设计法规中没有明确的标准，因此有充分的理由优化高层框架剪的设计。
2框架剪力墙结构的结构特点
2.1力特性
在框架剪力结构中，剪力墙承受的大部分剪力是墙由小变形而产生的。相反，剪力墙从上层的位移增加，并且框架的变形小。框架在其自身的水平位移的作用下支撑部分剪力。除了作用力外，它还具有附加的剪切力，可将剪切壁的变形拉回原位。由框架施加的剪切力不能忽略，因为由上层地板的水平力引起的地板剪切力很小。
2.2抗震设计
在高层框架剪力结构中，剪力墙的刚度通常远大于框架的刚度，水平力主要由剪力墙承担。如果结构刚度太小，会过度变形不能满足计算和正常使用的要求；如果结构刚度太大，则自然振动周期将相应地减少，并且会发生地震作用。相应增加，给经济造成不必要的浪费。因此，合理构造剪力墙是结构抗震性能和经济合理性的关键问题。
3最佳布局和合理的剪力墙选择
3.1确定剪力墙数量的方法和影响因素。
剪力墙的设计满足位移限制的要求，但是为了经济，合理和安全的设计，必须充分利用框架剪力结构的侧向抗力构件。框架剪力结构的剪力墙是主要的横向抗力成分。剪力墙的数量与框架剪力结构的平面布局有关，通常应根据对称原理进行布置。均匀性，分散性和周长。对称是指剪力墙尽可能对称地布置，以减少地震时的扭转影响。均匀性是指每个剪力墙都放置在建筑物的每个平坦部分中，因此不能将其集中在特定部分上。剪力墙的承载力不能超过总力的40，可以防止由于过大而引起的水平变形。地板过大导致各种框架元素，地震力分布不均。分散考虑到地震力的分布与几个剪力墙的分布相同，以避免由于地震力过于集中而损坏剪力墙。沿结构的周边尽可能远地放置周边或剪力墙，以改善整体抗扭强度。
3.2剪力墙的数量与结构的地震力有关。
为了使框架-剪切结构的性能最大化，剪力墙的地震弯矩应至少为地震弯矩的50。如果结构地板的剪力较小，则增加剪力墙的数量以增加结构的刚度可能是合适的。通常，剪力墙的数量越多，抗震性就越好，并且剪力墙的结构刚度越大，剪力墙可吸收的地震能力就越大。因此，不能无限制地增加剪力墙，必须根据实际需要增加地面剪力要求。如果地震力太大，则可以减少剪力墙的数量以满足经济和技术指标。
3.3剪力墙的数量应考虑市场因素
例如近场和远场，半强度，结构横向位移极限和场地土壤。达到位移极限后，可以减少剪力墙的数量，以最大化框架的承载能力。在地板总剪切力的影响下，该结构的地震影响应较小，既合理又经济。
3.4平面布置
通常，剪力墙应沿垂直和水平方向放置，如果不能同时放置两个方向，则建筑平面的刚度会很大，这会增加建筑的扭转效果。对于弧形和圆形平面，它们沿圆周方向和径向方向排列。对于纵向剪力墙，纵向楼板和框架梁在应变抑制区域变长，因此不能将其安装在独立式结构的两端以防止温度和收缩应力的增加。布置剪力墙时，请将其安装在垂直载荷大，升降机，平板刚度变化，平面形状变化，管道入口，楼梯间等地方。如果剪力墙不能在结构的垂直和水平方向上放置，则可以在刚度弱的方向上选择支撑型和壁式横向力抵抗构件，。
4框架剪力结构的截面设计
在钢筋混凝土框架结构的情况下，存在几个静态不确定的结构，并且结构的载荷效应与结构构件的材料特性，外部载荷的大小以及几何结构特性有关。设计小截面时，在分析结构的整体强度之后，有必要根据梁和柱的组成来控制强度，并在满足荷载效果的条件下优化钢筋的数量和几何特性。这样，可以改变原始结构的载荷和几何特性，还可以更改每个组件的截面控制，并执行其他结构设计。因此，框架结构的细分设计是一个渐进的优化过程，尽管计算结构并不总是与总体优化设计结构相同，但通常可以为建筑物提供令人满意的实用结果。
优化框架和剪力墙的设计，主要包括钢筋混凝土框架优化设计的初始选择-结构分析-截面设计-收敛性判断-有效性判断步骤。根据结构所构成的承重结构，分别优化地板结构，框架柱和框架梁，并合理确定柱，平板和梁的几何尺寸。为了优化剪力墙的设计，它主要包括设定位置和厚度设计。优化横向位移构件的横截面的原理是要满足在水平地震作用下横向位移值接近最大横向位移值的标准。然后，根据计算出的框架结构的几何尺寸，重建新的最有效的剪力墙结构厚度。根据计算结构重新优化设计框架结构的构造。如果两个优化计算的结构相同，则可以将其验证为完整的优化设计。
结束语：在计算框架剪力墙结构的指标时，必须逐渐增加或减小剪力墙以调整各种指标，并且必须对比较结果进行微调以确定合适的剪力墙数量和位置。梁的高度会削弱刚度，因此可以调节吸收的地震力并可以合理地控制成本。优化框架剪力结构的设计非常重要，因为传统的结构设计过于保守和局限。它成为优化框架剪力结构布局和合理选择的重要指南，以进一步优化高层框架剪力结构的设计，使高层建筑更加安全和经济，并确保足够的稳定性和刚度。
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