王连
上海联创设计集团股份有限公司 湖北 武汉 430000
摘要：建筑行业的飞速发展推动了多种建筑施工技术的普及和应用，其中框架剪力墙结构已成为当前建筑施工中的重点建设类型，要求施工人员不断优化其施工技术。本文从设计角度入手，针对高层框架剪力墙结构提出抗震设计措施，为从业人员提供参考。
关键词：高层；框架剪力墙；抗震设计
引言
我国近几年的经济得到了快速发展，同时也推动了城市规模的扩张，建筑数量的增加让城市土地资源逐渐紧张。高层建筑能够有效解决城市土地资源紧张的问题。建筑向上拓展需要考虑抗震抗倾覆问题，人们对生活舒适度和生活环境都提出了较高的要求。高层剪力墙结构的抗震性能与抗倾覆性能更是人们关注的重点。
1框架剪力墙结构在建筑施工中的重要性
建筑框架剪力墙结构建设工作是在确定剪力墙数量的基础上组成的建筑空间结构，满足不同建筑的功能需求，对建筑主体结构起到稳定和平衡的作用，能发挥框架剪力墙结构刚度大的优势，增强建筑物整体承重能力。一方面，建筑工程施工过程中采用框架剪力墙结构进行建设能够有效开发空中建设资源，保障工程施工人员的人身安全；另一方面，框架剪力墙结构具有防震、抗震功能，具体抗震效果由剪力墙之间的刚度比例决定，施工人员可采用强化措施增强建筑剪力墙的抗震能力，达到抗震、减震目的。
2框架剪力墙结构在建筑施工中的要求及优缺点
2.1建设要求
建筑工程施工期间，对框架剪力墙结构建设工作提出的具体要求集中体现在以下三个方面：（1）整体结构。建筑工程施工人员在进行剪力墙结构建设期间，要保证建筑物的原有结构完整，在维持建筑主体结构的基础上采用框架剪力墙结构，优化相应工程施工技术工艺，提高建筑工程施工质量，保证建筑物的稳定性和安全性。（2）钢筋结构。建筑工程施工过程中，相关施工人员要加强对钢筋混凝土结构的施工，根据框架剪力墙体积大、移动不方便等特点，在建设期间保证剪力墙结构建设参数符合标准，科学设计钢筋混凝土比例，减少剪力墙设置量，保证钢筋混凝土结构的稳定。（3）结构分析。建筑施工人员要对剪力墙结构性能及承重效果进行综合分析，形成剪力墙协作模式，发挥框架剪力墙结构的支撑作用，保证建筑物建设质量。
2.2优缺点
建筑工程施工期间，施工人员为保证建筑物整体施工质量，要对建筑进行框架剪力墙结构建设，有效提高建筑空间的利用效率，但在实际施工期间，受框架结构影响导致应用效果不佳。优点：（1）拓展建筑空间，承重效果好。（2）构造简单，空间分隔灵活。（3）节省建筑建设材料，降低成本支出。（4）结构支撑能力强，具有抗震作用。缺点：（1）属柔性框架结构，侧向刚度小。（2）钢材、水泥需求量较大，成本费用高。（3）零部件众多，单一空间结构建设复杂。（4）工程量增大，拖慢整体工期。
3高层剪力墙结构抗震性能标准
在对高层剪力墙结构进行分析时需要考虑到其不规则性的特点，高层剪力墙结构的平面凸凹、楼板连续以及扭转位移比均能够满足规范要求的条件下，竖向侧向刚度、抗侧力以及楼层承载力均能够满足规范的要求。剪力墙的结构高度可以按照高度规范的规定来判定高度结构等级，通过计算结构等效高宽比能够得出高层剪力墙结构高宽与规范限值之间的关系。结合《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》与高层建筑工程设计要点，能够确定结构抗震性能的目标。考虑到高层剪力墙结构的高宽较大，为确保整体结构的抗倾覆性能，设计中增加了中震情况下的桩性能目标，同时也需要补充中震情况下地步加强区的剪力墙抗拉力分析。高层剪力墙的结构抗震性能分析要结合大高宽结构在地震中的性能状态，对不同地震情况下的高层剪力墙结构进行抗震性能的分析。
3.1小震反应谱及弹性时程分析
采用YJK和ETABS两款软件对小震的反应谱进行计算和对比分析，采用YJK软件对弹性时程进行同步分析，选择5条天然波和2条人工波进行分析能够得出结构在小震中的层间位移角数值。从数值中能够得出在小震的情况下反应谱法与多波时程的平均值计算出结构的层间位移角都能够满足1/1000这一限值要求，结构的周期符合规范的要求进一步说明了构建截面的取值属于合理范围。
3.2大震静力弹塑性分析
通过分析结构的静力弹塑性来对结构在大震的情况下的性能状态进行分析，推覆载荷模型为CQC，分别沿着0°、90°、180°、270°四个方向进行推覆分析，得出高层剪力墙结构的整体剪力比与层间位移角，可以得出结构大震与小震基底剪力比值在3左右。同时也可以得出高层剪力墙的结构的中下部塑性铰发展更为明显，这说明高层剪力墙的大高宽结构中底部倾覆弯矩的受理影响更为明显，为提升强震情况下的高层剪力墙抗震性能，应当对底部剪力墙进行延性和加强设计。
4高层框架剪力墙结构抗震设计措施
4.1中震作用下高层剪力墙结构延性分析
高层剪力墙结构为确保地震情况下的延性状态通常会对底部加强区的拉应力进行研究和分析。采用组合双向抗震作用截面进行研究分析，已知小震情况下墙体属于被压迫的状态，中震的情况下剪力墙中一倍混凝土材料的抗拉强度小于两倍的混凝土材料的抗拉强度，这部分在进行施工设计时应当加强其手拉配筋强度。大高宽比的结构应当通过剪力墙的等效应力来加强墙体的延性设计，加强底部剪力墙的等效应力标准值，提升暗柱配筋或者加大分布筋的配筋率。
4.2结构抗倾覆及技术措施效果分析
高层剪力墙结构这种大高宽比结构抗倾覆设计能够有效确保结构的受力安全。通过对小震情况下的结构整体抗倾覆性能进行计算可以得出小震作用下的结构零应力区面积为0，能够满足高度规范对结构的抗倾覆要求。从中震情况下的结构桩基受力状态对结构整体抗倾覆能力进行分析，考虑到高宽较大的情况，采用偏保守的角度对地下室外围的嵌固进行分析，只考虑主体楼座的下部桩体的抗倾覆作用，能够得出中震情况下的周边区域桩的具体受力效果。
4.3机构控制
在高层框剪结构施工、使用期间，剪力墙数量、体积与刚度三者保持正比关系，建筑结构中布置的剪力墙数量越多，则剪力墙体积越大、刚度越大，并对框剪结构的承载性能造成影响，削弱了框剪结构形态控制力度。因此，在高层框架剪力墙抗震设计方案中，往往选择采取机构控制设计措施，根据工程情况推算正比例公式，在框剪结构中的适当部位安装若干“塑性铰”装置。如此，在高层建筑遭受地震能量冲击时，可以在框架剪力墙结构中形成耗能机构，持续对地震能量进行吸收、损耗，这将在客观层面上改善高层框剪结构的抗震性能。
结束语
本文对强震下高层剪力墙结构的抗震性能以及抗倾覆能力进行了分析：结构层间位移角在小震和大震的情况下满足规范位移角限值提升底部墙体的刚度能够加大结构抗侧刚度。高层剪力墙结构在大震的情况下能够始终保持良好的承载力，通常率先进入屈服和耗能状态的是连梁，并且起到耗能的作用。高层剪力墙的结构属性发展较为明显的区域在结构的中下部。中震情况下的部分桩基抗拔力较大，这就造成了桩基配筋较难的情况，采用地下短向剪力墙和桩布置能够有效改善桩基受力的状态，提升结构整体的抗倾覆能力。
参考文献
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