框架剪力墙结构重难点分析和合理化建议

随着经济的发展，框架-剪力墙结构因其承载能力较大、建筑布置又较灵活而被广泛的应用，如何解决框架-剪力墙结构在设计中遇到的重点难点问题显得尤为重要。

框架剪力墙结构是一种双重抗侧力结构，在地震作用下框架和剪力墙共同承受竖向荷载和水平力。

剪力墙的刚度大，承担大部分的地震剪力，框架刚度小，承担小部分的地震剪力，当遭遇罕遇地震作用时，剪力墙的连梁首先破坏，剪力墙的刚度随之降低，由剪力墙承担的一部分剪力转移到框架，此时，如果框架具有足够的承载力和延性，则双重抗侧力结构的优势得以体现出来，否则连梁屈服后，框架有可能会遭到严重的破坏，从而使整个结构遭到破坏，甚至会引起倒塌，所以《建筑抗震设计规范》对框架剪力墙结构中框架的侧向刚度作了明确的规定：侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙和框架-核心筒结构，任一层框架部分承担的剪力值，不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构设计计算的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。

但在实际的的设计中剪力墙的数量也不能过少，若在规定的水平力作用下，底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，则该结构为少墙框架结构，其适用高度和抗震等级均不同于框架-剪力墙结构。

而且剪力墙过少，结构刚度较差，常不满足变形要求，同时，框架受力过大，梁柱截面尺寸加大，导致不经济。

框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。

由于水平风荷载和地震作用，可能沿结构的任意方向作用，为提高框架-剪力墙的承载力和抗扭刚度，应将框架-剪力墙结构设计成双向抗侧力体系，并且两个方向结构的刚度和承载力应尽可能相接近。

若一个方向结构的抗震能力较弱时，则会率先开裂和破坏，将导致结构丧失空间协同工作的能力，从而使另一个方向的结构也会发生破坏，这就要求在结构的两个主轴方向都要布置框架和剪力墙，而且剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度相接近。

同时为减小在水平力作用下结构的扭转效应，《建筑抗震设计规范》还作出如下规定：1.楼梯间宜设置抗震墙，但不宜造成较大的扭转效应；2.房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间；3.平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。

在框架-剪力墙结构中，框架和剪力墙之间的协同工作是借助于楼盖结构平面内的剪力传递实现的，这就要求楼板应能够传递剪力。

因此，在框架-剪力墙结构中，楼盖结构的整体性和平面内刚度必须得到保证，这是设计时应当注意的。

在设计过程中，如何在满足抗震设计和承载力要求的前提下，设计出更加经济合理的框架-剪力墙结构，是我们要研究思考的。

现针对框架-剪力墙结构的合理化设计提出如下建议：1.剪力墙的数量不宜过多或过少，一般以满足结构的水平位移限值作为设置剪力墙数量的依据。

剪力墙宜贯通房屋全高设置,墙间距不宜过大。

剪力墙洞口宜上下对齐，洞边距柱端不宜小于300mm，防止出现刚度突变。

2.保证连梁的塑性铰作用。

在框架-剪力墙结构设计中,连梁的相对强弱直接影响着结构整体空间的受力性能,直接关系着结构的抗震性能。

在低于建筑本身设防烈度的地震作用时,需保证连梁不受破坏,仍处于弹性工作阶段,整体结构刚度亦处于弹性工作阶段。

当遭遇罕遇地震作用时,需设计使连梁首先进入弹塑性工作阶段,通过其塑性铰的形成及发展来消耗一部分地震能量,形成建筑抗震的第一道防线,对主体结构起到保护作用。

3.通过使用高强材料来优化框架-剪力墙结构的设计，使之更加经济合理。

从结构材料发展的趋势来看，结构材料的强度越来越大，性能越来越好。

高强材料的使用不但可以满足结构设计对于材料性能的要求，而且在经济上有着很大的优势，可以在一定程度上减少材料的浪费，简化材料的加工流程，从而达到经济环保的效果。

框架-剪力墙结构的广泛使用满足了人们对建筑功能的要求，但对其在结构抗震设计上的重点和难点问题要充分引起结构设计人员的重视，不仅要满足高层建筑使用功能的要求，更要保障建筑的安全性，提高结构设计的经济合理性。