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摘要：近年来，伴随我国城市化进程的加快，高层建筑在城市建设中的需要也逐渐增大，同时建筑体型也相对日益复杂。高层建筑设计与施工的过程中，框架剪力墙结构的抗震设计，成为主要的内容。由于建筑结构在地震作用下的结构侧移远大于风荷载作用下的侧移，为使框架剪力墙结构可以更有效地应用于建筑物中，需要在进行该结构的设计时考虑其抗震性。基于此，文章就框剪结构抗震设计进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。
关键词：框剪结构；抗震设计；措施
1框架剪力墙各参数分析
从技术的角度来分析，所谓的框架剪力墙结构，主要指的是框架结构与剪力墙结构相互融合而成的新型建筑结构。为此，框架剪力墙结构的技术在应用过程中，其具有框架结构、剪力墙结构的双重优点，特别是在抗剪性、灵活性方面，都可以取得良好的效果。图1为框架剪力墙结构设计图。
图1框架剪力墙结构设计图
1.1轴压比的影响
在混凝土结构和构件的抗震设计中轴压比是一个关键的控制指标，剪力墙刚度随侧向荷载的增加呈现指数衰减，随轴压比的增加，各试件的相对刚度是先增大，后减小，转折处在轴压比为0.428处。构件的耗能能力可以从加载过程中的粘滞阻尼系数来反映，粘滞阻尼系数越大，耗能能力越强。相关实验的统计结果表明剪力墙的等效粘滞阻尼系数随轴压比的增大而增大。
1.2高宽比的影响
高宽比被认为是影响剪力墙抗震性态的一个主要因素，为了满足钢筋混凝土构件和剪力墙的延性破坏的要求，我国抗震设计规范规定剪力墙宜设计成高宽比＞2的细高墙。当试件高宽比变化时，由试件的破坏试验的破坏形态可以推断，随着高宽比的增大，剪力墙的破坏从剪切破坏向弯曲破坏发展。当高宽比为1∶1时，试件破坏主要为对角贯通斜裂缝，当高宽比为1.5∶1时，试件破坏时有大量斜裂缝及水平裂缝，当高宽比为2∶1时，试件破坏主要为贯通水平裂缝。
1.3混凝土强度的影响
混凝土强度对剪力墙承载力影响不大，但从延性系数来看，高强度混凝土剪力墙延性相对较差，延性系数低于低强度混凝土剪力墙。对于刚度不同的试件，其刚度随着荷载增加的变化趋势及大小非常相似，这也说明混凝土强度对剪力墙刚度影响也不明显，抗侧刚度在试件屈服后逐渐趋向于一个恒定值。
1.4剪力墙厚度的影响
为了保证剪力墙的稳定性，需要对剪力墙的厚度作出相应的规定。2010年出台的抗震设计规范对剪力墙的厚度做出了如下的规定：按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm；按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm；非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm。
1.5边缘纵筋配筋率的影响
沿混凝土试件截面周边适当布置纵向钢筋，因为纵向钢筋和横向箍筋一起构成了约束核心混凝土的钢筋网架，当边缘约束纵筋比较强时，剪力墙边缘能够得到有力约束，限制边缘的早期破坏，使剪力墙在受荷破坏过程中裂缝更加分散，呈现更加良好的延性破坏。
2框架剪力墙抗震设计原理与原则
2.1抗震设计原理
当建筑物遇到地震作用时，所受到的破坏形式将受到地震横波以及地震纵波的影响。当发生地震时地壳中的能量将以能量波形式传递到周围建筑而产生震动，最终发生坍塌破坏。由于不同的建筑物具有不同的自振频率，当建筑物发生共振时，将发生更大威力的破坏。所以，发生地震时，建筑物振动程度受到自身阻尼的影响，当建筑物阻尼设计值较小时，对地震能量吸收较小，进而发生较大的振动幅度，造成建筑物更大的破坏；相反，当建筑物阻尼设计值较大时，对地震能量吸收较大，较小的振动幅度能够减小房屋损坏程度。在对框架剪力墙设计时，在符合其他要求的前提下，对其设计的原则是最大程度的加大建筑物自身阻尼，吸收更多的地震能量，降低对建筑物的破坏程度，最终达到建筑物抗震的目的。
2.2抗震设计原则
建筑物在进行抗震性设计时以“小震不坏、中震可修、大震不倒”为原则，为保证建筑物抗震的效果，在对框架剪力墙建筑进行设计时，具体需遵循的抗震原则包括：①在进行剪力墙设计时，对剪力墙结构应当确保其连续性；②剪力墙施工过程中，剪力墙结构中所有构件之间的连接必须稳固可靠，以确保其良好的强度和延展性，此外，在剪力墙横向和竖向上的确保具有一定的刚度。
2.3控制指标的分析
框架剪力墙结构刚柔的程度在一定程度上可以通过剪重比和自振周期反映。框架剪力墙结构如果具有较大的刚度，则结构的剪重比大、自振周期短；反之剪重比小、自振周期长。
（1）根据相关研究及工程实践，框架剪力墙结构可以通过下式进行合理自振周期范围地计算：
式中，T1为结构自振周期；N为结构层数。
（2）结构刚度重要的衡量指标就是剪重比，该指标可以反映结构刚度与地震作用间的关系，当结构具有过大的刚度时，则由反映谱曲线得到的作用力会很大，将剪重比应当控制在合理范围之内。此外，地震的影响系数由于在长周期段具有较快的下降速度若结构的周期大于3.5S，地震力计算值较小，故相关规范对剪重比的最小值进行了规定。
（3）水平位移限制是控制构件刚度以及截面大小的重要指标，是构件正常使用的基本要求，它限定了整体结构的抗侧移刚度，确保结构具有一定的刚度，使结构满足稳定性、承载力等要求。构件抗扭刚度可通过位移比和周期比进行反应。布置结构时立面均匀，尽量降低偏心与突变，防止出现较大的扭转。
3高层建筑剪力墙结构的抗震设计
3.1平面布置的抗震设计
地震具有突发性的特征，高层建筑在设计期间，是不能预知地震的参数的，需采取计算的方式，规划抗震设计的内容。平面布置，是高层建筑剪力墙抗震设计的首要内容，平面布置直接关系到了剪力墙结构的抗震性。经多项案例研究表明，高层建筑的剪力墙结构，采取简单的平面布局，遵循对称原则，设计均匀分布的刚度与质量，设计明确的传力路径，有利于提高剪力墙的抗震能力，在地震环境中，高层建筑剪力墙结构，不容易受到破坏。平面布置的抗震设计中，可以大概估算出结构体系的效应，预先得出剪力墙平面布置在地震时的反应，以便合理的采取抗震措施，注重发挥剪力墙结构的抗震作用。
3.2体系选择的抗震设计
高层建筑剪力墙结构抗震设计中的体系选择，比较好的是多道防线。以某高层建筑为例，分析体系选择时的抗震设计。该案例为高层住宅楼群，总占地面积20.28万㎡，分为1、2、3、4区，1区与4区地上24层，2区和3区，地上22层，地下结构均为两层。该案例中全部采用剪力墙结构，根据抗震设计的要求，规划剪力墙的体系，剪力墙的全高厚度是350mm，除了窗洞以外，外立面都设计成高1200mm的结构连梁，促使剪力墙的整
体具备很强的抗扭刚度，维护结构在地震时的整体性，该案例剪力墙体系结构抗震设计中，适度的强化剪力墙底部的侧向刚度，减轻上部结构的质量，案例中的高层住宅区，地处8度抗震设防区，体系选择时，借助ETABS与SATWE力学软件分析，即使剪力墙结构受到小震作用，也能及时补充弹性。剪力墙体系选择的抗震设计上，对布筋以及边缘构件纵筋，也实行的强化设计，加强剪力墙体系结构的抗震性能。
3.3结构薄弱层的抗震设计
高层建筑剪力墙结构中，如有承载突变、刚度不均或构件不连续的问题时，就会出现薄弱层。薄弱层是最先受到地震破坏的位置，规划抗震设计，提高薄弱层的抗震性能。高层建筑剪力墙结构设计中，重点在薄弱层位置，提供变形控制，促使薄弱层具备变形的能力，避免薄弱层结构发生转移，不会对周围的剪力墙结构造成破坏。
总之，在进行抗震设计时，剪力墙的设计和布置都关系到结构的安全和经济效益问题。我们在进行框架剪力墙结构的设计中应当充分考虑其抗震性设计，确保设计得到的结构可靠安全。
参考文献
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