■向小平 ■黄石市城市规划设计研究院，湖北 黄石 435000

1 工程概况

某高层住宅建筑整体建筑面积58351m2，包括32层塔式建筑和18层板式建筑，基础形式采用桩筏基础，结构形式为框架-剪力墙。在建筑中，地下1层为停车场，地上3层为店铺和商场，4层以上则为住宅。为了保证建筑的稳定性和安全性，在工程设计规划阶段，由专业的规划设计院对建筑的结构进行了设计，这里对其设计要点进行简单分析和讨论。

2 框架——剪力墙的结构特点

该高层住宅建筑中，采用的是框架-剪力墙的结构形式，这种结构也称框剪结构，是指在框架结构中，布置一定数量的剪力墙，由这些剪力墙构成灵活自由的使用空间，以满足不同建筑功能的要求。同时，由于剪力墙的数量足够，因此这种结构形式具有相当大的刚度，可以说综合了框架结构和剪力墙结构的特性，在结构布置合理的情况下，可以充分发挥两者的优点，克服其中存在的缺陷，对于建筑结构的抗震性能有着良好的提升，因此在实际工程中，框架-剪力墙结构得到了非常广泛的应用。在对框架-剪力墙结构中的剪力墙进行布置时，需要严格遵循“均匀、分散、对称、周边”的基本原则，做到以下几点:

(1)剪力墙应该均匀布置在建筑周边附近，以确保其抗扭作用的充分发挥。同时，在楼梯间、平面形状变化大或者恒载较大的位置，设置剪力墙，可以保证楼盖与剪力墙之间的剪力传递。

(2)在高层建筑中，平面形状凹凸较大的部位，是结构的薄弱环节，应该在凸出部分的端部附近，布置相应的剪力墙，对结构进行加强。

(3)对于纵向和横向剪力墙，应该采取相应的措施，将其连接在一起，或者设计成为带边框的剪力墙，共同组成L形、T形或者口字型，以增大剪力墙的刚度和抗扭转能力。

(4)楼梯间、电梯间、电井等竖井的设置，应该尽可能与附近的框架或者剪力墙相互结合，形成一个整体的、连续性的抗侧力结构，而不能独立布置。

3 高层住宅框架——剪力墙结构设计要点

在对高层住宅框架-剪力墙进行结构设计时，其设计要点主要包括以下几个方面的内容:

(1)结构布置。在高层住宅的框架-剪力墙结构中，剪力墙与普通剪力墙结构相比存在一定的差异。下部楼层中，剪力墙的位移较小，因此，可以拉着框架按照弯曲型曲线变形，由剪力墙承受大部分水平力;而在上部楼层，剪力墙的位移会越来越大，并且呈现出外侧的趋势，因此，框架趋于内收，拉着剪力墙按照剪切型曲线变形。框架除了负担外负荷产生的水平力，还需要负担拉动剪力墙的附加水平力，而剪力墙不会承受任何的荷载水平力，还因为给框架一个附加水平力，而承受负剪力。因此，在上部楼层，即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也会出现相当大的剪力。作为主要的抗侧力构件，剪力墙在结构中的作用是非常巨大的，如果在设计时，仅仅在一个主轴方向布设剪力墙，很可能造成两个主轴方向抗侧刚度的巨大的差异，在没有设置剪力墙的主轴方向，会因为刚度不足，无法与另一个主轴方向相互协调，在振动作用下容易导致结构的扭转破坏。因此，该工程设计中，在两个主轴方向都布置了剪力墙，形成了双向抗侧力体系，可以有效减少层间侧移。

(2)转换层设计。在高层建筑中，如果存在转换层，则建筑会呈现出不规则的复杂结构，如果不能对其进行有效处理，在地震作用下，很可能出现相应的损坏。因此，做好转换层的设计对于建筑整体的抗震性能有着极其关键的作用。一般来说，转换层的位置越高，则其上下层的刚度突变也就越大，结构内力传递的途径也会发生极大的变化。同时，转换层位置越高，落地剪力墙越容易出现弯曲裂缝，其上部的剪力墙也越容易遭到破坏。简单来说，高层建筑中转换层越高，对于建筑的抗震越不利。在该工程中，由于1-3层为商场，为了保证使用空间，需要尽量减少剪力墙的数量，这就给设计工作增加了难度。相关规范规定，如果转换层设置在地面1层，可以近似采用转换层上下结构的等效剪切刚度γ来表示转换层上下结构的刚度变化，在设计过程中，要确保γ≤2。而如果转换层设置在2层及以上，则γ≤1.3。对此，设计人员在设计过程中，采取了相应的对策:首先，结合相应的技术参数，在满足层间位移的基础上，尽可能减少转换层上部剪力墙的数量，减少连梁的高度，同时适当增大剪力墙上洞口的尺寸，在保证其强度和承载能力的前提下，减少转换层上部的刚度;其次，通过与建设方的协商，适当降低了1-3层商场的高度，以增加转换层下部的刚度;然后，在不影响建筑净空和建筑成本的前提下，适当增大了底部墙体的厚度，最终将墙体厚度确定在:1层450mm，二层400mm，三层350mm，四层以上200mm。

(3)相关参数计算。在对建筑的相关参数进行计算时，采用了由中国建筑科学研究院编制的SATWE程序，将上部结构与地下室作为一个统一的整体来计算。结合该工程的相关技术参数，经计算得出，在该工程中，最大楼层层间相对位移比为1/1972，远远小于相关规定中不大于1/800的标准。同时，剪重比与等效质量系数的计算结果显示，X、Y方向最小剪重比大于1.6%，X、Y方向各自的有效质量系数均大于90%，满足相关规范的要求。由于在该建筑中，首层框架所承受的剪力值相对较小，因此，应该对其进行适当调整，取0.2Q0与1.5Vfmax中较小的数值作为框架的总剪力值。另外，转换层上下等效侧向刚度比γ的值，X向取0.48，Y向取0.36，均小于标准值1.3，可以满足相关规定的要求。最后，还需要对结构整体的稳定性进行验算，其中，

X向刚重比EJd/GH＊＊2=5.21

Y向刚重比EJd/GH＊＊2=3.64

由计算结果，该结构刚重比大于1.4，可以通过相关规定的整体稳定验算。

4 结语

总之，在城市化进程不断加快的现在，高层住宅的数量越来越多，其结构的稳定性和安全性也受到了社会各界的广泛关注。作为高层住宅中被广泛应用的结构形式，框架——剪力墙结构在建筑中发挥着非常关键的作用，需要引起设计人员的充分重视，切实做好框架——剪力墙结构的设计工作，提升高层建筑的稳定性和可靠性，促进我国建筑行业的持续健康发展。

［1］安兴宽.高层住宅框架剪力墙结构设计分析［J］.山西建筑，2012，38(1):37-39.

［2］彭祥新.高层住宅框架-剪力墙结构设计与分析［D］.安徽建筑工业学院，2011.