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1、高层住宅剪力墙结构与框架结构优劣势对比分析 摘要：高层住宅建筑两种主要的结构形式剪力墙结构和框架结构，在实际项目中均有着广泛的应用，它们各自有其优劣势，如何根据项目的实际情况选择合适的结构形式具有重要的意义。 关键词：剪力墙结构 框架结构 优势 劣势 中图分类号：TU7 文献标识码：A 1、定义 高层建筑中，用钢筋混凝土墙板代替框架结构中的梁柱，承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力作用，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构形式称为剪力墙结构。这种结构形式剪力墙为主要竖向结构构件，承托水平方向上的主梁和次梁，其它墙体均为分隔墙。 框架结构是指由梁和柱以刚接或铰接的方式连接而构
2、成建筑承重体系的一种结构形式，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔的作用。 2、两种结构形式优势对比分析 每种结构形式都有其特点及适用范围，不同建筑高度、抗震等级要求、工程造价等都会对结构形式的选取产生影响。 2.1剪力墙结构优势 2.1.1住宅开间不受限制 采用剪力墙结构形式的高层住宅，在进行户型设计时灵活性较大。首先，在结构布置方面灵活性较大，剪力墙之间的间距一般为38米，而且纵向开间方向对应两片剪力墙不需要对齐布置，完全能够满足住宅内任意居住空间的开间要求；其次，可以先根据户型大小功能分区等进行户型设计，然后根据房间的开
3、间来确定剪力墙的位置，最后再进行结构验算。这样住宅套内布局几乎不受到结构体系的限制，户型更加优化。 2.1.2住宅空间完整 由于剪力墙宽度一般为200毫米，与住宅套内分户墙及外墙宽度是一样的，再通过墙面抹灰及面层装修，从外观上就看不到结构体与分隔墙的交接，室内墙面平整，室内空间较完整，房间内不会出现露梁露柱的现象，且增加室内净面积。 2.1.3整体抗剪强度高 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的，高层建筑结构同时要承受垂直和水平荷载，而随着建筑高度的增加，侧向位移增加最快，弯矩次之，因此高层建筑设计不仅要具有较大的承载能力，而且需要较大的抗侧强度，以保证水平荷载产生的侧向位移控制在一定范围内。剪
4、力墙结构体系由竖向钢筋混凝土墙体与水平向梁相互连接构成，一般沿主轴和其它方向双向布置，故侧向刚度很大，变形较小。 2.2框架结构优势 2.1.1户型可变性较强 框架结构承重构件是梁、板、柱，墙体是填充墙，起围护和分隔作用。如果要进行室内空间的改造，框架结构因为墙体不承重，所以改造起来比较简单，直接敲掉墙体就可以了。故住户可以根据自己的喜好进行套内空间的任意整合与分隔。 2.1.2地下车库利用率高 住宅地下室多兼用作地下车库使用，框架结构柱网较规则，地上的柱子落到地下基础上，故地下室柱网相对也较规整。按照标准车型与车道尺寸，柱网宜在6X8m(柱间停两辆车)或8X8m(柱间停三辆车)左右，故在布置
5、地下停车库时，可在设计之初确定一个合理的柱网尺寸，以停车位尺寸及车行通道尺寸为基准，并遵守结构的合理性和经济性原则、尽可能统一柱网尺寸原则及使用方便合理的原则，使得地下车库利用率达到最高。 3、两种结构形式劣势对比分析 3.1剪力墙结构劣势 3.1.1户型可变性较差 所谓住宅空间的可变性，是指居住空间具有灵活可变的特点，住户可根据自身的需要变换使用功能，并具有动态发展的潜力以适应将来的需求变化，它不仅体现在某个特定空间具有灵活可变的功能，还体现在整个空间群体具有功能重组变化的能力。 剪力墙由于是结构承重构件，不能进行拆除或者破坏，且间距一般不大，不利于形成大空间，故一旦建成，住户无法对室内布局
6、自行改造。 3.1.2地下车库利用率低 剪力墙结构由于剪力墙的位置是按照套型内各个使用房间的功能布局确定的，而户型设计是根据套内空间使用的合理性及舒适性来确定，所以这就导致了剪力墙结构形式的竖向承重构件布局非常的不规则，地上剪力墙若直接落到地下室，则会使得地下室结构柱网不规则，若作为地下停车库使用，利用率较低；若通过在地上部分与地下部分交接处做结构转换层，虽地下车库利用率提高，但代价较大。 3.2框架结构劣势 3.2.1住宅开间受限制 框架结构由于柱网较规则，且横向和纵向对齐成“井字形”框架，故套内房间只能在“井字形”方格网内布置，类似于在一个个方格网内填充各种功能，房间的布局受到限制。且一个
7、柱网开间数值是有一定范围的，一般6到8米之间较为经济合理，故房间开间受到一定的限制。 3.2.2住宅套内空间不完整 框架结构柱子承重，而高层住宅由于整体荷载较大，柱子截面尺寸一般较大，多为600 X600毫米左右，而住宅外墙及分户墙厚度为200毫米，分隔墙厚度为100毫米，所以在房间内柱子会突显出来，导致空间不够完整，影响使用和美观。 4、高层住宅选择合适结构形式的主要因素 在我国城市化加快发展的当前时期，高层住宅小区建设量大，资金投入多，且设计使用年限一般较长，一旦建成，对周边区域乃至整个城市社会生活都会产生较大的影响，故在项目进行之初选择合适的结构形式有着重要的意义。 4.1住宅市场定位
8、为实现住宅的最终消费需求，房地产前期策划中应建立一个从消费者市场情况、开发商自身条件，以及外部环境三方面出发，综合分析住宅市场定位(主要针对档次定位)的数学模型。结合市场定位可以大概确定高层住宅的结构形式，如果定位为高档商品房，则选择剪力墙结构会比较合理，开间不受限制，室内空间完整；如果定位为中低档商品房，则两种结构形式可以比较选择。 4.2 经济性因素 住宅经济性因素主要体现在前期工程的投入，剪力墙结构由于配筋一般要大于柱配筋（构造），钢筋和水泥消耗量比较大，若开发商资金较充足，前期土建安装投入资金量较大，则选择剪力墙结构较为合理。若项目成本控制较严，且户型以紧凑经济小户型为主，同时考虑户型
9、可变性，则优先考虑框架结构形式。 4.3地下空间的使用性质 高层住宅地下空间的使用性质也会影响到结构形式的选取，若地下空间主要作地下停车库使用，且周边区域内停车位比较紧张，对停车位数量比较看重，则框架结构会比较有利；若地下空间作为地下小型商业或机房及其它功能使用，兼顾地下停车，则可以选择剪力墙结构，既保证地上部分住宅使用空间的完整性，又使得地下空间得到合理利用。 5、应用前景 为了节约用地、实现土地有效利用，同时保证结构具有更好的抗震安全性能，过去的多层砌体住宅已逐步被多高层钢筋混凝土住宅所取代，其中具有良好安全性和适用性的钢筋混凝土剪力墙结构成为住宅设计中广泛采用的结构形式。 同时，随着高层
10、住宅建筑的越来越普遍，人们对居住空间的品质要求越来越高，剪力墙结构的应用也越来越广泛。剪力墙结构可以现场捣制，也可预制装配，装配式大型墙板结构与盒子结构，就其实质也是剪力墙结构。然而，对于那些适用的人群为主要青年人，强调居住空间可变性以及青年人个性表达的居住建筑，空间的可变性设计显得尤为重要，框架结构在这方面表现突出，由于其承重结构与围护墙相互独立的特点，在这类住宅设计尤其是中小户型住宅的设计中应用广泛。 参考文献 1. JGJ5-2002.高层建筑混凝土结构技术规程S 2. 夏卓文高层建筑结构设计特点与剪力墙设计J住宅科技，2007，21（02） 3. 钟建兴关于高层住宅剪力墙结构设计的一些探讨J企业科技与发展，2010，16（26）：