導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇框架剪力墻，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：框架剪力墻 布置

0 引言

建筑技術(shù)需要隨工業(yè)化、城市化的日益發(fā)展而發(fā)展，高層建筑越來(lái)越成為建筑形式的首選，因?yàn)楦邔咏ㄖ哂泄?jié)約用地、節(jié)省投資等方面的優(yōu)勢(shì)。高層建筑結(jié)構(gòu)體系根據(jù)抗側(cè)力體系的不同可分為：剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)和多筒結(jié)構(gòu)體系。

我所參與設(shè)計(jì)的東北電網(wǎng)電力調(diào)度交易中心大樓，采用的是型鋼混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，此設(shè)計(jì)獲得了省優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。下面結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的設(shè)計(jì)加以探討。

1 確定剪力墻的厚度

框剪結(jié)構(gòu)體系中，邊框柱和邊框梁宜作為剪力墻的邊緣約束構(gòu)件。帶邊框剪力墻的截面厚度在規(guī)范中規(guī)定分別為：①一、二級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位抗震設(shè)計(jì)時(shí)的厚度不允許小于200mm，同時(shí)不宜小于層高的1/16；無(wú)端柱或翼墻時(shí)，不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的1/12；②其他情況不應(yīng)小于160mm，且不宜小于層高的1/20；無(wú)端柱或翼墻時(shí)，不宜小于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的1/16。邊框梁的高度可取墻厚度的2倍，宜取與墻厚度相同的寬度。結(jié)構(gòu)安全和經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)是一個(gè)合理的剪力墻厚度應(yīng)具有的。

2 框架―剪力墻計(jì)算方法

在水平荷載作用下的框架―剪力墻體系，由框架和剪力墻共同承受外荷載，這種解析方法是基于連續(xù)化思想來(lái)計(jì)算框架―剪力墻。換言之，通過(guò)剛性鏈桿，即剛性樓蓋的作用將框架和剪力墻連在一起。相互作用的集中力Pft會(huì)在鏈桿切斷后，在樓層標(biāo)高處剪力墻與框架間產(chǎn)生。計(jì)算時(shí)將集中力Pft簡(jiǎn)化為連續(xù)的分布力Pf，以便于計(jì)算。與這相對(duì)應(yīng)，框架變形與剪力墻相同的變形連續(xù)條件，在每一樓層標(biāo)高處，簡(jiǎn)化為框架變形與剪力墻相同的變形連續(xù)條件，在沿整個(gè)建筑高度范圍內(nèi)。位移y與荷載P(x)之間對(duì)普通梁關(guān)系如下：EI■=P（x）

對(duì)剪力墻來(lái)說(shuō)，承受外荷載與框架彈性反力的一個(gè)彈性地基梁，可視其為上端自由下端固定。除承受分布荷載p(x)，同時(shí)承受分布反力Pf，因引，在位移與反力Pf、荷載P(x)之間微分關(guān)系如下式所示：EI■=P（x）-Pf

解微分方程求出剪力墻，也就是求出了框架的位移曲線(xiàn)y(x)，然后再利用下面所示的微分關(guān)系，求出剪力墻的荷載和內(nèi)力：彎矩：EI■=M

剪力：EI■=V

均布荷載：EI■=p

可由位移曲線(xiàn)y(x)，再來(lái)求出框架所受的荷載和剪力即：荷載：■=CF■μ-pr 剪力：VF=CF?茲=CF■

可由D值法或反彎點(diǎn)法求得，式中的CF，它為框架的剪切剛度，可用下列規(guī)范中的等效公在式考慮柱軸向變形來(lái)加以求得。

CFo=■

3 剪力墻的數(shù)量和長(zhǎng)度的確定

結(jié)構(gòu)在地震作用下的周期、層間位移角等等計(jì)算信息，相對(duì)較容易滿(mǎn)足。剪力墻和框架柱各自承擔(dān)的傾覆彎矩之間比例的控制，應(yīng)當(dāng)引起足夠的注意，對(duì)此《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010給出了更加詳細(xì)劃分。由公式：L=A/h可以看出，在確定了剪力墻的厚度和面積之后，剪力墻的長(zhǎng)度通過(guò)計(jì)算就可以知道了。為了避免剪力墻的脆性的剪切破壞，要求剪力墻應(yīng)具有延性，細(xì)高的墻體和高寬比設(shè)計(jì)成大于2的墻體，此較容易設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻，此時(shí)便可以滿(mǎn)足此要求。因此，每個(gè)墻段高寬比大于2，也就是我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)達(dá)到的要求，如果因?yàn)閴Φ拈L(zhǎng)度很長(zhǎng)無(wú)法滿(mǎn)足高跨比的要求時(shí)，開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成均勻的、長(zhǎng)度較小的聯(lián)墻肢或整體墻。因?yàn)殚_(kāi)洞而形成的洞口連梁，最好采用約束彎矩較小的連梁進(jìn)行連接，這樣一來(lái)，近似認(rèn)為墻段本身分成了獨(dú)立的墻段。另外，位于連梁兩端的剪力墻一般較長(zhǎng)，這樣，連梁與其所連接的剪力墻就形成了一個(gè)整體剛度較大，吸收水平地震力能力較強(qiáng)。此時(shí)，連梁作為剪力墻之間的傳力構(gòu)件就很容易出現(xiàn)剪切超限，洞口在這時(shí)應(yīng)可以考慮開(kāi)得大一些。從而位于連梁兩側(cè)的剪力墻的長(zhǎng)度就可以相應(yīng)的減小，由于受彎而引起的裂縫寬度此時(shí)也變得較小，那么位于剪力墻體內(nèi)的配筋就能夠充分的起到作用。

4 剪力墻的布置

4.1 剪力墻布置原則。①平面形狀凹凸較大時(shí)，剪力墻宜在凸出部位的端部附近布置。②在建筑物的周邊、樓梯間、電梯間、平面形狀變化和豎向荷載較大等部位宜均勻布置剪力墻。③縱橫剪力墻一般以L(fǎng)形、T形和槽形等形式組成。④剪力墻總高度與長(zhǎng)度之比宜大于2，而不宜太長(zhǎng)。⑤剪力墻不宜在防震縫和伸縮縫兩側(cè)同時(shí)布置，縱向剪力墻不宜布置在端部，而應(yīng)布置在中部。

4.2 剪力墻的設(shè)置位置。剪力墻對(duì)于L形、矩形、T 形、口形等平面布置，應(yīng)沿縱橫兩個(gè)方向。而徑向和環(huán)向布置則應(yīng)用于圓形和弧形平面時(shí)。分散、均勻、對(duì)稱(chēng)、周邊布置的原則應(yīng)用在每個(gè)方向的剪力墻布置上。

①分散。地震力分散作用于剛度大致相等的多片剪力墻上，是剪力墻布置時(shí)應(yīng)加以考慮的。墻體內(nèi)力很大，截面設(shè)計(jì)困難是因?yàn)榈卣鹆凶饔玫揭粌善瑒偠群艽蟮募袅ι?，那么其余較弱剪力墻和框架在主要受力剪力墻破壞后就很難承受該剪力墻傳來(lái)的地震力，這時(shí)便會(huì)導(dǎo)致破壞。②對(duì)稱(chēng)。對(duì)稱(chēng)應(yīng)是剪力墻布置時(shí)應(yīng)盡量做到的，如果在平面上不容易做到對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，為使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與抗推剛度中心盡量相接近，可以通過(guò)調(diào)整剪力墻的厚度和長(zhǎng)度并縮小偏心距，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)在地震時(shí)可以得到減弱。③均勻。在建筑平面的各個(gè)區(qū)段應(yīng)比較均勻地布置同方向的各片剪力墻，在某一區(qū)段內(nèi)無(wú)集中現(xiàn)象，從而來(lái)防止因?yàn)檫^(guò)大的樓蓋水平變形的原因而引起的地震力在各個(gè)框架間的不均勻分配。④周邊。為獲得結(jié)構(gòu)抗力的最大水平力臂，剪力墻盡可能沿結(jié)構(gòu)平面的周邊布置，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力得以充分提高。⑤雙肢墻或多肢墻是在一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，同一方向的各片剪力墻設(shè)置的主要形式，而不應(yīng)是單肢墻，以避免不穩(wěn)定的側(cè)移機(jī)構(gòu)在同方向所有剪力墻同時(shí)在底部屈服而形成。剪力墻在每一獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元的縱向和橫向應(yīng)沿兩條以上，并且相距較遠(yuǎn)的軸線(xiàn)進(jìn)行設(shè)置，盡可能大的抗扭轉(zhuǎn)能力就會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生。

5 對(duì)于剪力墻設(shè)置合理性的檢驗(yàn)

合理設(shè)計(jì)時(shí)要求，水平位移應(yīng)滿(mǎn)足限值，這是必要的，而達(dá)到這一要求時(shí)，并不說(shuō)明它便是合理的結(jié)構(gòu)。想成為合理的結(jié)構(gòu)，周期、地震力大小等綜合條件還應(yīng)加以周全的考慮。

5.1 通過(guò)結(jié)構(gòu)自振周期的計(jì)算驗(yàn)證剪力墻的布置。折減的計(jì)算自振周期對(duì)于比較正常的設(shè)計(jì)不用考慮，對(duì)于框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，T1=(0.06-0.12)×n，二、三振型的周期為T(mén)2=(1/3-1/5)×T，T=(1/5-1/7)×T。

5.2 通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)的底部剪力來(lái)驗(yàn)證剪力墻的布置。各層位移可以根據(jù)已有的工程計(jì)算結(jié)果、截面尺寸、結(jié)構(gòu)布置都比較正常的結(jié)構(gòu)而連成側(cè)移曲線(xiàn)，此時(shí)的曲線(xiàn)應(yīng)具有反S形且接近于直線(xiàn)。位移曲線(xiàn)在剛度較均勻時(shí)是連續(xù)光滑的，沒(méi)有突然的凹凸變化和折點(diǎn)。通過(guò)以上可以驗(yàn)證剪力墻的數(shù)量和設(shè)置位置的合理性。

6 結(jié)語(yǔ)

我們可以根據(jù)上述的原則在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中做出比較合理的剪力墻布置，確定出布置方式及數(shù)量，并盡量滿(mǎn)足建筑平面布置等項(xiàng)的要求。

篇2

關(guān)鍵詞：壁式框架 抗震 計(jì)算方法

一、引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中受到廣泛的應(yīng)用，尤其是在高層住宅建筑中。當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，那么人們對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，具有通風(fēng)、采光性能表現(xiàn)良好、平面布置比較緊湊、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式得到廣泛的應(yīng)用。但是“5.12”汶川大地震后，很多專(zhuān)家到現(xiàn)場(chǎng)觀察研究后，發(fā)現(xiàn)7級(jí)以下設(shè)防全部倒塌，有的成粉碎性破壞，因此專(zhuān)家們提出了新型抗震節(jié)能建筑結(jié)構(gòu)—壁式框架空心剪力墻結(jié)構(gòu)體系。壁式框架空心剪力墻結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)自重輕、節(jié)約用材，并可以減少地震作用且發(fā)生的是彎曲破壞，避免了脆性破壞。

二、壁式框架剪力墻的定義

由于短肢剪力墻和壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系是近幾年才發(fā)展起來(lái)的，那么對(duì)其沒(méi)有明確的定義，在這里結(jié)合相關(guān)的一些資料對(duì)壁式框架的定義做簡(jiǎn)單的說(shuō)明。在剪力墻結(jié)構(gòu)中如果連梁的剛度強(qiáng)而墻肢的強(qiáng)度比較弱，則梁對(duì)墻肢的約束作用強(qiáng)，水平荷載作用下，墻肢在與連梁的連接處轉(zhuǎn)角很小，墻肢的變形表現(xiàn)為每層之間的雙曲率彎曲，各層墻肢都有反彎點(diǎn)，結(jié)構(gòu)的總體側(cè)移表現(xiàn)為剪切型。事實(shí)上，這種結(jié)構(gòu)的受力特性已接近框架，由于其梁與墻肢交接處的剛域較普通

框架大，故稱(chēng)之為壁式框架[1]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和理論分析也可用計(jì)算剪力墻的寬厚 比的大小來(lái)區(qū)分剪力墻的類(lèi)型，當(dāng)寬厚比大于8時(shí)為普通剪力墻，當(dāng)寬厚比在5～8之間時(shí)為短肢剪力墻，當(dāng)寬厚比在2～5時(shí)為壁式框架剪力墻。

三、壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)

汶川大地震后許多專(zhuān)家經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析提出了四種新型的抗震結(jié)構(gòu)體系：復(fù)合墻結(jié)構(gòu)體系、砼與鋼混結(jié)構(gòu)體系、約束砼結(jié)構(gòu)體系、壁式框架結(jié)構(gòu)體系。現(xiàn)在的多層、小高層住宅大多用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，但是這種結(jié)構(gòu)體系存在的問(wèn)題是結(jié)構(gòu)的剛度大從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的自重大，因此結(jié)構(gòu)受的地震相應(yīng)增大，部分墻體很容易發(fā)生脆性破壞，特別是外墻的窗間強(qiáng)，而壁式框架結(jié)構(gòu)體系可以減少地震作用，發(fā)生彎曲破壞，避免了脆性破壞。下面我們來(lái)看一下壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

(1)壁柱的剪跨比大于2，寬厚比為2～5。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料研究，壁式框架為彎曲破壞，是延性破壞。

(2)本身的剛度和自重小，相應(yīng)的地震作用減小。

(3)壁式框架受力明確可以做到梁鉸機(jī)構(gòu)，延性耗能較多，從而地震作用較小。

(4)在房間內(nèi)的角點(diǎn)也不露柱角，增大了房間的空間利用率。

(5)與異形柱結(jié)構(gòu)體系的比較，壁柱的滯回曲線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)的而異形柱有時(shí)不對(duì)稱(chēng)，說(shuō)明其受力性能良好。

壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有以上特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，因此更適合現(xiàn)在的小高層住宅樓，不但有利于抗震，而且又經(jīng)濟(jì)美觀。

四、壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算方法

在壁式框架結(jié)構(gòu)中因連梁的剛度比較大，因此可以把帶洞口的剪力墻簡(jiǎn)化為帶剛域框架計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行內(nèi)力及位移分析，目前主要有以下兩種計(jì)算方法：

(1)用桿件有限元矩陣位移法可考慮桿件的變曲變形、剪切變形、及軸向變形[2]。

(2)修正的D值法，沿用D值法不考慮柱軸向變形的基本假定，梁柱的剪切變形可以通過(guò)修正桿件剛度考慮進(jìn)去[2]。

現(xiàn)在最常用的就是修正的D值法，這是一種比較方便且簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，計(jì)算時(shí)不考慮柱的軸向變形，適合用于手算。而桿件有限元矩陣位移法計(jì)算時(shí)考慮桿件的剪切和軸向變形，用帶剛域桿件的單元?jiǎng)偠鹊目蚣艹绦蛴?jì)算，是一種常用、方便、又相對(duì)準(zhǔn)確的計(jì)算方法。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系是近幾年才在我國(guó)發(fā)展應(yīng)用，本文只是對(duì)其定義、特點(diǎn)和計(jì)算方法做了簡(jiǎn)單的介紹，那么對(duì)其計(jì)算模型、適用高度以及構(gòu)造措施還需要我們今后做出大量的研究來(lái)供其參考，從而使這種新型的體系在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)安全、適用、美觀、和經(jīng)濟(jì)之間有矛盾時(shí)我們應(yīng)該以安全為主，比如不宜降低抗震安全等級(jí)的情況下，并且要滿(mǎn)足室內(nèi)墻角不露柱角的情況下我們就可以采用壁式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，并能達(dá)到抗震的要求。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：框架剪力墻；合理配置；軸壓比；連梁

現(xiàn)代高層建筑正向著多功能、綜合用途的方向發(fā)展，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的受力結(jié)構(gòu)形式也較多，其豎向傳力體系是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。建筑的空間形態(tài)是由結(jié)構(gòu)傳力體系支撐的，傳力體系的剖面形式直接反映結(jié)構(gòu)豎直荷載傳遞的路徑，也關(guān)系到建筑物的使用功能。不同建筑結(jié)構(gòu)其傳力體系也是不一樣的，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮諸多細(xì)節(jié)以及采用正確的計(jì)算方法，使建筑物傳力體系清晰，并滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

1框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)

1.1合理配置

剪力墻的平面布置一般原則是均勻、分散、對(duì)稱(chēng)、周邊。分散原則是要求剪力墻片數(shù)不要太少,而且每片剪力墻剛度不要太大,連續(xù)尺寸不要太長(zhǎng),使抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量多一些,分散一些,每片剪力墻的彎曲剛度適中,在使用中不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別墻的局部破壞而影響整體的抗側(cè)力性能,也不會(huì)使個(gè)別墻的受力太集中,負(fù)擔(dān)過(guò)重而引起過(guò)早地被破壞,剛度過(guò)大的墻承擔(dān)的內(nèi)力也大,相應(yīng)的基礎(chǔ)處理難度增加,同時(shí)也考慮到剪力墻相距太遠(yuǎn),樓面剛度要求大,很難滿(mǎn)足要求,周邊的原則是考慮建筑物抵抗扭轉(zhuǎn)能力,便于保證剛度中心與平面中心相吻合;剪力墻布置在周邊對(duì)稱(chēng)位置,增加抵抗扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力臂,在不增加剪力墻面積的情況下,提高抗扭轉(zhuǎn)能力。

剪力墻布置的位置應(yīng)設(shè)在平面形狀變化處,平面形狀變化處;角隅、端角、凹角部位往往是應(yīng)力集中處,設(shè)置剪力墻給予加強(qiáng)是很有必要的,在高層建筑的樓梯間,電梯間,管道井處,樓面開(kāi)洞嚴(yán)重地削弱樓板剛度,對(duì)保證框架與剪力墻協(xié)同工作極為不利。因此,在工程設(shè)計(jì)中用鋼筋混凝土剪力墻來(lái)加強(qiáng)這些薄弱端部,如樓梯間,電梯井道處,豎向管道井等是十分有效的。

剪力墻的間距,對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋L/B=2―4為宜,對(duì)裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋L/B=1―2.5為宜,原則是建筑物愈高,抗震設(shè)防烈度愈高取值愈小。

1.2提高軸壓比

軸壓比主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，隨著軸壓比的增大，結(jié)構(gòu)的延性越來(lái)越差，對(duì)高層建筑抗震十分不利。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范均有相應(yīng)要求。本工程在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)，業(yè)主提出當(dāng)?shù)鼗炷翑嚢枵緹o(wú)法保證C40以上混凝土施工質(zhì)量，混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)為C40。根據(jù)規(guī)范，一級(jí)框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架柱軸壓比為0.75，若按框架柱軸壓比為0.75設(shè)計(jì)，框架柱的截面面積很大，影響建筑平面布局。故框架柱采取規(guī)范提出的構(gòu)造措施提高柱軸壓比限值至0.90設(shè)計(jì)。底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻厚度為350mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。但在其他的一些高層建筑結(jié)構(gòu)的底部幾層，由于混凝土強(qiáng)度等級(jí)低，為使剪力墻軸壓比不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值，會(huì)出現(xiàn)剪力墻厚度很大的不合理情況。

規(guī)范現(xiàn)僅按結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)和設(shè)防烈度給出了混凝土剪力墻的軸壓比限值，沒(méi)有考慮通過(guò)采取構(gòu)造措施提高其軸壓比限值。國(guó)內(nèi)人員研究表明，即使高寬比為1.0的低剪力墻，同樣可具有良好的延性性能。研究剪力墻約束邊緣構(gòu)件配箍率、位移延性比、剪力墻高寬比等因素對(duì)剪力墻軸壓比限值的影響，并給出滿(mǎn)足具體延性需求、對(duì)應(yīng)不同約束邊緣構(gòu)件配箍特征值的剪力墻軸壓比限值，供工程設(shè)計(jì)參考。

1.3框架剪力墻中連梁設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu),在強(qiáng)烈地震作用下能有效地通過(guò)反復(fù)的非彈性變形耗散地震能量,是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于與框架一剪力墻平行的框架梁,即縱向梁構(gòu)件采用帶非線(xiàn)性轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的線(xiàn)彈性彈簧梁?jiǎn)卧M。對(duì)于柱單元?jiǎng)t假定其只發(fā)生非彈性彎曲變性而不發(fā)生非彈性軸向變形。對(duì)于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的橫向梁兩端承受著不同的豎向位移,并且由于節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和兩節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)量的不同,橫向梁還承受扭轉(zhuǎn)。因此可采用豎向和轉(zhuǎn)動(dòng)彈性彈簧來(lái)模擬這種效應(yīng)。模型中指定相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于墻構(gòu)件中心軸上高度點(diǎn)處,認(rèn)為參數(shù)的合適值可基于沿層間高度預(yù)期的曲率分布選取

一般多豎向單元模型考慮了墻截面中性軸的移動(dòng),可預(yù)測(cè)墻的彎曲反應(yīng),是一種適合于多層鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性分析的擬三維模型。

2工程實(shí)例

2.1工程概況

某項(xiàng)目總建筑面積20041m2。其中，地上部分建筑面積18880m2，共16層，帶5層裙房和一層設(shè)備轉(zhuǎn)換層，建筑高度68.8m，地下部分建筑面積1161m2，共1層。結(jié)構(gòu)體系為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度7°，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震為第一組，II類(lèi)場(chǎng)地，設(shè)計(jì)特征周期為0.4s，風(fēng)荷載按100年一遇風(fēng)壓取值為0.45kN/m2，雪壓取值為0.35kN/m2。

2.2剪力墻平面布置

剪力墻的平面布置遵循均勻、分散、對(duì)稱(chēng)、周邊原則。每片剪力墻剛度不要太大，連續(xù)尺寸不要太長(zhǎng)，每一片墻肢的彎曲剛度適中，不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別墻肢的局部破壞而影響整體的抗側(cè)力性能。剛度愈大的墻肢吸收的荷載也愈大，所以考慮墻肢開(kāi)洞來(lái)減輕墻肢的剛度集中問(wèn)題。剪力墻布置在平面形狀變化處，如角隅、端角，因?yàn)榘纪菇遣课皇菓?yīng)力集中處，宜設(shè)置剪力墻加強(qiáng)。同時(shí)電梯間、樓梯間樓面開(kāi)洞嚴(yán)重地削弱樓板剛度，所以不能保證框架與剪力墻協(xié)同工作，需要設(shè)置剪力墻來(lái)加強(qiáng)。在樓梯及電梯間布置均勻、對(duì)稱(chēng)的剪力墻，同時(shí)為了保證結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)能力，使剛度中心與平面中心相吻合，在結(jié)構(gòu)周邊對(duì)稱(chēng)位置布置剪力墻，提高抗扭轉(zhuǎn)能力。但平面圖1中3軸與A軸處建筑平面布置不允許布置剪力墻，故在4軸與A軸處布置剪力墻。同時(shí)為防止墻肢剛度過(guò)大而吸收大量的地震力而破壞，在較長(zhǎng)的剪力墻中開(kāi)設(shè)洞口，將其分成長(zhǎng)度較為均勻的若干墻段，墻肢之間采用連梁連接，使每片剪力墻的彎曲剛度適中，不會(huì)出現(xiàn)個(gè)別墻的受力太集中而引起破壞。本設(shè)計(jì)中，主樓樓層面積Af為1050m2，剪力墻面積AW為18.50m2，框架柱面積AC為14m2，AW/Af=1.76%，(AC+AW)/Af=3.09%。

設(shè)計(jì)中對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制采取了一些措施:①由于主樓標(biāo)準(zhǔn)層凸出部分大于平面總寬度的30%，故將該凸出部位板厚加厚至150mm，并在計(jì)算時(shí)設(shè)為彈性樓板；②設(shè)備層層高低，其剛度雖大于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%，但剛度相對(duì)其相鄰層還是比較薄弱，故將設(shè)備層及其相鄰的上下層強(qiáng)制設(shè)為薄弱層，加強(qiáng)該處的豎向構(gòu)件；③采取措施使各樓層的剛心、質(zhì)心的偏心距控制在0.15以?xún)?nèi)，主樓與裙房屋面的質(zhì)心、剛心偏心距小于建筑相應(yīng)邊長(zhǎng)的20%；④在裙房的一側(cè)合理布置剪力墻；⑤對(duì)框架柱傾覆彎矩及樓層框架總剪力進(jìn)行調(diào)整，主樓的底部總剪力為裙房屋面的總剪力。模型經(jīng)過(guò)調(diào)整，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析判斷，確認(rèn)后作為工程設(shè)計(jì)依據(jù)。結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果如表1所示。

3結(jié)束語(yǔ)

篇4

1框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程概述

框剪力墻結(jié)構(gòu)體系主要是通過(guò)鋼筋混凝土墻板的方式建設(shè)墻體結(jié)構(gòu)，從而取代框架結(jié)構(gòu)體系，使建筑內(nèi)部的承受力得到進(jìn)一步的提高，進(jìn)而有效的控制結(jié)構(gòu)體系的發(fā)揮空間。鋼筋混凝土墻的水平力與垂直力的大小是受框架剪力墻剛度的直接影響，當(dāng)期剛度越高時(shí)，水平力與垂直力越大。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，框剪結(jié)構(gòu)的空間效果較好，不會(huì)使橫梁等其他鋒利的邊緣暴露在外面，一般多用于室內(nèi)裝飾中，進(jìn)而達(dá)到人們對(duì)居住環(huán)境的要求。因此，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)階段高層建筑工程中應(yīng)用非常廣泛的一種結(jié)構(gòu)。

2建筑施工技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1模板工程施工技術(shù)。2.1.1混凝土模板施工。在模板工程實(shí)際施工的過(guò)程中，混凝土模板施工占據(jù)十分中的位置，是確?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)建筑施工質(zhì)量的主要條件之一。但由于混凝土模板施工以外觀及結(jié)構(gòu)質(zhì)量為主要的標(biāo)準(zhǔn)，因此，要滿(mǎn)足混凝土模板施工的要求，需要優(yōu)化其施工過(guò)程中的細(xì)部節(jié)點(diǎn)，并結(jié)合框架剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及模板工程施工的實(shí)際狀況，采用科學(xué)合理的方法，選擇符合其工程項(xiàng)目建設(shè)要求的板、墻、梁、柱模板，為其施工的質(zhì)量創(chuàng)造一個(gè)有利的條件。通常情況下，混凝土模板施工過(guò)程中，選用的模板厚度一般是18mm，且多為新多層膠合模板。在進(jìn)行混凝土模板實(shí)際施工時(shí)，根據(jù)該工程項(xiàng)目層高的分布狀況，歸納其分布的特點(diǎn)，采用層高分別的方式，完成模板組拼裝的相關(guān)工作。施工期間還需要主要的技術(shù)要點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。①內(nèi)外側(cè)模板的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)這種模板時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要控制好內(nèi)側(cè)模板的長(zhǎng)度，盡量不要使內(nèi)側(cè)模板的長(zhǎng)度數(shù)值高于外側(cè)模板的總長(zhǎng)度，一般長(zhǎng)度的控制在300mm以?xún)?nèi)。為了提高配板的準(zhǔn)確性，在開(kāi)展支模的相關(guān)工作過(guò)程中，可以將已完成澆筑的墻體作為內(nèi)外側(cè)模板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，盡量縮小外側(cè)模板與墻體之間的距離。另外，為了保證墻體的完整性，可以在模板與墻體的接觸空間內(nèi)放進(jìn)足夠的海綿。②內(nèi)側(cè)模板的固定。固定內(nèi)側(cè)模板是確保墻體與模板安全性的重要條件，可以將內(nèi)側(cè)模板與短鋼筋頭進(jìn)行連接，對(duì)其固定的位置進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而達(dá)到提高內(nèi)側(cè)模板穩(wěn)定性的目的。③保證墻模和樓板的緊密型。假如墻模與樓板之間的緊密度不高，存在明顯的縫隙，其裂縫的距離越寬，對(duì)模板工程質(zhì)量的影響越大。因此，要縮小墻模與樓板之間的距離，可以在兩者之間的縫隙處加入水泥及砂漿，采用縫填的方式，提高墻模與樓板之間的緊密度。④墻模吊裝。墻模吊裝對(duì)于模板的穩(wěn)定性和精確性都有著較高的要求，因此在進(jìn)行吊裝時(shí)應(yīng)保障光線(xiàn)充足，以免鋼筋與墻模的接觸和碰撞，避免吊裝位置偏離。圖1為框架剪力墻結(jié)構(gòu)混凝土模板施工示意圖。2.1.2高支模板支撐架體系施工一般情況下，高支模板支撐架體系主要應(yīng)用于高度在5m以上的框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程施工過(guò)程中，其主要的目的是確保框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程的穩(wěn)定性及安全性，使工程施工安全進(jìn)行中不可缺失的一種支撐架體系[2]。高支模板支撐架體系施工主要采用相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序，以高支頂板支護(hù)系統(tǒng)作為模擬分析的參照物。高支模板支撐架體系施工通過(guò)碗架相扣的形式進(jìn)行支撐與連接，立桿與水平剪刀撐連接的規(guī)律是以每隔4行為主要的依據(jù)。在完成相關(guān)的連接工作后，在沿支架的周?chē)坎捎眉舻稉芜M(jìn)行加固，進(jìn)一步的提高沿支架的鬧固性。通常情況下，在制定高支模板支撐架體系施工方案前，先需要獲得技術(shù)主管的允許，在完成相關(guān)的設(shè)計(jì)施工方案后，由工程項(xiàng)目的總監(jiān)對(duì)其施工的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督及管理。2.2鋼筋工程的施工技術(shù)。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程過(guò)程中，鋼筋工程項(xiàng)目的施工占據(jù)十分重要的位置，對(duì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程的施工質(zhì)量具有關(guān)鍵性的作用。鋼筋工程在實(shí)際施工的過(guò)程中，需要根據(jù)框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程施工的情況及要求，選用合理的施工設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格把控施工流程，目前鋼筋工程施工技術(shù)要點(diǎn)主要可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探析。①對(duì)箍筋框的固定工作。在鋼筋工程實(shí)際施工期間，可以將實(shí)體放樣作為鋼筋建設(shè)模型的參照物，根據(jù)鋼筋模型確定框架的位置[3]。另外，相關(guān)的工作人員還可以通過(guò)平衡對(duì)等的方式，對(duì)鋼筋的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，進(jìn)而有效的避免鋼筋工程項(xiàng)目在施工階段出現(xiàn)框架位移的情況。②定位鋼筋梁柱節(jié)點(diǎn)。在樓層高度高于5m的框架剪力墻建筑中，鋼筋具有提高其穩(wěn)定性的作用。但由于節(jié)點(diǎn)處的鋼筋比較復(fù)雜，導(dǎo)致該工程施工期間產(chǎn)生了非常多的密集梁柱節(jié)點(diǎn)，所以，要保證該工程施工過(guò)程中各節(jié)點(diǎn)鋼筋的穩(wěn)定性，在準(zhǔn)備施工前，相關(guān)的工作人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋分布的實(shí)際狀況及特征進(jìn)行繪圖，制圖的比例為1∶1。工程施工技術(shù)的管理人員在梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋施工過(guò)程中給予施工人員指導(dǎo)性的意見(jiàn)。③實(shí)行樣板引路。在鋼筋施工的實(shí)際過(guò)程中，為了進(jìn)一步提高鋼筋的穩(wěn)定性及施工質(zhì)量，相關(guān)的施工人員必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋實(shí)體樣板來(lái)完成相應(yīng)的施工內(nèi)容，同時(shí)施工人員還要根據(jù)施工的具體流程進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)而提高鋼筋工程項(xiàng)目施工的效率，為其施工的質(zhì)量奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。2.3防水工程施工技術(shù)要點(diǎn)。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)防水施工過(guò)程中，主要的施工技術(shù)要點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。①基層清理，主要是對(duì)建筑工程中基礎(chǔ)建設(shè)物進(jìn)行清理，確?；A(chǔ)建筑的干凈。在基層清理的過(guò)程中，為了確保切口圓滑，需要在框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑工程施工過(guò)程中切掉鋼筋地錨，其切面的面積不能超過(guò)頂板。②根據(jù)1∶2的比例將水泥與砂漿攪拌在一起，并將其混合物涂刷在基層上，厚度盡量控制在2mm~3mm以?xún)?nèi)，避免涂刷過(guò)程中出現(xiàn)漏刷的現(xiàn)象。③附加層處理。在管道根部及陰陽(yáng)角的位置設(shè)置1個(gè)附加層，提高壓實(shí)度，使其更加穩(wěn)固。④滾壓處置。為了確保卷材粘結(jié)的緊實(shí)度，可以在卷材的外部，通過(guò)外包橡皮的方式，用鐵棍在其外部進(jìn)行滾壓，一般滾壓的次數(shù)不超出2遍。⑤保護(hù)層施工。在完成相關(guān)的防水層施工內(nèi)容后，可以按照防水工程施工的標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的保護(hù)層措施，用的混凝土必須是50厚細(xì)石。如圖2所示，防水工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，基礎(chǔ)底板防水構(gòu)造環(huán)境。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在高層建筑工程中占據(jù)十分重要的位置，對(duì)高層建筑工程的施工質(zhì)量具有關(guān)鍵性的工作，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。因此在高層建筑工程施工的過(guò)程中，相關(guān)的工作人員必須明確框架剪力墻結(jié)構(gòu)的作用及重要性，合理的應(yīng)用其技術(shù)，使工程安全施工得到有效的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]劉七二.建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].低碳世界.2017(17)

[2]林勝.框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)研究[J].住宅與房地產(chǎn).2017(15)

篇5

關(guān)鍵字：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；剪力墻數(shù)量；抗震研究

Abstract: Aseismic design is always the object for researching. At the same time the new concepts and methodologies is not enough. This article is analyzing the affect of the number of shear wall and spatial position for earthquake resistant behavior.

Key words: frame-wall structures; numbers of walls；anti-seismic research

中圖分類(lèi)號(hào)： TU323.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0 引言

城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑由其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而越來(lái)越成為建筑的首選形式。在高層建筑中要考慮風(fēng)荷載和地震等水平載荷所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)受力，需要控制側(cè)向位移以提高建筑的耐性。高層建筑物在以框架結(jié)構(gòu)為主設(shè)計(jì)中，雖然具有空間分割的靈活性，但考慮的水平力作用是以剪切為主,導(dǎo)致需要的層間位移較大。若以剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)，不需要水平方向上很大的剪切力，但對(duì)于剪力墻的間距要求比較高，所以具有一定的局限性。在我國(guó)大多數(shù)采用的是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)高層建筑，這樣可以綜合兩者的長(zhǎng)處，具有一定的抗震性能。

這種框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中抗測(cè)力的部分是剪力墻，能提高側(cè)向剛度；抗縱向載荷部分主要的是框架結(jié)構(gòu)，能使使用空間提高。在抵抗水平力的同時(shí)，兩者通過(guò)樓板來(lái)協(xié)調(diào)變形。各層之間的變形可以由此變得均勻。因此提高了各方面的抗載荷的能力，在地震中可以減少對(duì)墻體的損壞。

1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件非線(xiàn)性地震反應(yīng)分析的模型與原理

結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型的建立的準(zhǔn)確與否關(guān)系到能否準(zhǔn)確地分析非線(xiàn)性反應(yīng)分析。建立合理的力學(xué)模型是正確分析建筑物受力的前提，根據(jù)模型可以對(duì)建筑的變形、受力情況有個(gè)整體了解。

本文用于分析的是混凝土本構(gòu)模型，這種結(jié)構(gòu)模型具有一定的特點(diǎn)?；炷劣袀€(gè)開(kāi)裂壓力，在受力大于這個(gè)開(kāi)裂壓力的情況下就會(huì)開(kāi)裂。極限應(yīng)變可以導(dǎo)致混凝土直接不工作，

2 基于性能的剪力墻數(shù)量的合理確定

要達(dá)到抵抗偶然性的地震，就需要預(yù)計(jì)強(qiáng)烈地震，要保證在此地震下建筑物不受?chē)?yán)重的損壞。在地震時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的受力情況已經(jīng)超出了正常的情況。可以對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的記錄進(jìn)行分析，可以很好的描述了地震時(shí)建筑物的受力情況。

作為一種很常用的高層建筑物種的結(jié)構(gòu)體系，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在地震中可以很好地抵抗水平方向的載荷。在強(qiáng)烈的地震中建筑的抗側(cè)力的首要結(jié)構(gòu)式剪力墻，被地震破壞后，框架結(jié)構(gòu)就代替剪力墻進(jìn)行抵擋地震沖擊。所以在抗震的建筑物的建設(shè)過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)的是能保持良好的變形能力，以便在各種地震的遭受破壞的程度要相對(duì)的小。

框架結(jié)構(gòu)能決定建筑物在強(qiáng)震中能否保持不發(fā)生倒塌，延時(shí)性是框架結(jié)構(gòu)的特性。框架樓層能夠承受最大的延時(shí)性是設(shè)計(jì)建筑時(shí)首要考慮的因素，通過(guò)對(duì)于不同地震波帶來(lái)的作用進(jìn)行分析得出框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻的合理數(shù)量的設(shè)計(jì)。

基于性能的設(shè)計(jì)思想是在上世紀(jì)末的時(shí)候一位美國(guó)科學(xué)家提出來(lái)的，就是在保證性能水平的前途下能夠達(dá)到在發(fā)生地震的情況下能夠保證應(yīng)有的抗震水平。

需要指出，基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有其特點(diǎn)，但它與現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)不是截然沒(méi)有聯(lián)系的，而是一種延續(xù)和發(fā)展，從某種意義上，現(xiàn)行規(guī)范的“小震不壞，中震可修，大震不倒”就是一種性能要求，只是說(shuō)怎樣的破壞才算可修，中震允許產(chǎn)生多大的破壞，這些破壞對(duì)結(jié)構(gòu)物或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的設(shè)備、裝修有什么影響⋯⋯這些內(nèi)容并沒(méi)有具體的得到量化。從這個(gè)角度來(lái)看，現(xiàn)行規(guī)范注意了在大震下保障生命安全，但是對(duì)如何避免地震破壞造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失是沒(méi)有足夠的注意。近年來(lái)的幾次大地震盡管人員傷亡不是很大，但經(jīng)濟(jì)損失往往是巨大的，這一事實(shí)是基于性能的抗震設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。那么在我國(guó)的高烈度區(qū)的重要建筑物，就很有必要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)定雙重目標(biāo)性能，即第一類(lèi)目標(biāo)性能和第二類(lèi)目標(biāo)性能。目前廣泛采用的建筑結(jié)構(gòu)常規(guī)設(shè)計(jì)方法實(shí)際上是基于規(guī)范準(zhǔn)則，而不是基于性能準(zhǔn)則，即目前的常規(guī)設(shè)計(jì)是完全按照規(guī)范的要求進(jìn)行的，而沒(méi)有明確建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能水平。

設(shè)計(jì)人員對(duì)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般步驟為：首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和建筑師協(xié)商確定剪力墻的大致數(shù)量和位置，再進(jìn)行相應(yīng)烈度下的振型分解反應(yīng)譜計(jì)算，驗(yàn)證各項(xiàng)指標(biāo)（變形、剪總比等）是否滿(mǎn)足規(guī)范要求，在局部調(diào)整之后敲定總體結(jié)構(gòu)布置方案，進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)階段。如果建筑物滿(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）中第5.5.2 條還需再補(bǔ)充驗(yàn)算彈塑性變形。從上述步驟可以看出，除非屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或處于高烈度區(qū)的建筑，一般設(shè)計(jì)人員是不會(huì)補(bǔ)充彈塑性分析的，同時(shí)遵循規(guī)范設(shè)計(jì)后也無(wú)法明確設(shè)計(jì)項(xiàng)目在大震作用下具體的延性指標(biāo)。

3 剪力墻平面布置與框架—剪力墻結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的關(guān)系研究

在框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻平面的優(yōu)化布置是一項(xiàng)十分重要的工作，已經(jīng)確定剪力墻數(shù)量的前提下，不同的剪力墻平面布置方式會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不同的動(dòng)力特性，從而將決定建筑物整體抗震性能的優(yōu)劣。剪力墻平面布置的一般原則是“均勻、分散、對(duì)稱(chēng)、周邊”?！熬鶆颉⒎稚ⅰ笔且蠹袅Φ钠瑪?shù)多，每片的剛度不要太大；不要只設(shè)置一兩片剛度很大、連續(xù)很長(zhǎng)的剪力墻，因?yàn)槠瑪?shù)太少，地震中萬(wàn)一個(gè)別剪力墻破壞后，剩下的一兩片墻難以承受全部地震作用，截面設(shè)計(jì)也很困難（特別是連梁）。對(duì)應(yīng)地基礎(chǔ)承受過(guò)大的剪力和傾覆彎矩，尤為難以處理。所以在方案階段宜考慮布置多片短的剪力墻，在樓層平面上均勻散開(kāi)，不要集中在某一區(qū)域?！皩?duì)稱(chēng)、周邊”是對(duì)高層建筑抵抗扭轉(zhuǎn)的要求，剪力墻的剛度大，它的位置對(duì)樓層平面剛度的分布起決定性的作用。剪力墻對(duì)稱(chēng)布置就能基本上保證了建筑物的對(duì)稱(chēng)性，避免和減少建筑物受到的扭矩；另一方面，剪力墻沿建筑平面的周邊布置可以最大限度地加大抗扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力臂，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗扭能力。

4. 剪力墻的高度對(duì)框架—剪力墻結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性反應(yīng)影響的分析

在框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到這種情況，在結(jié)構(gòu)上部由于電梯數(shù)量減少或建筑師要求布置成開(kāi)敞式的大空間等原因，要減少剪力墻、芯筒的尺寸，甚至完全取消。此時(shí)這種剪力墻不到頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)布置方案就應(yīng)運(yùn)而生。目前國(guó)內(nèi)工程界并不主張這樣做，原因是這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的內(nèi)力變得復(fù)雜化；而國(guó)際上卻認(rèn)為，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度可以沿高度發(fā)生突變，如果是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻甚至可以斷層，而且認(rèn)為轉(zhuǎn)換層的截面設(shè)計(jì)只與該層分配到的絕對(duì)地

震作用效應(yīng)有關(guān)，不必對(duì)它進(jìn)行特殊加固。

評(píng)估剪力墻的不同高度對(duì)結(jié)構(gòu)損傷性能的影響，可采用以下兩種分析方法：（1）動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析。輸入多條不同的地震波，將地震動(dòng)的峰值加速度按不同抗震設(shè)防水準(zhǔn)的要求進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)?shù)卣鸩ㄗ饔媒Y(jié)束之后，利用損傷計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。（2）靜力彈塑性分析。在結(jié)構(gòu)上施加逐步增加的水平荷載，記錄每一步結(jié)構(gòu)的基底剪力、位移、剛度和等效自振周期等物理量的變化情況，當(dāng)結(jié)構(gòu)的頂層位移達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的數(shù)值時(shí)，利用損傷計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。

采用上述第一種方法進(jìn)行分析時(shí)，地震波的選取對(duì)最后結(jié)果的影響是比較大的，且計(jì)算的工作量很大，所以我們采用第二種方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在不同目標(biāo)位移下的損傷指數(shù)。結(jié)構(gòu)的自振周期和結(jié)構(gòu)剛度之間是成比例關(guān)系的。

5.剪力墻和框架結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作原理及設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

為了對(duì)框架．剪力墻結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性初步了解以及為后邊計(jì)算阻尼提供參數(shù)，首先對(duì)初始計(jì)算模型進(jìn)行了模態(tài)分析?？紤]到結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的影響因素，并針對(duì)不同影響因素所建立的計(jì)算模型進(jìn)行模態(tài)分析。由初始計(jì)算模型的模態(tài)計(jì)算結(jié)果分析可知，本文所設(shè)計(jì)的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置對(duì)稱(chēng)、規(guī)則合理；立面上質(zhì)量、剛度分布較均勻，結(jié)構(gòu)抗扭能力滿(mǎn)足要求，具有良好的整體性能，適合于計(jì)算研究；結(jié)構(gòu)前面幾個(gè)低階振型的運(yùn)動(dòng)在總運(yùn)動(dòng)中占主導(dǎo)地位。

參考文獻(xiàn)：

篇6

關(guān)鍵詞：框架剪力墻 高層 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Abstract: Based on the frame shear wall concept, and its mechanical characteristics and nonlinear responses are analyzed, which further illustrates the matters needing attention in design of frame shear wall, seismic performance improved in order to ensure the stability and security.

Keywords: Design of frame and shear wall high-rise structure

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指用配有鋼筋增強(qiáng)的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅(jiān)固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成本低等優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用。

一、受力特性分析和影響因素：

1.1 框－剪結(jié)構(gòu)體系的工程應(yīng)用表明，框－剪結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合。剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線(xiàn)具有懸臂彎曲梁的特征，位移越往上增大越快，成外彎形開(kāi)口曲線(xiàn)。而在框－剪結(jié)構(gòu)中，框架和剪力墻之間通過(guò)平面內(nèi)剛度無(wú)限大的樓蓋連接在一起共同抵抗水平力，結(jié)構(gòu)水平位移特征處于框架和剪力墻之間，為反S型曲線(xiàn)，是彎剪型。因此，在框剪結(jié)構(gòu)中，剪力墻在下部樓層變形小，承擔(dān)了近80%以上的水平剪力，而在上部樓層，框架變形小，可以協(xié)助剪力墻工作，抵擋剪力墻的外拉變形，從而承受很大的水平剪力。所以，框剪結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)水平變形的有機(jī)協(xié)調(diào)，從而達(dá)到減少結(jié)構(gòu)變形，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，提高結(jié)構(gòu)抗震能力的目的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有很強(qiáng)的適用性?？颍艚Y(jié)構(gòu)中框架、剪力墻的受力特性可以用結(jié)構(gòu)剛度特性值λ，即框架剛度與剪力墻剛度的比值來(lái)表達(dá)。若忽略連梁約束和軸向變形的影響，有：

式中: H 為建筑總高度；Cf為框架平均總剛度；EwIw 剪力墻折算總抗側(cè)剛度。

1.2 影響因素的探討：

框－剪結(jié)構(gòu)中,剪力墻的布置和用量是由框架、剪力墻的受力特性并結(jié)合建筑物的功能、布置來(lái)決定的。因此，影響剪力墻用量的因素應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面加以考慮。

（1）剪力墻的用量與框一剪結(jié)構(gòu)的平面布置有關(guān)。剪力墻是框－剪結(jié)構(gòu)中主要抗側(cè)力構(gòu)件，一般按照“均勻、對(duì)稱(chēng)、分散、周邊”的原則布置。

（2）剪力墻的用量與結(jié)構(gòu)自振周期密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)自振周期隨剪力墻剛度增大而變短，對(duì)于比較正常的框－剪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自振周期大致為：

T1=(0.08 ~ 0.12)n ；T2≈(1/ 3 ~ 1/ 5) T1； T3≈(1/ 5 ~ 1/ 7) T1

式中: T1，T2，T3 分別為結(jié)構(gòu)第1、2、3自振周期; n 為建筑物總層數(shù)。

（3）剪力墻用量與結(jié)構(gòu)地震力大小直接相關(guān)。結(jié)構(gòu)總水平地震作用隨剪力墻剛度的增大而加大，對(duì)于截面尺寸、結(jié)構(gòu)布置都比較正常的結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)底部剪力小于上述數(shù)值時(shí)，宜適當(dāng)增加剪力墻用量，提高結(jié)構(gòu)剛度，適當(dāng)增大地震力以保證安全；反之，地震力過(guò)大，宜適當(dāng)減少剪力墻用量，以求得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

二、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性反應(yīng)分析

鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)烈地震作用下能有效地通過(guò)反復(fù)的非彈性變形耗散地震能量，是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)體系。然而目前的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范尚有其不足之處，許多按規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)房屋，仍然遭到不同程度的甚至是達(dá)到失效的嚴(yán)重非結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)破壞。因此鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性分析受到了重視，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的相關(guān)研究。

2.1 分析模型

多豎向桿單元模型是一種進(jìn)來(lái)國(guó)內(nèi)外研究較多的非線(xiàn)性分析模型，它將墻的軸向變形、彎曲變形用多垂直桿模擬，剪切變形用一個(gè)剪切彈簧模擬。

圖-多豎線(xiàn)單元分析模型

如圖所示的多豎向桿單元分析模型，根據(jù)墻橫截面的應(yīng)力分布狀態(tài)，取五根豎向桿，兩側(cè)向豎向桿單元代表兩邊界柱的軸向剛度，內(nèi)部豎向桿單元代表中間墻板的軸向剛度。墻單元的彎曲剛度由所有豎向桿整體給出。墻體的剪切剛度由圖中的水平彈簧提供。五根豎向桿中的中間豎向桿為剪切拉壓桿，左右兩邊桿為屈服拉壓桿，左右中間桿為開(kāi)裂桿，但它們也可能全是彈性桿，也可能只有左右兩邊桿為開(kāi)裂桿，這取決于荷載作用情況。對(duì)于與框架一剪力墻平行的框架梁，即縱向梁構(gòu)件采用帶非線(xiàn)性轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的線(xiàn)彈性彈簧梁?jiǎn)卧M。對(duì)于柱單元?jiǎng)t假定其只發(fā)生非彈性彎曲變性而不發(fā)生非彈性軸向變形。對(duì)于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的橫向梁兩端承受著不同的豎向位移，并且由于節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和兩節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)量的不同，橫向梁還承受扭轉(zhuǎn)。因此可采用豎向和轉(zhuǎn)動(dòng)彈性彈簧來(lái)模擬這種效應(yīng)。模型中指定相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中心位于墻構(gòu)件中心軸上高度ch 點(diǎn)處, 認(rèn)為參數(shù)c 的合適值可基于沿層間高度預(yù)期的曲率分布選取, 計(jì)算中一般取c=0.4。

試驗(yàn)分析表明，多豎向單元模型考慮了墻截面中性軸的移動(dòng)，可預(yù)測(cè)墻的彎曲反應(yīng)，是一種適合于多層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性分析的擬三維模型。

2.2 基于自平衡力的動(dòng)力分析方法

基于自平衡力的動(dòng)力分析理論的基本思想是：當(dāng)某一時(shí)刻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一個(gè)或幾個(gè)臨界界面達(dá)到塑性彎曲承載力時(shí)，便認(rèn)為達(dá)到了彈性極限而形成了塑性鉸。塑性鉸的形成改變了整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，將塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)作為外荷載加到原結(jié)構(gòu)上，計(jì)算塑性鉸處抵抗塑性轉(zhuǎn)動(dòng)（引起的應(yīng)力重分布）的自平衡應(yīng)力分布。通過(guò)這樣的處理，使結(jié)構(gòu)恢復(fù)到塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)前的狀態(tài)，避免修正結(jié)構(gòu)剛度矩陣和對(duì)剛度矩陣求逆，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算。

2.3 基于自平衡力的框架剪力墻擬三維非線(xiàn)性地展反應(yīng)分析通過(guò)將基于自平衡力的框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性地震反應(yīng)分析程序結(jié)合起來(lái)，得到框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的二維非線(xiàn)性地震反應(yīng)分析程序，然后在二維分析模型上加上橫向梁的空間約束作用，便可以得到基于自平衡力的框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的擬三維非線(xiàn)性地震反應(yīng)分析。這種分析方法有效、可靠，能以簡(jiǎn)單的方式考慮鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性地震反應(yīng)的重要空間結(jié)構(gòu)。

三、框架剪力墻構(gòu)造的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

1、部分框架支的設(shè)計(jì)。對(duì)于抗震墻結(jié)構(gòu)和部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)，若內(nèi)縱墻很長(zhǎng)，且連梁的跨高比小、剛度大，則墻的整體性好，在水平地震作用下，墻的剪切變形較大，墻肢的破壞高度可能超過(guò)底部加強(qiáng)部位的高度，因此將長(zhǎng)墻分成墻段，使墻的高寬比大于2，墻段由墻肢和連梁組成。其目的是設(shè)置剛度和承載力較小的連梁（跨高比不小6的連梁），這樣防止在地震作用下，先破壞連梁，使墻段成為抗側(cè)力單元，且墻段以彎曲變形為主。

2、抗震端的設(shè)計(jì)?？拐鸲撕筒糠挚蛑Y(jié)構(gòu)的墻肢截面長(zhǎng)度沿高度不宜有太大出入和變化，一、二級(jí)抗震墻的底部加強(qiáng)區(qū)以及墻體洞口較大時(shí)，最好不要有錯(cuò)洞布置的剪力墻。

3、框支層的設(shè)計(jì)。部分框支的抗震墻結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)有可能將變形集中在框支層上，這樣就應(yīng)該首先加固框支層，使其牢固。一般地規(guī)范規(guī)定是，框支層的側(cè)向剛度不應(yīng)小于上一層非框支層的側(cè)向剛度的50%?？蛑Φ乃降卣鸺袅χ饕陕涞丶袅Τ袚?dān),所以要保證樓板有足夠大的平面內(nèi)剛度傳遞水平力。落地墻最大水平間距不宜大于24m。

4、墻的豎向鋼筋的設(shè)計(jì)。在框架剪力墻中，特別是高層的工程設(shè)計(jì)里面，豎向鋼筋主要起到抗彎作用。高層建筑與底層不同，在目前一些多層低高層剪力墻中電算記過(guò)多為構(gòu)造配筋，但配筋時(shí)所取的配筋率有的人往往扣除了約束邊緣構(gòu)件或構(gòu)造邊緣構(gòu)件中的鋼筋，但是高層建筑中的剪力墻設(shè)計(jì)不能這么做，這一點(diǎn)必須注意。

四、改善框剪結(jié)構(gòu)的抗震性能

4.1 設(shè)置多道防線(xiàn)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來(lái)協(xié)同工作。在發(fā)生地震時(shí)，建筑物自身內(nèi)部、外部贅余桿件吸收和消耗大量的地震能量，減輕地震災(zāi)害。對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)是延性框架和抗震墻兩個(gè)系統(tǒng)組成，具有兩道防線(xiàn)，一道是墻體，一道是框架。

4.2 加強(qiáng)框架的抗震性能

（1）加強(qiáng)框架的角柱。角柱是連接縱橫框架的樞紐，要增加框架的空間整體性，就要加強(qiáng)角柱的抗剪性能。

（2）沿周圈框架平面按K 形支撐和X 形支撐布置一定數(shù)量的鋼筋混凝土抗剪墻板或配筋砌塊抗剪墻板，能有效克服框架的剪力滯后現(xiàn)象，顯著提高框架的整體性和抗側(cè)剛度，減少結(jié)構(gòu)的整體側(cè)移，特別有利于減少層間側(cè)移。但這種結(jié)構(gòu)的延性較差，因此，可以在墻板上開(kāi)十字形結(jié)構(gòu)豎縫，使之出現(xiàn)薄弱部位，形成延性耗能墻板。

（3）設(shè)置偏交斜撐等贅余桿件，用彎曲耗能代替周邊耗能。

4.3 加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的抗震性能

（1）實(shí)行機(jī)構(gòu)控制，實(shí)現(xiàn)總體屈服機(jī)制。在結(jié)構(gòu)的特定位置設(shè)置一定數(shù)量的人工塑性鉸，對(duì)塑性鉸發(fā)生的區(qū)域，順序及塑性程度進(jìn)行控制，使得結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下能形成最佳耗能機(jī)構(gòu)。在水平作用下，使水平構(gòu)件先于豎向構(gòu)件屈服，最后豎向構(gòu)件底部屈服。

（2）使結(jié)構(gòu)的剛度和承載力相匹配。

（3）使結(jié)構(gòu)的剛度和延性相匹配。

4.4 考慮填充墻變化的抗震包絡(luò)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，框剪結(jié)構(gòu)的填充墻數(shù)量在一定程度上是一個(gè)不確定的量，帶填充墻框剪結(jié)構(gòu)在不同層的數(shù)量變化而產(chǎn)生一定的變化。所以地震作用產(chǎn)生的層剪力本應(yīng)首先在框架與填充墻之間分配，但考慮到允許填充墻的位置在一定范圍內(nèi)變化，可以偏于安全地由框架及剪力墻承擔(dān)承擔(dān)全部地震剪力，按此方法計(jì)算設(shè)計(jì)的框剪結(jié)構(gòu)可在總體上包絡(luò)住由于填充墻數(shù)量和位置的變化二產(chǎn)生的地震內(nèi)力的變化。

4.5 裙房偏置的高層結(jié)構(gòu)地震扭轉(zhuǎn)控制主群偏置且相連的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算符合剛性樓蓋假定時(shí)可參照下列建議進(jìn)行扭轉(zhuǎn)計(jì)算和抗扭控制。

（1）宜采取小震計(jì)算控制和大中震抗震措施并重的原則，尤其不可忽視大中震時(shí)的抗扭構(gòu)造措施。

（2）當(dāng)扭轉(zhuǎn)位移比≥1.35 時(shí)，雙向地震作用明顯，應(yīng)進(jìn)行雙向地震作用計(jì)算。③宜在結(jié)構(gòu)平面上大致劃分出受扭敏感區(qū)和質(zhì)心區(qū)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的抗扭計(jì)算控制。

（3）受扭敏感區(qū)內(nèi)的豎向構(gòu)件在大中震下的扭矩不可忽視，且處于有扭矩作用的復(fù)雜受力狀態(tài)。其抗扭構(gòu)造除滿(mǎn)足規(guī)范要求外，宜按強(qiáng)扭弱彎采取適當(dāng)增加抗扭構(gòu)造的措施。

4.6 剪力墻底部加強(qiáng)部位最小厚度的適當(dāng)取值①剪力墻墻厚按層高確定，還受到軸壓比限制。②對(duì)一字形墻體穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)，在沒(méi)有加厚墻體可能性的前提下，可采用一定的構(gòu)造措施，以滿(mǎn)足穩(wěn)定性的要求。

4.7 地震作用方向的合理運(yùn)用

（1）引入水平力與整體坐標(biāo)夾角的目的，是為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，驗(yàn)算在不同方向下結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，使結(jié)構(gòu)趨于安全。

（2）沿著水平力的不同方向，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出不同的剛度性質(zhì)，這就意味著相同的地震力沿著不同的方向作用于結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)反應(yīng)的劇烈程度也會(huì)不同，所以存在一個(gè)最不利地震作用方向（即結(jié)構(gòu)平面的主軸），使得結(jié)構(gòu)沿該方向的地震反應(yīng)最為劇烈。

（3）對(duì)于包含斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，不管地震作用沿哪個(gè)方向，都無(wú)法同時(shí)保證所有的構(gòu)件處于最大的內(nèi)力狀態(tài)，所以抗震規(guī)范中規(guī)定，包含有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15 度時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。

（4）對(duì)于包含斜交構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，每個(gè)構(gòu)件的最大風(fēng)荷載作用也是有所不同的，要保證所有構(gòu)件計(jì)算的風(fēng)荷載都按最大風(fēng)荷載作用方向，只能通過(guò)修改水平力與整體坐標(biāo)的夾角，在不同角度下計(jì)算，盡量顧及到每個(gè)構(gòu)件能取到最大迎風(fēng)面積，整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以基于多次計(jì)算的結(jié)果，每個(gè)構(gòu)件取最大值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫雪蘭，淺談高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]，山西建筑，2010，36(24)：58—59．

篇7

框架剪力墻結(jié)構(gòu)；受力特點(diǎn) 抗震性能 影響因素

前言

框架剪力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱(chēng)框剪結(jié)構(gòu)，它主要是在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)一定的剪力墻?？蚣艚Y(jié)構(gòu)既能滿(mǎn)足使用者對(duì)使用空間的要求，又能滿(mǎn)足建筑物對(duì)側(cè)向剛度的要求；充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，使建筑物的安全性能以及抗震水平得到極大的提高，通過(guò)對(duì)發(fā)生的多次地震的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能高于框架結(jié)構(gòu)或者是剪力墻結(jié)構(gòu)。研究框架剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，找出對(duì)其抗震性產(chǎn)生影響的因素。確定最佳的參數(shù)，增強(qiáng)框架剪力結(jié)構(gòu)的抗震性能，提高建筑物的安全性與穩(wěn)定性

一、框架剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)以及抗震性能

框架結(jié)構(gòu)是由梁或者支柱發(fā)揮作用抵抗使用過(guò)程中的垂直方向的載荷，為使用者提供充足的使用空間；而剪力墻結(jié)構(gòu)是通過(guò)鋼筋混凝土墻體來(lái)承擔(dān)水平方向的載荷，如風(fēng)、地震等?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)是綜合利用框架以及剪力墻，吸收兩者的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)。在建筑物的底部，剪力墻發(fā)生的位移非常小，承擔(dān)著大部分的水平載荷作用，使框架結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲變形；而在建筑物上部，剪力墻在框架的作用下發(fā)生變形，框架與剪力墻兩者共同抵抗水平載荷的作用?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)使建筑物各層之間的作用力趨于平衡，使建筑物的剛度以及承載力得到極大的提高，在地震時(shí)各層之間位移非常小，建筑物變形很小，使建筑物的抗震性能得到極大的提高。

框架剪力墻結(jié)構(gòu)在抗震方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。地震危害性非常輕，框架剪力墻結(jié)構(gòu)由于是框架與剪力墻結(jié)構(gòu)共同作用，相互協(xié)調(diào)來(lái)承擔(dān)地震時(shí)的水平力，大大增大了水平力的承受范圍，使地震的破壞力降低，減輕了地震的危害，這一優(yōu)勢(shì)在汶川大地震中得到了很好的驗(yàn)證；框架剪力墻結(jié)構(gòu)具有很好的延展性，配筋在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的使用率非常高，極大的提高了墻體的延展性，使建筑物的抗震性能得到極大的提高。

二、影響框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的因素

在建筑物的建設(shè)中，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能受多種因素的影響，必須要充分考慮各影響因素，并加以控制。要想提高抗震性能必須要增強(qiáng)建筑物的剛度，必須要對(duì)建筑物的最大位移以及不同樓層之間的位移加以限制，將剛比重的變化控制在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)要通過(guò)底層高度等來(lái)調(diào)節(jié)剪重比。

2.1底層對(duì)抗震性能的影響

在高層建筑中，底層往往要高于其它層，不同的底層高度具有不同的抗震性能。當(dāng)?shù)讓痈叨壬邥r(shí)，最大水平位移、層位移角以及框架剪力墻結(jié)構(gòu)的自振周期都隨著高度的升高在不斷的變大，水平位移變化較為平緩，而層位移角X方向在第六層時(shí)最大，而Y方向在第十一層時(shí)最大。同時(shí)，隨著底層高度的升高，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剛比重也出現(xiàn)相應(yīng)的變化，當(dāng)層高5.2米時(shí)出現(xiàn)最大值，與之相反框剪結(jié)構(gòu)的剛比重與底層高度的關(guān)系不大。底層高度發(fā)生變化時(shí)，最大水平位移、剛比重等都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，因此要通過(guò)研究確定最合適的底層高度。

2.2樓層高度對(duì)抗震性能的影響

在樓層高度不相同的情況下，各樓層的水平位移也各不相同，樓層高度增大的過(guò)程中，下層的水平位移變化較大，上層能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。隨著樓層高度的增加，不同樓層的最大層間位移角隨著增大，而結(jié)構(gòu)剛重比卻隨之降低，對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性具有重要影響。樓層高度影響著水平位移、最大層位移角等，要確定合理的樓層高度，提高建筑物的安全性，增強(qiáng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。

三、結(jié)語(yǔ)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)充分吸收了框架與剪力墻的優(yōu)勢(shì)，一方面可以提供充足的使用空間；另一方面可以通過(guò)框架與剪力墻的共同協(xié)調(diào)承擔(dān)水平載荷，具有非常好的延展性，能夠減輕地震的危害，對(duì)于提高建筑物的抗震性能具有重要的作用。同時(shí)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響因素是多種多樣的，樓層水平位移等直接影響著結(jié)構(gòu)的抗震性能。而底層層高以及樓層高度通過(guò)影響位移等來(lái)影響抗震性能。因此，必須要確定合理的底層高度以及樓高，增強(qiáng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能，提高建筑物的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]苗曉瑜. 鋼筋混凝土中高剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究與有限元分析[D].西安建筑科技大學(xué)，2004.

[2]劉智星.鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估[D].北京工業(yè)大學(xué)，2008.

[3]徐培福，黃小坤.高層建筑混凝十結(jié)構(gòu)技術(shù)技術(shù)規(guī)程理解與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建筑業(yè)出版社.2003.

[4] 徐培福，黃吉鋒，韋承基.高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)[J].建筑科學(xué)，2000，16（1）： 1-3.

篇8

關(guān)鍵詞：框架；剪力墻；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU398+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

框架剪力墻結(jié)構(gòu)是指在一定的框架空間中，將定量的剪力墻進(jìn)行合理分配、布置。這種格局中剪力墻被稱(chēng)作框架剪力墻，因?yàn)樗哂惺褂每臻g大、功能多、選擇靈活、承壓強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在被以廣泛的應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。尤其是近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，越來(lái)越多的房屋建筑工程被開(kāi)發(fā)、興建起來(lái)，進(jìn)一步拓寬了框架剪力墻的應(yīng)用范圍，在一定程度上完善和優(yōu)化了框架剪力墻設(shè)計(jì)技術(shù)。但同時(shí)我們也應(yīng)看到，因?yàn)榭蚣芗袅Y(jié)構(gòu)本身對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)的專(zhuān)業(yè)性有很高的要求，而且操作過(guò)程也相當(dāng)復(fù)雜，所以在這種情況下，就要求設(shè)計(jì)者一定要做好建筑過(guò)程中，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，以更好的指導(dǎo)框架剪力墻的施工工作。

框架剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法

靜力分析法

在建筑施工過(guò)程中，剪力墻因受到水平力的作用，會(huì)彎曲變形。所以據(jù)此可以將它簡(jiǎn)單劃分成為長(zhǎng)臂受彎桿件和剪彎桿件；而框架結(jié)構(gòu)受到水平作用力之后，為發(fā)生剪切變形，因此可以將其看成長(zhǎng)臂剪切梁?？蚣芎图袅χg相互協(xié)調(diào)配合，并持續(xù)連桿作用，就可以建立一個(gè)框架和剪力墻之間的側(cè)移協(xié)同微分方程。對(duì)這個(gè)微分方程進(jìn)行計(jì)算求解就可以得出框架剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移。在水平作用力的前提下，通過(guò)考慮共同協(xié)調(diào)性的基礎(chǔ)之上，簡(jiǎn)化框架剪力墻的計(jì)算方法。

根據(jù)連接方式的不同，可以將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的劃分成：（1）剛接體系。剛接體系是在一定空間內(nèi)，除了底板起到了將框架與剪力墻進(jìn)行接接的作用外，框架梁也可以通過(guò)特定方式，將剪力墻和框架有機(jī)的聯(lián)系在一起。通過(guò)框架梁可以傳送力壓和彎距，對(duì)剪力墻起到了一定的制約作用。（2）鉸接體系。指框架和剪力墻之間只通過(guò)底板來(lái)進(jìn)行連接，底板用總連梁來(lái)表示，這樣底板平面外的剛度就可以省略不計(jì)了，這種情況下，框架和剪力墻之間的水平位移是相同，但兩只之間無(wú)法進(jìn)行彎矩傳遞。這種連接方式就是所謂的鉸接體系。

動(dòng)力解析法

在多自由度體系的基礎(chǔ)之上，建設(shè)相關(guān)的動(dòng)力方程，然后輸入其他相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)專(zhuān)業(yè)模型恢復(fù)的不同情況，可以分成非線(xiàn)性反應(yīng)解析法以及線(xiàn)性反應(yīng)解析法。計(jì)算過(guò)程中，如果使用的模型設(shè)定不同，計(jì)算出的結(jié)果也會(huì)大不相同。一般情況下建筑空間內(nèi)的框架計(jì)算可以使用非線(xiàn)性解析法并采用結(jié)構(gòu)已有的內(nèi)部非線(xiàn)性實(shí)驗(yàn)和理論研究成果。而近些年，非線(xiàn)性解析研究在剪力墻部分的計(jì)算應(yīng)用上，有了一定的發(fā)展，比如一些柱墻單元、輔助衍架單元、直桿多垂單元等方面的研究和應(yīng)用，已經(jīng)讓剪力墻的相關(guān)計(jì)算專(zhuān)業(yè)模型和它受力實(shí)際情況相當(dāng)接近。Ritz向量直接添加法以及l(fā)anczos疊加法已經(jīng)越來(lái)越多的已用到一些特定的非線(xiàn)性計(jì)算當(dāng)中去。而彈塑性靜力理論的不斷完善和發(fā)展，進(jìn)步一豐富和優(yōu)化了框架剪力墻的抗震非線(xiàn)性理論。

選擇合理的軟件

選擇科學(xué)、合理的分析軟件

常見(jiàn)的解析計(jì)算模式可以分為以下幾種：平面空間協(xié)同作用法，這種模式主要應(yīng)用于同一空間、平面內(nèi)，布局分配比較規(guī)則合理的框架、框架剪力墻架結(jié)構(gòu)中。這種計(jì)算模式簡(jiǎn)單方便，但也存在一定的缺陷性。它只能從部分上反映出整個(gè)結(jié)構(gòu)的主要功能特性，而對(duì)整個(gè)空間結(jié)構(gòu)的承壓性能反映的不全面。所以，現(xiàn)在平面空間協(xié)同法已經(jīng)很少使用。在使用薄壁桿件的計(jì)算方法對(duì)剪力墻的寬墻、高墻以及多肢剪力墻計(jì)算時(shí)，很難做到計(jì)算精準(zhǔn)。而使用膜元計(jì)算模型對(duì)剪力墻的孔洞、長(zhǎng)寬計(jì)算時(shí)，也有可能會(huì)出現(xiàn)一些偏差。所以，在對(duì)框架剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)，要實(shí)際現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，按照統(tǒng)一、科學(xué)性、系統(tǒng)性等原則，選擇一個(gè)合適的計(jì)算方式。

設(shè)置合理的參數(shù)

一般情況下，在對(duì)設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)充時(shí)，不要對(duì)樓板的剛度設(shè)置上限。而有些情況下，比如樓板出現(xiàn)比較明顯的變形時(shí)。就需要對(duì)樓板的剛度設(shè)置上限，或者直接對(duì)采用剛性樓板設(shè)定的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，也可以使用以樓板內(nèi)面作彈性的計(jì)算模式：平面空間內(nèi)的外伸段較長(zhǎng)、基層空間內(nèi)剪力墻的轉(zhuǎn)換樓面層、樓面過(guò)于狹窄以及樓層出現(xiàn)很大的漏洞和開(kāi)口、樓板的整體質(zhì)量比較差

做好應(yīng)用程序的計(jì)算假定和使用工作

在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要保證輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)于計(jì)算得出的結(jié)果一定要做好分析、研究和調(diào)整工作。對(duì)使用分析軟件而計(jì)算得出的結(jié)果，也要進(jìn)行相應(yīng)的判斷和分析，確認(rèn)其科學(xué)、合理之后才能作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。選擇解析軟件計(jì)算模型之前，一定要對(duì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)的剪力墻、斜截面的長(zhǎng)寬、位置以及數(shù)量進(jìn)行科學(xué)合理的分配。

剪力墻的合理布置解析

分散

在對(duì)剪力墻進(jìn)行分配、布置時(shí)，應(yīng)充分考慮到地震力分散的作用力，要了解和弄清當(dāng)?shù)卣鹆ο鄬?duì)分散的作用力和剪力墻上的剛度大抵相當(dāng)時(shí)，會(huì)有什么反應(yīng)。當(dāng)?shù)卣鹆械淖饔玫綆灼瑒偠容^大的剪力墻上時(shí)，會(huì)對(duì)墻體造成很大的破壞，斜截面設(shè)計(jì)的難度增加，而且一旦剪力墻受到較大破壞，其他的墻體和框架很難承受住從剪力墻體內(nèi)部傳來(lái)的巨大地震力，因此出現(xiàn)損壞。

平均

同一順向的剪力墻應(yīng)該較平均的分散在平面空間內(nèi)的各個(gè)地段，而不是相對(duì)集中在一起，以避免因樓板面積過(guò)大變形而致使地震力在建筑框架內(nèi)分配不平均的現(xiàn)象。

對(duì)稱(chēng)

在對(duì)剪力墻進(jìn)行分配布局時(shí)，盡量做到對(duì)稱(chēng)分配，如果在統(tǒng)一空間內(nèi)很難做到對(duì)稱(chēng)分布時(shí)，可以通過(guò)對(duì)墻體厚度和寬度的調(diào)整，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部的質(zhì)量中心和抗剛度中心盡接近，將偏心距逐漸縮短、用來(lái)削弱地震發(fā)生時(shí)，結(jié)構(gòu)的抖動(dòng)變形。

周邊

在框架結(jié)構(gòu)中，剪力墻應(yīng)盡量在平面空間的周邊分布，布置，以確保增強(qiáng)整個(gè)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗壓能力，提升其抗扭轉(zhuǎn)的能力。

設(shè)置

在一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元結(jié)構(gòu)中，相同順向的各種剪力墻不能是單體強(qiáng)，應(yīng)該多安置寫(xiě)雙體強(qiáng)或者多層墻。墻體的單個(gè)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)與周邊的帶梁柱剪力墻進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)系和整合。而且應(yīng)設(shè)置成T形、十字形等。

對(duì)齊

應(yīng)將墻體上孔、洞進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)齊，構(gòu)建墻梁和連肢。因?yàn)榧袅Φ牟季謱?duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度有著一定的影響，所以當(dāng)剪力墻端高度不一致時(shí)，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剛度發(fā)生突變，才不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)角窗的設(shè)計(jì)；當(dāng)不可避免時(shí)，要在拐角處加大墻體厚度、底板厚度和設(shè)置暗梁等措施，以確保兩個(gè)相近樓面的剛度減弱性不會(huì)超過(guò)29%。

計(jì)算模型分析

空間三維分析

將剪力墻看成薄壁桿件或者平面元條，通過(guò)框架體系平面變形的三維協(xié)調(diào)方法進(jìn)行研究和解析。這種計(jì)算方式在考慮到桿件的變形、截面和抽象的彎曲以及底板變形等因素的同時(shí)，又能對(duì)樓面的剛性假定進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理。水平作用下的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)已經(jīng)自動(dòng)存入計(jì)算的結(jié)果中，不用在重新計(jì)算。

平面空間結(jié)構(gòu)協(xié)同分析

先假設(shè)整個(gè)構(gòu)造體系都有由各類(lèi)結(jié)構(gòu)空間組成的，接著再通過(guò)使用結(jié)構(gòu)內(nèi)部體系水平變形的二維協(xié)調(diào)方法進(jìn)行研究和解析。顯然，當(dāng)兩平面空間結(jié)構(gòu)的重疊處，其方向變形是不合理的。所以這種計(jì)算方式得出的結(jié)果要比空間三維計(jì)算方法得出結(jié)果，準(zhǔn)確性要差些，但其他的功能特性則基本相同。

篇9

關(guān)鍵字：剪力墻；框架剪力墻 ； 結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1前言

伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，全國(guó)各地的高層建筑相繼出現(xiàn)。由于框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系建筑平面具有布置靈活，并且能夠規(guī)劃出較大的空間。同時(shí)也符合抗震設(shè)計(jì)的延性好、超靜定以及多道防線(xiàn)的要求，可以達(dá)到結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度、穩(wěn)定以及剛度等方面的性能。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用出現(xiàn)的次數(shù)越來(lái)越頻繁。但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)中依然存在很多問(wèn)題需要解決。

與多層建筑相比,高層建筑的受力特點(diǎn): 其一是柱子、墻體的軸向變形及截面剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響;其二是風(fēng)力或地震的水平荷載作用所產(chǎn)生的內(nèi)力和位移變形常為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素。

2剪力墻的數(shù)量確定

在框架剪力墻的結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度主要由剪力墻的抗側(cè)剛度決定。層間位移和結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移隨剪力墻的抗側(cè)剛度的增大而減小，成反比例關(guān)系。所以，為了滿(mǎn)足變形的限制要求，往往就需要較大的抗側(cè)剛度,此時(shí)需要的就是足夠多的剪力墻數(shù)與剪力墻截面大小的平衡。但是,在特殊條件下譬如在地震荷載作用下,側(cè)向位移與剪力墻側(cè)向剛度并不成反比關(guān)系。他的原因就是剪力墻抗側(cè)剛度的增大會(huì)減小結(jié)構(gòu)的自振周期,使得地震作用加大。綜上所述我們可以得出結(jié)論即過(guò)多的確定剪力墻的數(shù)量是不經(jīng)濟(jì)的。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步階段，通常就會(huì)面臨著怎樣經(jīng)濟(jì)、合理的確定剪力墻的數(shù)量，讓他可以滿(mǎn)足位移同時(shí)減少大量重復(fù)工作的問(wèn)題，當(dāng)然了也要盡可能滿(mǎn)足建筑的使用功能。

3框架剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性反應(yīng)的分析

鋼筋混凝土的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在相當(dāng)劇烈強(qiáng)烈地震作用下能有效地通過(guò)反復(fù)的非彈性變形耗散地震能量,并且是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)體系。但是，就目前而言的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范尚有它自己的不足之處,很多按規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)房屋,仍然遭到了不同程度的甚至是達(dá)到失效的嚴(yán)重非結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)破壞。所以，鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性分析受到了應(yīng)有的重視,國(guó)內(nèi)外學(xué)者也為此做出了大量的相關(guān)研究。

由于非線(xiàn)性動(dòng)力性能相當(dāng)?shù)膹?fù)雜是在鋼筋混凝土構(gòu)件的動(dòng)力荷載作用下的,使得傳統(tǒng)的平面非線(xiàn)性分析無(wú)法反映空間結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的協(xié)同作用。曾經(jīng)美日兩國(guó)合作研究,通過(guò)一個(gè)足尺7層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的偽動(dòng)力試驗(yàn)同振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn),揭示了這種結(jié)構(gòu)在非彈性范圍的反應(yīng),就是以墻的轉(zhuǎn)動(dòng)和墻體周?chē)蚣芗s束墻轉(zhuǎn)動(dòng)的三維機(jī)制為主。同時(shí)考慮框架剪力墻結(jié)構(gòu)的這種空間效應(yīng),當(dāng)前許多研究者從簡(jiǎn)單實(shí)用同時(shí)又具有合理精度的角度出發(fā),提出了擬三維分析模型和完全的三維分析模型。高層鋼筋混凝土框架剪力墻三維非線(xiàn)性地震反應(yīng)分析的計(jì)算工作量非常的大,目前的分析模型如要用于實(shí)際有一定的困難。于此同時(shí)三維非線(xiàn)性反應(yīng)分析變軸力和中柱的雙軸彎曲影響問(wèn)題是非常復(fù)雜的,目前雖然已經(jīng)提出了若干模型,但依然有待發(fā)展和驗(yàn)證。目前最為理想的多豎線(xiàn)單元墻模型，用基于自平衡力的結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性動(dòng)力反應(yīng)分析方法來(lái)進(jìn)行框架剪力墻的擬三維非線(xiàn)性地震反應(yīng)分析。

3、當(dāng)前剪力墻和框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題

因剪力墻和框架剪力墻的結(jié)構(gòu)體系具有整體性良好，剛度大以及側(cè)向變形小、抗震性能好、抗風(fēng)等的特性。這樣可以更加容易滿(mǎn)足高層結(jié)構(gòu)中國(guó)家規(guī)范限定值的要求。所以一般的高層中使用這種結(jié)構(gòu)體系的較為廣泛。所以正因?yàn)檫@樣，設(shè)計(jì)施工中也易讓人們對(duì)這種結(jié)構(gòu)體系的一些問(wèn)題缺乏足夠的重視。同時(shí)為了趕進(jìn)度，沒(méi)有充足的時(shí)間琢磨抗震規(guī)范中采用的三個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及二階段抗震設(shè)計(jì)方法、規(guī)范的條文規(guī)定, 這就容易忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性,甚至錯(cuò)誤地覺(jué)得這種結(jié)構(gòu)體系可任意改動(dòng), 同時(shí)不易出現(xiàn)抗震和安全問(wèn)題等等。所以，設(shè)計(jì)前期方案階段結(jié)構(gòu)人員沒(méi)有主動(dòng)的與建筑人員配合，使得建筑人員隨意的進(jìn)行墻體的布置；后期則就是隨意改動(dòng)墻柱的位置，更甚者在電算后依然在不斷改動(dòng)，一些境外的承包商更是敢于搬墻抽柱，拆墻打洞，不顧安全和經(jīng)濟(jì)。

4當(dāng)前條件下問(wèn)題的解決措施

4.1重視影響經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的因素

作為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益使其追逐的首要目標(biāo)，安全又省錢(qián)是其企業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平考核的重要目標(biāo)，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的追求。但是，當(dāng)前在剪力墻與框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 材料耗量的差別則相差較大, 而且這種結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中要占到80%以上, 同時(shí)在高層住宅中要?jiǎng)t占到90%左右。為降低結(jié)構(gòu)造價(jià)和材料耗量的意義很重要，所以可以從以下幾個(gè)方面加以重視。

4.2做好結(jié)構(gòu)概念的設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的布置

概念設(shè)計(jì)應(yīng)貫穿設(shè)計(jì)的全過(guò)程，尤其是在抗震設(shè)計(jì)中。要使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)絕對(duì)不出現(xiàn)裂縫是很難做到的, 而且要求做到也不一定是合理的。而高層設(shè)計(jì)中關(guān)鍵是避免在地震中結(jié)構(gòu)的局部開(kāi)裂或破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系破壞,因此要求結(jié)構(gòu)中要形成多道抗震防線(xiàn)，同時(shí)引導(dǎo)預(yù)定部位在地震時(shí)出現(xiàn)塑性鉸的作用，用來(lái)提高結(jié)構(gòu)的能耗能力，從而可以改善構(gòu)件的延性。同時(shí)結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)注意到可以削弱地震的反應(yīng)，平面剛性力求對(duì)稱(chēng)，豎向力求等強(qiáng)，可以合理確定他的抗側(cè)剛度的中心位置，這樣水平合力點(diǎn)通過(guò)或靠近中心，就避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)影響。

4.3加強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析，尋求最合理的結(jié)構(gòu)方案

前期方案設(shè)計(jì)的質(zhì)量如何將對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的材料耗能影響最大，據(jù)資料顯示前期設(shè)計(jì)工作將會(huì)影響到投資的25%-80%之間。一般情況而言，剪力墻結(jié)構(gòu)中無(wú)論大開(kāi)間或者是小開(kāi)間方案, 都能滿(mǎn)足規(guī)范中規(guī)定的要求, 其墻體配筋一般只是構(gòu)造要求, 即使框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的配筋率往往也不高。在以往的情況中，往往是一種方案一次電算定案，從而使得位移值不合理、結(jié)構(gòu)自重較大，地震自振周期較短、剛度過(guò)大、地震自振周期較短等情況。而今后也應(yīng)該注意到，剪力墻的增多或者截面尺寸的加大都可以提高結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度以及增大地震荷載加大地震力的二重性的目的，剪力墻的布置不當(dāng)、增大都會(huì)使結(jié)構(gòu)受力不利?？梢钥闯鰪膶で蠛侠淼慕Y(jié)構(gòu)方案可以有很大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)的意義。比如：將傳統(tǒng)的剪力墻用于25 層以下的住宅中時(shí), 往往會(huì)因墻量過(guò)多、墻肢長(zhǎng), 墻體的承載能力得不到充分利用, 而且材料耗量大還增大了結(jié)構(gòu)自重, 使得結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大, 地震自振周期短, 加大了地震的反應(yīng)，但是如若將傳統(tǒng)的小開(kāi)間剪力墻的方案改成大開(kāi)間同時(shí)并適當(dāng)合理的采用一些短肢墻或者異形柱，同時(shí)合理減少墻體的用量，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析調(diào)整結(jié)構(gòu)布置, 不僅僅能使結(jié)構(gòu)取得較好的經(jīng)濟(jì)效果同時(shí)還可獲得良好的建筑功能效果。同時(shí)根據(jù)一些資料的顯示, 采用大開(kāi)間的住宅可比采用小開(kāi)間住宅將會(huì)節(jié)約25%以上的墻量, 所以應(yīng)盡量避免用小開(kāi)間剪力墻。

4.4結(jié)構(gòu)方案應(yīng)該考慮到綜合效益問(wèn)題

通常的情況下，人們一般認(rèn)為純鋼結(jié)構(gòu)是鋼筋砼結(jié)構(gòu)造價(jià)的2倍以上，混凝土與鋼混合結(jié)構(gòu)則是鋼筋砼結(jié)構(gòu)造價(jià)約在1. 5倍左右浮動(dòng)。因此會(huì)誤認(rèn)為不管是什么情況鋼筋砼都是較為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的，但是從哲學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)講,這是用一點(diǎn)論來(lái)看問(wèn)題，是具有片面性的。在具體的工程中，當(dāng)?shù)鼗^差、動(dòng)遷費(fèi)用較高、建設(shè)裝修以及設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)較高、低價(jià)較高等情況出現(xiàn)根據(jù)材料其工程造價(jià)約占工程總投資的50%以?xún)?nèi)，而一般的辦公樓、住宅、賓館中結(jié)構(gòu)造價(jià)僅僅只占工程造價(jià)的30%以?xún)?nèi)。

5結(jié)語(yǔ)

合理做好框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，將會(huì)直接影響到技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高低以及建筑物的安全使用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步階段，合理確定剪力墻的數(shù)目不但可以減少大量的重復(fù)工作的問(wèn)題，同時(shí)還可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。但也必須看到在目前階段，我國(guó)在剪力墻和框架剪力墻的設(shè)計(jì)中還存在很多的問(wèn)題，如我們通常所說(shuō)“千里之堤毀于蟻穴”，在做設(shè)計(jì)工作時(shí)我們必須謹(jǐn)慎，將安全問(wèn)題解決與萌芽階段。

篇10

【關(guān)鍵詞】框架；剪力墻；抗震；

引言

框架剪力墻結(jié)構(gòu)同時(shí)使用框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)體系，將兩者結(jié)合起來(lái)共同承受豎向和水平荷載，可大大減少結(jié)構(gòu)本身側(cè)移，并可有效提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，研究標(biāo)明框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻可承擔(dān)總水平地震作用的80％及以上，其余部分方由框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)，因此在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中如何合理確定剪力墻的布置和數(shù)量已成為重要課題，其可直接影響到建筑的抗震性能及經(jīng)濟(jì)效益。

1 框剪結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)及抗震分析

框架剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成為雙向抗側(cè)力體系，結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向均應(yīng)布置剪力墻，在一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)平面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，并應(yīng)避免導(dǎo)致應(yīng)力幾種的凹角和狹長(zhǎng)的縮頸部位，豎向應(yīng)盡量避免出現(xiàn)外挑，存在內(nèi)收也不宜過(guò)多、過(guò)急，并應(yīng)力求剛度均勻避免突變以及薄弱層的出現(xiàn)；結(jié)構(gòu)承載力應(yīng)自下而上逐步縮小，避免應(yīng)力集中，最終結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力和剛度均應(yīng)連續(xù)變化以適應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震性要求；該種結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)有多道防線(xiàn)，并應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)的承載力和剛度與構(gòu)件相適應(yīng)，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取有效措施防止其發(fā)生脆性破壞并可保證結(jié)構(gòu)有足夠的延性【1】。

為提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻應(yīng)均勻布置在建筑物的周邊，對(duì)內(nèi)部平面變化較大的部位其剪力墻間距不宜過(guò)大，平面形狀凹凸較大時(shí)應(yīng)在凸出部位端部設(shè)置剪力墻；結(jié)構(gòu)框架梁柱、與剪力墻的軸線(xiàn)宜重合在同一平面內(nèi)，剪力墻應(yīng)貫穿建筑物全高，并應(yīng)避免剛性突變，剪力墻的布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近等。

2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)首先應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式并確定可靠的傳力途徑，整體結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成為雙向抗側(cè)力體系，結(jié)構(gòu)平面形狀宜規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)在主軸的兩個(gè)方向的動(dòng)力特性應(yīng)接近，并應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)心與重心重合，避免虛假對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)平面以及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)周邊的抗扭剛度并減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)構(gòu)兩主軸方向均應(yīng)布置剪力墻且其間距不宜過(guò)大，若剪力墻體需開(kāi)鑿較大洞口則應(yīng)適當(dāng)減小間距；對(duì)異型柱結(jié)構(gòu)中處于受力不利部位的異型柱可采用一般框架柱來(lái)改善結(jié)構(gòu)的整體受力性能。

2.2 提高剪力墻的抗震性能

可將剪力墻做成四周有梁柱的帶邊框墻，可利用邊框和暗框來(lái)防止斜裂縫的發(fā)展，并可在墻板破壞后作承重構(gòu)件來(lái)代替墻板承重并具有一定的延性，邊框應(yīng)具有足夠的斜截面受剪承載力來(lái)承擔(dān)因墻身通裂對(duì)邊框梁柱帶來(lái)的附加剪力；在肢墻設(shè)計(jì)時(shí)可設(shè)結(jié)構(gòu)洞口或結(jié)構(gòu)豎縫變?yōu)殡p肢墻或多肢墻，可將裂縫和屈服部位出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)豎縫或洞口連梁部位以形成能耗機(jī)構(gòu)，并可將原剪力墻一分為二，降低其剛度以免剪力破壞的發(fā)生；研究標(biāo)明當(dāng)連梁的跨高比為5時(shí)其延性和能耗均優(yōu)于跨高比為1時(shí)，連梁兩端相對(duì)豎向位移的延性系數(shù)都在8以上，其滯回曲線(xiàn)也相當(dāng)飽滿(mǎn)，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)其組成和構(gòu)造采取一定措施【2】。

2.3 提高框架的抗震性能

由于角柱是連接縱橫框架的樞紐，因此可通過(guò)增加角柱的措施來(lái)增加框架的空間整體性；在周圈框架平面應(yīng)按照K型支撐和X型支撐布置一定數(shù)量的鋼筋混凝土抗剪墻板或配筋砌塊抗剪墻板以克服框架的剪力滯后現(xiàn)象，并可提高框架的整體性；由于折曲撐由鋼纖維混凝土桿制造，偏心連接支撐可用鋼桿或勁性鋼筋混凝土桿組成，在地震發(fā)生時(shí)便可用該贅余桿件的先期屈服和變形來(lái)耗散能量，且當(dāng)贅余桿件破壞或退出工作后使結(jié)構(gòu)由一種穩(wěn)定體系過(guò)渡到另外一種穩(wěn)定體系，于是可引起結(jié)構(gòu)自振周期的改變，即可避免地震周期內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用所引起的共振效應(yīng)。

2.4 加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)抗震性能

可通過(guò)實(shí)行機(jī)構(gòu)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)總體屈服機(jī)制，在結(jié)構(gòu)的特定位置設(shè)置一定數(shù)量的人工塑性鉸，對(duì)塑性鉸發(fā)生的部位、順序及塑性程度進(jìn)行控制從而使得結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下能夠形成最佳的能耗機(jī)構(gòu)，其在水平作用下實(shí)現(xiàn)水平構(gòu)件先于豎向構(gòu)件屈服，最后是豎向構(gòu)件底部屈服；并使結(jié)構(gòu)的剛度和承載力相互匹配以及結(jié)構(gòu)的剛度和延性相互匹配。

2.5 設(shè)置多道防線(xiàn)

任何一個(gè)抗震性能好的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并應(yīng)由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來(lái)協(xié)同工作，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，建筑物自身內(nèi)部、外部贅余桿件吸收并消耗大量的地震能量，因此可減輕地震災(zāi)害，一般框架剪力墻結(jié)構(gòu)是延性框架和抗震墻兩個(gè)系統(tǒng)組成，其有框架和墻體兩道防線(xiàn)。

2.6 合理運(yùn)用地震作用方向

可通過(guò)引入水平力與整體坐標(biāo)夾角來(lái)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，并通過(guò)對(duì)不同方向下結(jié)構(gòu)受力和變形情況的驗(yàn)算使結(jié)構(gòu)趨于安全；因建筑結(jié)構(gòu)在不同方向表現(xiàn)出不同的剛度性質(zhì)，因此相同的地震力沿不同方向作用于結(jié)構(gòu)的作用不同，結(jié)構(gòu)反應(yīng)的劇烈程度也不相同，因此會(huì)存在一個(gè)最不利地震作用方向，一般在結(jié)構(gòu)平面的主軸，結(jié)構(gòu)沿該方向的地震反應(yīng)也最為劇烈； 對(duì)于包含斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)不管地震作用于哪個(gè)方向均無(wú)法同時(shí)保證所有的構(gòu)件處于最大的內(nèi)力狀態(tài)，因此抗震規(guī)范規(guī)定對(duì)于包含有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15度時(shí)，應(yīng)對(duì)各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用分別計(jì)算；對(duì)包含斜交構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，因每個(gè)構(gòu)件的最大風(fēng)荷載作用有所不同，因此應(yīng)對(duì)所有構(gòu)件的風(fēng)荷載均按照最大荷載作用， 并通過(guò)對(duì)水平力于整體坐標(biāo)的夾角進(jìn)行修改，并在不同角度下計(jì)算，過(guò)程中應(yīng)盡量顧及每個(gè)構(gòu)件可取得最大迎風(fēng)面積，最終整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可基于多次計(jì)算的結(jié)果，每個(gè)構(gòu)件取最大值【3】。

2.7 剛度及承載力相互匹配

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，若剪力墻數(shù)量多、厚度大，其剛度自然也大，但會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自振周期減小，總的水平地震作用增大，反之若剛度小則地震力也相應(yīng)變小，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)建筑的重要性、裝修等級(jí)和抗震設(shè)防烈度等因素來(lái)綜合這一矛盾，最終確定結(jié)構(gòu)的側(cè)移限值，從而定出抗震墻的數(shù)量、厚度，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)既安全又經(jīng)濟(jì)。

2.8 剛度和延性相匹配

由于剪力墻和框架在剛度、彈性極限變形值和延性系數(shù)等放賣(mài)弄存在的差異導(dǎo)致該種復(fù)合結(jié)構(gòu)的抗震性能大打折扣，致使各構(gòu)件不能同步協(xié)調(diào)的發(fā)揮材料抗力而出現(xiàn)逐個(gè)被擊破的情況，因此大大降低了構(gòu)件的利用效率和整體的抗震可靠度，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使框架和剪力墻的剛度和延性相互匹配，并可通過(guò)設(shè)置帶豎縫的剪力墻，其在水平力作用下所產(chǎn)生的位移不以墻體的剪切變形為主而變?yōu)橐灾膹澢冃螢橹?，原?lái)出現(xiàn)在墻面上的斜向裂縫被柱上下端的水平裂縫所代替。

2.9 扭轉(zhuǎn)計(jì)算和抗扭控制

在進(jìn)行扭轉(zhuǎn)計(jì)算和抗扭設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取小震計(jì)算控制和大中震抗震措施并重的原則，尤其對(duì)大中震時(shí)的抗扭構(gòu)造措施不能忽視，當(dāng)扭轉(zhuǎn)位移比超過(guò)1.35時(shí)，其雙向地震作用明顯，因此應(yīng)進(jìn)行雙向地震作用計(jì)算，并應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面上大致劃分出受扭敏感區(qū)和質(zhì)心區(qū)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的抗扭計(jì)算控制，對(duì)受扭敏感區(qū)內(nèi)的豎向構(gòu)件在大中震下所產(chǎn)生的扭矩不可忽視，且其處于有扭矩作用的復(fù)雜受力狀態(tài)，其最終抗扭構(gòu)造除滿(mǎn)足規(guī)范要求外，應(yīng)按照強(qiáng)扭弱彎并采取增加抗扭構(gòu)造的措施。

3 結(jié)語(yǔ)

框架和剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中在抗震性能上起到了良好的互補(bǔ)作用，因此其適合于抗震要求較高的地區(qū)，但框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否將直接影響到建筑物的安全性能及其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高低，因此加強(qiáng)設(shè)計(jì)研究對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐培福，傅學(xué)怡，肖從真.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005．