高层建筑框架剪力墙结构设计探究

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1、高层建筑框架剪力墙结构设计探究　　摘要：设计框架-剪力墙结构,应先根据底层结构剪力墙与框架柱面积之和与本楼层面积之比确定剪力墙数量,然后通过计算判断剪力墙布置的合理性。剪力墙的轴压比限值应与框架柱一样,通过考虑剪力墙延性、约束边缘构件配箍特征值及剪力墙高宽比等构造措施提高。连梁跨高比小,若两端连接的墙与柱刚度差异较大,易造成连梁两端变形很大而产生很大的内力,设计中可以通过连梁刚度折减和设置水平通缝解决。人们在享受高层建筑所带来的益处的同时,也面临了新的问题。就是高层建筑的承重问题。于是越来越多的剪力墙结构被广泛的应用在高层建筑中。本文介绍了剪力墙结构优缺点，探讨了高层建筑框架剪力墙结构

2、设计要点。关键词：高层建筑框架剪力墙结构设计中图分类号：[F213.2]文献标识码：A1.引言在高层框一剪结构中，剪力墙是主要抗侧力构件，几乎承担了80%7以上的水平地震作用，剪力墙刚度的大小将直接影响到结构的安全性及工程造价。在结构设计时，框一剪结构中剪力墙的数量，除了必须满足强度条件外，还必须使结构具有一定的侧向刚度，以免在地震作用下产生过大的侧向变形。剪力墙配置过少，会因结构产生过大的变形而无法满足安全和使用要求;剪力墙配置太多，即增加材料的用量和结构自重，又减少了结构自振周期，地震作用效应增大。所以，合理地确定剪力墙的数量是关系到结构的安全和技术经济合理最为关键的问题。2.工程

3、概况以某酒店楼设计为例，该项目为宾馆饭店两用酒楼，地上18层塔楼，地下一层为停车场，地下停车场和地上1层的层高为4.5m，2-4层的层高为4.0m，其他层高为3.1m，以满足一层和地下停车场的公共活动区大空间要求，1-4层为餐饮区，5-18层为商住两用，地上建筑总高度为59.9m。主结构设计为框架-剪力墙结构，其他部位设置8.4×8.4m柱网，柱截面为地下部分820×820mm，地上部分为560×560mm，采用筏板基础。3.设计参数的选择3.1墙体选择7框架-剪力墙结构也称框剪结构如下图3-1，是为满足不同建筑功能的要求，在框架结构中布置一定数量的剪力墙，既保证了空间灵活又有足够的剪

4、力墙提供足够大的刚度，框剪结构的受力特点，在下部楼层，剪力墙的位移较小，承受大部分水平拉力，使框架按弯曲型曲线变形，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，框架承担外荷载产生的水平力和把剪力墙拉回来的附加水平力，所以，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。剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。为了避免剪力墙剪坏过早，底部的加强部位和其他各层要调整短肢剪力墙的剪力设计值，对于一、二级抗震等级要分别乘以增大系数1.4、1.2；不论抗震还是非抗震的设计，剪力墙的截面最小厚度不能小于200mm。因此，除了配置足够的剪力墙和不同的剪力墙形式（长短肢搭配），底

5、层短肢墙厚250mm，2层以上短肢墙厚为200mm，核心筒和上层的楼层的一般剪力墙厚为200mm。4层以下的墙柱混凝土采用C40，其他为C30。图3-1框架-剪力墙结构3.2抗震等级设计7本工程中要求设计框架抗震等级为2级，在剪力墙结构中，剪力墙承受的“倾覆力矩比”是一项重要指标，这就要求设计人员灵活掌握，一般情况下按照剪力墙的的上限和下限来判定，然后依据判定结果进行设计调整，以达到符合设计要求。在抗震设计时，当框架部分承受的地震倾覆力矩(Mc)大于结构总地震倾覆力矩(Mo)的50%但不大于80%时，按框架-剪力墙结构设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，建议高度不低于45m，不高

6、于60m。框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。考虑地震组合作用的框架柱的轴压比N/（fcA），不宜大于下表3-1的极限值：表3-1框架柱不同地震等级的轴压比限值剪力墙和连梁的设计应符合以下要求：跨度不大于2时，应配置暗梁。跨度不大于1时要配置交叉暗梁。根据表3-1轴压比取值为0.75，框架部分承受的地震倾覆力矩(Mc)与结构总地震倾覆力矩(Mo)的比值Mc/Mo在0.5-0.8之间，此时框架承担较大的地震作用。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》要求，如高度不大于60m，设防烈度为8度时，剪力墙的抗震等级要比框架的抗震等级高一级，因此，工程设计剪力墙抗震等级为1级，核心

7、筒和一般剪力墙则仍为2级设计。同时，抗震设计中计算结构刚度时还要考虑周期折减系数，因为在墙体中填充了轻质墙，这样可以利用在早期弹性阶段的刚度来吸收地震力，提高抗震作用。所以，折减系数的确定是根据非承重墙体材料来确定的，同时还要考虑抗震等级的要求，抗震等级高可多折减一些，反之就少折减一些，本次设计折减系数取0.8。3.3框架梁刚度放大系数确定7框架梁的刚度是按截面尺寸来计算的，如果是现浇楼板，还要考虑楼板对梁刚度增大的影响，刚度增大系数一般可选1