浅论某框—剪建筑结构的概念设计

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1、浅论某框—剪建筑结构的概念设计　　摘要：随着当今科学技术的迅猛发展，人们的生活水平有了极大提高，这促使人们对于居住条件提出了更高的要求。计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来极大方便，提高了设计的效率和质量，然而仅仅依赖于计算机程序的建筑结构设计是不够的，工程师只有通过概念设计将所感知事物的共同本质特点抽象出来加以概括才能形成符合时代要求的建筑产品。本文结合工作实践，对概念设计在框剪结构设计中的运用进行了论述。关键词：概念设计；建筑结构设计；框剪结构　　　　引言　　随着计算机技术及计算方法的不断发展，结构设计人员在设计中常常陷入只凭计算的误区。然而对一个结构工程师来说，概念设计比精确计

2、算对确保结构安全可靠及使用功能方面更为重要。概念设计[1]是从结构的宏观整体出发，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，正确处理结构总体方案、材料使用和细部构造等，以达到合理进行结构抗震设计的目的。　　　　1结构总体概念设计　　在建筑结构的初步设计阶段，应积极配合建筑专业并依据已有的结构总体设计原则和概念，处理好结构方案、材料选型和细部构造等问题。　　结构方案的合理选取　　灾难调查和事故分析表明：结构方案对建筑物的安全使用有着决定性的影响。相关规范规定，选择结构方案[3]应遵循以下基本原则：　　选用合理的结构体系、构

3、件形式和平面布置，结构传力途径应简洁、明确，竖向构件宜连续贯通、对齐　　结构的平、立面布置宜规则，各部分的质量和刚度宜均匀、连续　　建筑材料选型及细部构造　　为了满足建筑的空间使用要求，在框架体系中需要设置各式各样的填充墙体。填充墙体材料的种类很多，但应尽可能选用轻质的墙体材料。　　众所周知，一个好的建筑物不但要满足使用的功能要求，还要以漂亮的外形展示给人们，这就需要在已有结构构件的相应部位增加细部构造。结构设计中为保证细部构造的安全稳固通常需要遵循两个基本原则：细部构造与主体结构构件要有可靠的连接并具有良好的传力性能；应考虑细部构造变形对主体结构构件产生的影响。　　　　2框-剪结构概念

4、设计的应用　　　　框-剪结构设计的原则　　框剪结构中剪力墙部分具有较大的抗侧刚度，因其结构布置灵活，能够形成较大的空间，这种结构形式目前已被广泛采用。框剪结构由于剪力墙与框架相互作用，框架部分与纯框结构相比受力状态差异较大，其在地震中的破坏模式也比较复杂。因此，在设计初期需要遵循以下基本原则：　　结构体系应具有合理的抗侧刚度　　为发挥框剪结构体系的优越性，剪力墙与框架在整个建筑中所占比重应当力求合理。剪力墙布置过多会造成结构整体抗侧刚度过大而使得变形能力太差，容易造成局部受损乃至整体破坏；若剪力墙布置过少会造成结构整体过柔虽然具有较好的减震耗能作用，但是易产生过大变形而无法使用甚至整体倾

5、覆，因为此时的结构体系已偏向于纯框架，丧失了两者协调工作的效能。　　结构体系应有多道抗震防线　　框剪结构是具有多道防线和良好性能的抗震结构，其中剪力墙既是主要抗侧力构件又是第一道抗震防线。相关规范规定：剪力墙承受的结构底部地震倾覆力矩不应小于底部总地震倾覆力矩的50%。同时，任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的倍两者的较小值，这是发挥第二道防线的抗侧力作用。　　强结点和强锚固　　对于框剪结构这样的复杂体系，结点的复杂性难于预测和控制，即使从理论上保证了每个构件的强度和刚度，但因结点的普遍存在，力的传递往往不能畅通而出

6、现集中甚至中断，破坏由此而发生，因此做强结点和可靠锚固是设计人员的追求。　　框-剪结构设计的注意事项　　剪力墙的合理布置[4]　　框剪结构应设计成双向抗侧力体系；抗震设计时，结构两个主轴方向均应布置剪力墙，避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则，侧向刚度不宜过大。框剪结构中，主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接；梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合，不重合时，在计算中应考虑偏心对梁柱节点核心区构造和受力的不利影响，以及梁荷载对柱子的偏心影响。　　设备夹层部分模型的处理　　工程实际中，为了满足设备的使用要求，在楼层间要设置局部夹层[2]。由于软件建模时无法实现在楼层间形成楼

7、板，我们通常把夹层楼板的荷载导算到夹层梁上，让其参与结构体系的整体抗震计算。　　　　3工程实例分析　　某项目情况：主楼部分12层全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，下设三层地下车库。其中在第二层的层间有设备夹层，第一层的层高是，第二层的层高是，其他层为。该建筑设计使用年限为50年，重要性类别为乙类，基本风压按50年一遇取值。　　人防地下室及基础设计　　本工程为三层地下室，人防部分设于地下三层，设3个防护单元，平时为汽车库，战时为二等