浅述框架―剪力墙结构抗震设计

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1、浅述框架―剪力墙结构抗震设计　　框架-剪力墙结构兼有框架结构布置灵活、延性好的特点和剪力墙结构刚度大、承载力较大的特点。由于框架和剪力墙协同受力，在结构的底部框架侧移小，在结构的上部剪力墙的侧移减小，侧移曲线兼有这两种结构的特点，成为弯剪型。弯剪型变形曲线的层间变形沿建筑高度比较均匀，既减小了框架也减小了剪力墙单独抵抗水平力的层间变形，可以说框架-剪力墙结构综合了框架结构和剪力墙结构的优点。　　框剪结构由延性较好的框架、有带边框的剪力墙、抗侧力刚度较大的井和有良好耗能性能的连梁组成，具有相对较为合理、多道抗震设防的结体系，框架-剪力墙结构可

2、以设计成双重抗侧力体系，一般情况下，抵抗地震作用时，剪力墙为第一道防线，框架为第二道防线，形成多道抗震设防结构。　　纵、横双向布置　　应沿结构单元的纵、横两个方向设置剪力墙，并应尽量做到均匀、分散、对称。如果在平面上不能做到对称布置时，可以通过调整剪力墙的厚度和长度，使房屋的抗侧刚度中心尽量接近结构的质量中心，以减小地震时房屋的扭转振动。在确定刚度中心时，还应考虑砖填充墙之类维护墙和刚性隔墙对结构刚度的影响。　　在每个结构单元的两个主轴方向，都要沿两条以上的轴线布置剪力墙，而且两道剪力墙的间距不应过小，以沿结构独立单元的周边布置剪力墙为宜，

3、从而对整个结构的抗扭能力进行调整。抗震设计时，剪力墙的布置应使结构各主轴方向的侧向刚度接近，除了个别节点之外，主体结构构件之间不应采用铰链接。　　墙、梁、柱及洞口中心线应重合　　梁与柱或柱与剪力墙的中线应重合，当柱中心线难以重合时，在计算时应考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响。梁、柱中心线之间的偏心距不应超过柱截面在该方向宽度的1/4。若超出该限度，可使用增设梁的水平加腋等措施，设置水平加腋后，仍需对梁柱偏心的不利影响进行考虑。　　剪力墙应避免布置在需要墙面上开设大洞位置，如需在墙体上开设洞口，各楼层开设的较大洞口应上下对齐，洞口

4、的面积和墙体的总面积的比值不超过1/6。洞口的梁高不宜超过层高的20%。剪力墙不宜集中布置在房屋的两头。同一轴线上两片纵向剪力墙的间距不应过大。由于墙体平面内的刚度大，对其间被约束框架自由伸缩变形的限制作用强。两片剪力墙之间的框架区段越长，被约束的温度变形量就会越大，对结构越不利，这种情况下可以额外增加温度配筋，否则构件容易因温度的变化而出现裂缝。　　形体突变处设置剪力墙　　在楼盖水平刚度急剧变化的地方，还有楼盖较大洞口的两侧，应设置剪力墙，但应注意的是，不能仅在洞口的一侧设置剪力墙，避免楼板被洞口严重削弱，无法抵抗地震的水平剪力。　　平面

5、形状的凸凹较大时，应在凸出附近部分布置剪力墙。纵横向剪力墙最好能连接为一体，组成T形L形或C形等结构形式，从而取得较大的纵横向抗侧刚度。同一方向各个部位剪力墙的抗侧刚度值不应相差太大，以避免水平地震作用过分集中到某一片剪力墙上。任何单片剪力墙底部所承担的水平剪力，不应大于结构底部总水平剪力的40%。　　当建筑师给结构布置以灵活度时，结构工程师应当优化剪力墙的布置，剪力墙的数量不必太多，以更好的满足业主的使用要求。　　提高剪力墙的抗震性能　　将剪力墙做成四周有梁柱的带边框墙。边框可阻止斜裂缝向相邻发展，还可在墙板破坏后作承重构件代替墙板承重且

6、有一定延性。边框应具有足够的斜截面受剪承载力，以承担因墙身通裂对边框梁柱引起的附加剪力。　　控制每肢墙的高宽比。必要时可设结构洞口或结构竖缝使变成双肢墙或多肢墙，可控制裂缝和屈服部位出现在结构竖缝和洞口连梁处，形成耗能机构，同时使原剪力墙―分为二，刚度降低，避免发生剪切破坏和底部墙体过早屈服。　　剪力墙的刚性连梁，其跨高比往往仅为1左右。而试验表明：当连梁的跨高比为5时，延性和耗能很好，连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上，滞回曲线也相当饱满；当跨高比降至1时，延性系数则降至3左右。滞回曲线严重捏拢，耗能很小，最后弯剪破坏。因此，需要对

7、它的组成和构造采取一定措施。　　提高框架的抗震性能　　加强框架的角柱。角柱是连结纵横框架的枢纽，要增加框架的空间整体性，就要加强角柱的抗剪性能。　　沿周圈框架平面按K形支撑和X形支撑布置―定数量的钢筋砼抗剪墙板或配筋砌块抗剪墙板，能有效克服框架的剪力滞后现象，显著提高框架的整体性和抗推刚度，减少结构的整体侧移，特别有利于减小层间侧移。但这种结构的延性较差，因此，可以在墙板上开十字形结构竖缝使之出现薄弱部位，形成延性耗能墙板。　　提高整体结构的抗震性能　　实行机构控制，实现总体屈服机制。在结构的特定位置设置一定数量的人工塑性铰。对塑性铰发生的

8、区域、顺序及塑性程度进行控制，使得结构在强震时能形成最佳耗能机构。在水平作用下，使水平构件先于竖向构件屈服，最后竖向构件底部屈服。　　使结构的刚度和承载力相匹配。在框剪结构中，如