基于性能的剪力墙结构抗震设计探究

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1、基于性能的剪力墙结构抗震设计探究谢志成广东省重工建筑设计院有限公司摘要：经济发展，城市化进程加快，城市人U的加速密集推动了高层、超高层建筑的发展。建筑结构向着更高、更安全、更加可持续的方向发展。剪力墙结构体系，拥有更高效的抗震安全性能，更少的空间占用以及更加适应高层建筑的要求，得到了许多建设单位以及设计单位的认可，不断的被应用于实际项目中。对于众多结构设计人员而言，结构体系的安全性，特别是抗震安全性能是关注的焦点。本文主要旨在对基于性能的剪力墙结构抗震设计进行探讨和分析，推动基于性能的方法在剪力墙结构设计中的应用，提高剪力墙结构

2、的抗震安全性。关键词：剪力墙结构;基干性能;抗震设计;收稿日期：2017-9-3Received：2017-9-31引言城市不断发展，带来了巨大的人口聚拢效应，高层、超高层建筑层出不穷。建设单位和设计单位在不断的挑战建筑新高度的同时，对结构的安全性能也提出了更高的要求。剪力墙因为其出色的抗震性能、更少的空间占用以及出色的承重能力，得到了众多建设单位和设计单位的青睐，大量的应用于建设工程中。从0前的情况来看，剪力墙结构体系的应用，取得丫优秀的成绩，但是依然有许多问题，值得结构设计人员及相关从业人员不断的研宄和改善。2剪力墙结构概述

3、2.1剪力墙结构的含义为丫更好的抵抗建筑结构的水平力，剪力墙应运而生。剪力墙就是通过钢筋混凝土制墙板替代框架结构中的框架，在承受各类荷载引起的结构竖向内力的同时，有效的抵抗了建筑结构的水平内力，能够高效的承载建筑结构的外部负荷。一般而言，即指将建筑结构中承载水平力和竖向力的结构构件改用钢筋混凝土墙替代而形成的结构体系。剪力墙结构体系因其有较好的承载性能和抗震的性能，同时又能节约施工的经济成木，因此大量的应用于我国的绝大部分高层建筑之中。剪力墙结构体系虽然具有良好的抗震性能，但也并非适用于任何情况。结构剪力墙作为建筑物的分隔墙和围

4、护墙，墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙的间距有一定限制，不适用于大跨度结构。由于剪力墙平面内刚度较大，而平面外刚度很小，因此剪力墙不宜设罝单片墙，墙肢长度也不宜过长。2.2剪力墙结构的分类以墙体是否开洞以及洞口大小对剪力墙的影响，剪力墙结构可以分为以下几类:(1)整体剪力墙。整体剪力墙分为开洞墙和未开洞两种墙。幵洞墙允许剪力墙上开有一定数量的洞口，洞口面积不超过剪力墙整体面积的15%，且洞口至墙边的净距及洞U之间的净距均大于洞孔长边尺、j*。整体剪力墙的承载能力较好，在弯矩图处较难发生反弯抑或是突变等反

5、常状况。(2)双肢及多肢剪力墙。双肢及多肢剪力墙是指大开洞、洞门数量较多的类型，此时剪力墙的整体性已经较弱，可以看作是由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。各墙肢单独弯曲作用较为显著，剪力墙的弯矩图中较难出现反弯现象，而在剪力墙的连续梁位置较易出现突变等状况。(3)壁式框架剪力墙。该类型剪力墙一般开洞非常人，墙肢宽度较小，而剪力墙的肢线处刚度与墙体连续处刚度相当，墙肢明显出现局部弯矩。在此类建筑物屮会发生较多异常状况，楼层位置弯矩突变最为突出，并且反弯点也易发生在大多楼层处。该类型剪力墙的内力分布与框架结构接近，故称壁式框架剪力

6、墙。20世纪90年代，欧美率先提出基于性能的设计理念。此类理念提侣在结构设计时不但要注重结构的性能，同时要结合结构的安全、经济效益等各种信息。按照基于性能的理念设计的结构，可以预知结构在地震过后的性能水准。在棊于性能的抗震设计中，不仅界定了结构的性能耍求，并提出了达到性能的需求的各种方式方法。建筑结构采用基于性能的抗震设计方法，使得新型材料、新型结构体系等能在工程中得到大量应用。表1为基于性能抗震设计的结构在经历地震作用后的性能预期状况。表1震后结构性能预期状况下载原表基于性能的结构抗震设计主要是通过明确建筑物的抗震设防烈度、建

7、筑物的重要程度以及主要用途等，将整个建筑物在有效期内的造价、维护、抗震性能水平统筹，从而使建筑物在将来受到地震灾害影响时，能够保持抗震设计要求的性能水准，将结构的地震反应控制在可接受范围内，在降低建筑结构抗震成木的同时，有效控制建筑结构的地震反应。4基于性能的抗震设计方法4.1等效位移系数法为了得到建筑的最大期望位移值，应用模态及等效分析的方式对每个对位移有影响的原因进行研宄探讨。这种方式理解简单，然而在实际操作中，由于数值过多，无法保证计算结果的准确度，对建筑结构的细部构件的抗震性能无法进行精准的评估。同时，因为数值杂乱，数值

8、的准确度及可靠度难以确定，因而这种方式使用不广泛。4.2能力谱方法能力谱方法从推出至今，许多设计人员对其不断完善修改。能力谱是从地震弹性反应谱得到的需求谱及能力谱曲线相互对比来评估建筑结构的抗震水平。这种方法偏重于评价的是建筑结构的实际抗震性能，能够反应建筑结构