高层框架剪力墙结构抗震设计研究

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1、高层框架剪力墙结构抗震设计研究摘要：伴随我国高层建筑的飞速发展，对高层建筑抗震性能也提出更高的要求，框架剪力墙设计结构由于能够综合两者的优点，而广泛应用于建筑行业。本文为深入研究该结构的设计要点，首先分别对剪力墙、框架以及框架剪力墙进行受力分析，进而对框架剪力墙结构在抗震设计上的要点进行研究，希望为今后框架剪力墙结构在高层建筑工程中的应用提供一定的参考与帮助。中国7/vie　　Abstract：entofhigh-risebuildingsinChina，higherrequirementshavebeenputforicperformanc

2、eofhigh-risebuildings.Theframesheareandframeshearicdesignofframesheareshearestructure；shearwallstructure；high-risebuilding；stresscharacteristics；designpoints　　中图分类号：TU398+.2文献标识码：A：1006-4311（2017）14-0079-02　　0引言　　目前，随着我国城市建筑行业的快速发展，对高层建筑的要求就越来越高，由于框架剪力墙结构不仅具有框架的优点，同时还具有剪力墙的

3、优点，因此，该结构普遍应用于城市高层建筑中。而因抗震性是框架剪力墙结构的重要性能，故框架剪力墙的抗震性成为高程建筑设计的关键。为使框架剪力墙结构可以在地震中最大性能地表现出其优点，需对框架和剪力墙的变形特点进行研究，并将其完美的结合起来[1]。　　1框架剪力墙受力特点　　1.1框架、剪力墙受力特点　　框架结构在高层建筑中的形变一般表现出剪切特点，其改变情况会随着位移的增加而减慢，属于开口型曲线，即框架结构的形变曲线属于剪切型。在建筑中期纯框架结构的形变曲线相同。因此，其水平方向受力是根据不同框架结构的抗推刚度按一定的比例进行分配。　　剪力墙结

4、构的变形曲线特征类似于悬臂梁弯曲曲线的特点，其增大速度随着位移的增大而加快，曲线表现出弯形开口。抗弯曲强度在平面内表现较大，当结构属于普通剪力墙时，其受力位移线类似，即在剪力墙间水平方向的力根据其刚度值分别进行等效分配[2]。　　1.2框架剪力墙结构受力特点　　框架剪力墙高层结构中，由于高层建筑楼盖在平面范围内刚度可以认为是无限大的，因此结构的剪力墙与框架可以通过楼盖进行连接并形成网络，进而一起承担水平方向力，避免结构受剪切变形或弯曲变形的单一影响，在同一楼层该结构位移基本保持一致。故，在水平面范围框架剪力墙的位移形式位于剪力墙和框架间，属于

5、弯剪型，即曲线属于烦S型。因此，对于框架剪力墙高层建筑结构来说，在建筑的下部剪力墙因受到大于80%的水平剪力而导致变形量很小，相反在建筑结构的上部，框架结构受到较小的变形，能够与剪力墙共同作用，来抵抗剪力墙结构向外的变形，水平方向的剪力也相应地较大。实际上，框架剪力墙高层建筑结构是剪力墙与框架结构的结合，通过利用两种结构优点而有效地对水平方向的变形进行协调，从而达到对侧向刚度增强的效果，最终增加结构的抗震性[3]。　　1.3框架剪力墙结构设计的参数　　在剪力墙在框架剪力墙高层建筑结构中的受力通常由刚度λ表示，即采用框架刚度与剪力墙刚度之比来表

6、示。在不考虑梁体轴向与约束变形的情况下，可通过下式表达：　　根据实际工程显示，当λ较小时，说明框架总体剪力刚度与剪力墙结构的弯曲刚度比值也较小，整体弯曲变形属于弯剪型，即当建筑结构中存在过多的剪力墙时，建筑自振周期降低，刚度变大，同时地震力反而增大，因此将减小其延展性，尤其不利于建筑结构的顶部。通常情况下，越多的剪力墙越有利于结构的抗震，然而剪力墙的数量存在一定的限度，若超过该极限数值将对建筑结构产生负面的影响。根据相关研究[4]，当λ不小于1.15时最有利于框架剪力墙结构。　　λ值并非越大越好，当具有过大的λ值时，建筑结构会表现出剪弯的形式

7、，即当结构中有较少数量的剪力墙时，刚度将变弱而无法符合变形要求，此时框架结构具有较大的受力，最终导致因增大的梁截面而增加成本。事实证明，通常情况下，λ不大于2.4为宜[5]。　　2框架剪力墙建筑抗震设计要点　　2.1增强剪力墙抗震性　　建筑结构在进行设计时，在剪力墙周边通过增多梁柱的方式组成边框剪力墙。该设计不见能够有效防止因斜向裂缝而向周围结构扩展，还能够代替损坏的剪力墙而发挥承载的作用。需要注意的是，当边框结构数量增加时应满足斜截面承载力，目的是抵抗因开裂剪力墙而施加于梁柱的附加剪力。此外，肢墙面积应当合理，该设计法的原理是减小肢墙面积，

8、通过结构的形式而形成双肢墙或多肢墙，来保证屈服位置和裂缝位于结构洞口与竖缝的连梁处，从而形成耗能结构。同时该剪力墙能够减小刚度，在发生地震时防止出现剪切破坏以及在底