钢筋混凝土框架—剪力墙结构设计研究

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1、钢筋混凝土框架一剪力墙结构设计研究钢筋混凝土框架一剪力墙结构设计研究【摘耍】本文结合建筑结构耍求，对框架一剪力墙结构剪力墙的位置及数量进行分析，探讨剪力墙对结构性能的影响，为设计工作提供参考。【关键词】框架一剪力墙；结构设计框架一剪力墙结构刚度大、侧向变形小、抗震性能好，在高层建筑中，易于满足现行国家规范对层间位移限立值的要求，因此在现代建筑中得到广泛的应用。1框架一剪力墙结构体系框架一剪力墙结构是在框架结构中设置一定数量的剪力墙而形成的双重结构体系。从受力及变形特点来分析，在水平荷载作用下,剪力墙变形曲线为弯曲型，其水平侧移主要取决于所受弯矩的大小,剪力墙侧移越往上增加越快；而框架变

2、形曲线为剪切型，其水平侧移跟各楼层剪力有关,越往上侧移增加越慢。因此，在水平荷载作用下，这种变形的协调使得两者之间产生相互作用力，在框架一剪力墙结构下部，侧移较小的剪力墙对框架提供帮助，而在框架一剪力墙结构上部，框架又对剪力墙提供支持。最终，框架一剪力墙结构侧向位移减小，使框架和剪力墙之间的内力分布更趋合理。2剪力墙布置原则一般情况下，剪力墙应沿纵横两个方向布置。对于圆形和弧形平面，应沿径向和环向布置。每个方向剪力墙的布置原则上应尽量做到分散、均匀、周边、对称。2.1分散。剪力墙的布置应考虑地震力分散作用于刚度大致相等的多片剪力墙上。当地震力集中作用到一两片刚度很大的剪力墙上,会造成墙

3、体内力很大，截面设计困难，且主耍受力剪力墙一旦破坏后,其余较弱剪力墙和框架很难额外负担起该剪力墙传来的很大地震力,以致出现破坏。2.2均匀。同方向的各片剪力墙应比较均匀地布置在建筑平面的各个区段，而不是集中于某一区段内，以防止因楼盖过大的水平变形导致地震力在各棉框架间的不均匀分配。2.3周边。剪力墙尽可能沿结构平面的周边布置，以获得结构抗力的最大水平力臂，提高整个结构的抗扭转能力。2.4对称。剪力墙应尽量做到对称布置，如果在平面上难于做到对称布置时，可通过调整剪力墙的长度和厚度，使结构的刚度中心尽量与质量中心相接近，缩小偏心距，以减小地震吋结构的扭转效应。3剪力墙数量3.1剪力墙数量确

4、定原则在框架一剪力墙结构体系屮，如果剪力墙布置的多，则刚度较大,框架布置的多，则柔度较大。根据历年的震害调查研究，随着剪力墙数量的增加震害减少。对于框架一剪力墙结构,究竟应该怎样合理布置剪力墙。首先，为能充分发挥框架一剪力墙体系的结构特性，在规定的水平力作用下，结构底层剪力墙承担的地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩应大于50%o其次沿结构单元的两个主轴方向，按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)中规定，按弹性方法计算的结构层间位移角应小于l/800o最后剪力墙布置不宜过分集中，每道剪力墙承受的水平力不宜超过总水平力的40%。3.2剪力墙数量计算可以用框剪结构的刚度特征

5、值入(即框架抗侧刚度和剪力墙抗弯刚度的比值)来计算确定剪力墙的数量。其中，Cf二工Cfi为总框架的剪切刚度，可由柱的抗侧刚度D值计算，Cfi=hEDi；Ch二工Chi为连梁的附加等效剪切刚度；EIw二工EIwi为总剪力墙的刚度。入值的变化，表示两种不同变形性质的结构的相对数量的变化，当剪力墙数量减少时，X值增大，当剪力墙数量增加时，X值减小。当入二0时，即纯剪力墙结构；当入时，即相当于纯框架结构。4剪力墙设置合理的检验当然，结构层间位移角满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)的要求，是合理设计的必要条件之一，但不是充分条件。还要考虑周期，地震力大小等综合条件。首先，通

6、过计算结构自振周期來验证剪力墙的布置。对于比较合理的结构设计，不考虑周期折减的结构自振周期，对于框架一剪力墙结构，T1二(0.06-0.8)N,笫二和第二振型的周期近似为T2二(1/3-1/5)XT1,T3二(1/5-1/7)XT1。其次，可通过计算结构的底层倾覆力矩来验证剪力墙的布置。在规定的水平力作用下，结构底层剪力墙承担的地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩应大于50%o经过上述验证，基本上认为剪力墙的数量和设置位置是合理的。5结论通过上述儿部分的讨论可知，在确定框架一剪力墙结构中剪力墙的布置吋，根据前述原则提出比较合理的布置数量及布置方式。在分析的基础上必须进行试算调整，当其满

7、足规范中侧移的要求、地震周期及侧移曲线三个方面吋，我们可以认为剪力墙的设置是合理的。参考文献[1]傅学怡.实用高层建筑结构设计[M]・笫2版.北京：中国建筑工业出版社，2010.[2]郭任俊.高层建筑框架:剪力墙结构设计[M]・北京：中国建筑工业出版社，2004.[3]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S]・北京：中国建筑工业出版社[4]JGJ3—2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社作者简介：李根(1985