结合实例谈框架-剪力墙结构设计.pdf

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1、垫12篁§塑i簋簋122塑)鋈亘塞堑塞篁当壑型堡奠结合实例谈框架一剪力墙结构设计姚大园(江西省丰和营造集团有限公司，江西南昌330038)摘要：文章主要结合实例对框架一剪力墙结构设计的一些问题进行分析，并提出了提高框架柱及剪力墙轴压比、连梁设计的具体措施。供同行参考。关键词：框架一剪力墙轴压比连梁箍筋配箍特征值1工程实例工程的总建筑面积20041m2。其中，地上部分建筑面积18880m2，共16层，带5层裙房和一层设备转换层，建筑高度68．8m，地下部分建筑面积1161m2，共1层。结构体系为框

2、架一剪力墙结构，抗震设防烈度70，设计基本地震加速度值为0．109，设计地震为第一组，II类场地，设计特征周期为0．4s，风荷载按100年一遇风压取值为0．45kN／m2，雪压取值为0．35kN／m2。剪力墙的平面布置遵循均匀、分散、对称、周边原则。每片剪力墙刚度不要太大，连续尺寸不要太长，每一片墙肢的弯曲刚度适中，不会因为个别墙肢的局部破坏而影响整体的抗侧力性能。刚度愈大的墙肢吸收的荷载也愈大，所以考虑墙肢开洞来减轻墙肢的刚度集中问题。剪力墙布置在平面形状变化处，如角隅、端角，因为凹凸角部位是

3、应力集中处，宜设置剪力墙加强。同时电梯间、楼梯间楼面开洞严重地削弱楼板刚度，所以不能保证框架与剪力墙协同工作，需要设置剪力墙来加强。在楼梯及电梯间布置均匀、对称的剪力墙，同时为了保证结构抵抗扭转能力，使刚度中心与平面中心相吻合，在结构周边对称位置布置剪力墙，提高抗扭转能力。但平面图中3轴与A轴处建筑平面布置不允许布置剪力墙，故在4轴与A轴处布置剪力墙。同时为防止墙肢刚度过大而吸收大量的地震力而破坏，在较长的剪力墙中开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙肢之间采用连梁连接，使每片剪力墙的弯曲

4、刚度适中，不会出现个别墙的受力太集中而引起破坏。本设计中，主楼楼层面积Af为1050m2，剪力墙面积AW为18．50m2，框架柱面积AC为14m2，AW／Af=1．76％，(AC+Aw)／Af=3．09％，符合表1数据。设计中对扭转效应的控制采取了一些措施：①由于主楼标准层凸出部分大于平面总宽度的30％，故将该凸出部位板厚加厚至150mm，并在计算时设为弹性楼板；②设备层层高低，其刚度虽大于相邻上部楼层侧向刚度的70％，但刚度相对其相邻层还是比较薄弱，故将设备层及其相邻的上下层强制设为薄弱层，加

5、强该处的竖向构件；③采取措施使各楼层的刚心、质心的偏心距控制在0．15以内，主楼与裙房屋面的质心、刚心偏心距小于建筑相应边长的20％；④在裙房的一侧合理布置剪力墙；⑤对框架柱倾覆弯矩及楼层框架总剪力进行调整，主楼的底部总剪力为裙房屋面的总剪力。模型经过调整，对计算结果进行分析判断，确认后作为工程设计依据。·52·2提高框架柱及剪力墙轴压比措施轴压比主要为控制结构的延性，随着轴压比的增大，结构的延性越来越差，对高层建筑抗震十分不利。我国现行规范(见参考文献[1]~[2])均有相应要求。本工程在进行

6、初步设计时，业主提出当地混凝土搅拌站无法保证C40以上混凝土施工质量，混凝土最高强度等级为C40。根据规范，一级框架一剪力墙结构框架柱轴压比为0．75，若按框架柱轴压比为0．75设计，框架柱的截面面积很大，影响建筑平面布局。故框架柱采取规范提出的构造措施提高柱轴压比限值至0．90设计。底部加强区剪力墙厚度为350mm，混凝土强度等级为C40，能够满足设计要求。但在其他的一些高层建筑结构的底部几层，由于混凝土强度等级低，为使剪力墙轴压比不超过规范规定的限值，会出现剪力墙厚度很大的不合理情况。规范现

7、仅按结构抗震等级和设防烈度给出了混凝土剪力墙的轴压比限值，没有考虑通过采取构造措施提高其轴压比限值。清华大学吕文、钱稼茹等对混凝土剪力墙试件进行了试验研究及理论分析，研究轴压比对剪力墙位移延性比的影响，提出了混凝土剪力墙按设防烈度及结构的抗震等级确定轴压比限值。同济大学张展等研究了高宽比变化对剪力墙开裂方式、破坏形态、位移延性、耗能和刚度退化的影响。分析表明，即使高宽比为1．0的低剪力墙，同样可具有良好的延性性能。白亮、梁兴文对4片箍筋配箍特征值为0．1208～0．1502的剪力墙试件进行了反复

8、水平荷载作用下的抗震性能试验。研究剪力墙约束边缘构件配箍率、位移延性比、剪力墙高宽比等因素对剪力墙轴压比限值的影响，并给出满足具体延性需求、对应不同约束边缘构件配箍特征值的剪力墙轴压比限值(见表2)，供工程设计时参考。表2剪力墙轴压比限值位移延性配箍特征值xv系数“△0．10．20．3O．430．300．450．60O．704O．200．300．400．503框架一剪力墙中连梁设计框架一剪力墙结构中框架与剪力墙、剪力墙与剪力墙的连接方式有铰结与刚结两种。铰结为通过楼板连接来保证剪力墙与框架协同工