高层框架-剪力墙结构设计实例研究

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1、高层框架-剪力墙结构设计实例研究　　【摘要】：框架-剪力墙结构是高层建筑中常见的结构形式，在高层结构设计中容易满足安全、经济、合理的要求。笔者通过国内某建筑结构设计实例，阐述了框架-剪力墙结构的设计的设计方案以及相应构造应采取的措施。【关键词】：高层建筑；框架-剪力墙；设计中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：框架-剪力墙结构体系是指利用剪力墙及框架作为建筑的竖向承重体系，并用它抵抗水平力的结构体系。在受力方面，因为剪力墙的刚度大，容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。在地震作用下，其变形小，

2、破坏程度低，可以设计成延性剪力墙，大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形耗散地震能量。该体系在高层建筑结构设计中容易满足安全、经济、合理的要求，所以在高层住宅、公寓和旅馆建筑中得到广泛应用。一、框架-剪力墙结构设计要点在进行高层建筑结构设计时，必须要清晰掌握这种建筑相对于低多层建筑来说所具有的特征，只有这样才能准确地就其特殊性而作出相应的设计措施。笔者总结了高层建筑结构设计特点主要有以下几点：8（一）水平荷载是高层框架-剪力墙结构设计时的决定性因素这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小，

3、仅与楼房高度的一次方成正比；而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；同时，对于同一建筑来说，自重等竖向荷载基本上是定值，而风荷载和地震作用等水平荷载，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。（二）轴向变形不容忽视因为在高层建筑中，自重等竖向荷载很大，能够使墙、柱产生较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生较大的影响，对预制构件的下料长度产生影响，另外对构件的剪力和侧移也会产生影响，较易造成结构设计不够安全。（三）侧移是高层框架-剪力墙结构设计的关键因素水平荷载

4、下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大，因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。（四）结构延性是高层建筑结构设计的重要设计指标与低多层建筑相比，高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，防止建筑倒塌，必须采取一定的构造措施，以保证结构具有足够的延性。二、设计实例（一）项目简介8本项目为24层的高层建筑大楼，该建筑高度为81.2m，该高层建筑底下3层主要用于商业活动，4层为设备夹层，其余层主要用于酒店，地下设有一层地下室。抗震设防烈度为7度，场地

5、类型为Ⅱ类。（二）主体结构选型由于本高层建筑为24层，高度为81.2m，属于高层建筑，同时结合高层建筑结构设计的特点，主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。该结构体系能较好地满足建筑使用功能，剪力墙结合建筑功能双向均匀对称布置贯通落地，结构横向高宽比为4.27，小于7。经计算，框架-剪力墙结构能够满足结构抗震、抗风和承受重力荷载作用等各项技术要求，结构整体位移、稳定及构件节点延性也都能较好地满足要求。（三）楼盖结构选型及楼屋面板设计由于本高层建筑主体结构采用了现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，为了能与之相适应，

6、楼盖结构也应选用现浇钢筋混凝土梁板结构。结合建筑平面布置，考虑有利于提高结构横向刚度，楼盖次梁沿横向布置，支承于纵向框架梁上。楼屋面板采用多跨连续板，其中商业层及屋面板厚120mm。（四）剪力墙截面本高层建筑的剪力墙端柱以及剪力墙厚度，分别见表1和表2所示：表1剪力墙端柱截面尺寸（单位：mm）8表2剪力墙厚度（单位：mm）（五）高层建筑结构设计及构造要求结合本项目的高层建筑框架-剪力墙结构为例，说明该高层建筑结构设计及构造要求。本高层建筑的框架-剪力墙中的框架和剪力墙的截面设计除了满足框架和剪力墙截面设计的一

7、般原则外，还重点采取以下几点设计要求：（一）框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整对本高层建筑进行抗震设计时，地震造成的对房屋的倾覆力由框架和剪力墙两部分共同承担。若由框架承担的部分大于倾覆力矩的50%以上时，说明框架部分已居于较主要地位，应加强其抗震能力的储备。如可以通过按纯框架结构的要求来确定其抗震等级或轴压比按纯框架结构的规定限制来实现。适用高度和高宽比则可取框架结构和剪力墙结构两者之间的值，视框架部分承担总倾覆力矩的百分比而定，当框架部分承担的百分比接近于0时，取接近剪力墙结构的适用高度和高宽比；当

8、框架部分承担的百分比接近于100%时，取接近框架结构的适用高度和高宽比。（二）框架剪力墙中框架总剪力的调整8框架-剪力墙结构中，柱和剪力墙相比，其抗剪刚度很小，故在地震作用下，楼层因地震引起的总剪力主要由剪力墙来承担，框架柱只承担很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的内力很小，而框架作为抗震的第二道防线，过于单薄是不利的，为了保证框架部分有一定的抗震能力储备，规定框架部分所承担的地震剪力不应小于一