工程结构框架-剪力墙抗震设计的分析

● 结构设计与研究应用 ’ 《 四川建材 》 2008年第 6 期
文章编号 : 1672 - 4011 ( 2008 ) 06 - 0127 - 03
工程 结构框架
- 剪力墙抗震设计的分析
唐 世 柏
(郴州时代建筑勘察设计有限公司 , 湖南 郴州 423000)
摘 要 : 框架 - 剪 力墙结 构由框 架和剪力 墙组成 , 以 其整体承担荷载 和作 用 , 因其 组成 形式较 灵活 , 设 计时 可 根据工程具体情况选择 适当 的组 成形式 和适 量的框 架和 剪 力墙 。在框架 - 剪 力墙 结构中 , 剪 力墙 是承 担水平 风荷 载 或水平地震作 用的 主要构 件 , 因此 , 在设计 初期 , 应慎 重 布置剪力墙 。下面 结合算 例 , 探讨 一下 在抗 震设计 中剪 力 墙的布置设计 。 关键词 : 抗震设计 ; 剪力墙 中图分类号 : TU973 + 116 文献标识码 : A 整为 λ = 112～3。 212 确定剪力墙数量的原则 ( 1 ) 沿结 构单 元 的 2 个 主 轴 方 向 , 对 于 高 度 不 大 于 150 m 的高层建筑 (一般 装修 ) , 顶点 位移与建 筑物总高 之 比 u /H < 1 /700; ( 2 ) 单片剪力墙底 部承担 的水平 剪力不 宜超过 结构 底 部总水平剪力的 40% 。 213 确定剪力墙总刚度的方法 下面给出一种重 量和 刚度 沿高度 分布 比较均 匀 , 高 度 不大于 60 m 的框 - 剪 结构的剪力墙最佳总刚 度的简化计 算 方法 。此种结构可以 用等效 质点系 代替 多质 点系求 得总 地 震作用 , 按底部弯 矩相 等的原 则 , 折算 成倒 三角形 等效 地 震作用 , 框架 - 剪力墙结构的侧移 。 ch ( λ ξ ) - 1 sh λ sh λ 1 符号 2 + 4 ch λ 2 λ λ3 λ qH ) = ( 1) y (ξ 2 2 EI ξ Wλ sh (λ ξ ) 1 1 e λ 2 λ2 6
2
2 框架 - 剪力墙结构的优化
211 框架 - 剪力墙结构最佳刚度特征值 相对于铰接体系 , 刚接 框架 - 剪力墙 结构 的可 适当 调
1□
α max G 1 2F EK □ L7 1 1□ H 2n H 2n
( 5)
α 119 0 max T < λ GH □□ β GH ψT <T
1 27
215 框 2 剪结构中剪力墙数量的确定 ( 1) 在初步设计阶 段可 根据 经验 公式 对剪 力墙 的面 积
5层 ～8 层为为 200 mm。 梁截面尺寸 : 300 mm × 600 mm 。 各楼层 重 量 : 1、 2 层为 10 547 kN; 3、 4 层 为 9 244 kN; 5 层 ～7层 9 000 kN; 第 8层为 7 401 kN。
图 3 长度为 6m的剪力墙平面 312 剪力墙数量的选择和布置 312 11 剪力墙的总刚度要求
qH ζ □□kh, 顶点位移 u□□ < λ EI W
4
1 剪力墙的合理布置及类型
剪力墙的布置应 遵循 “ 均 匀 、分 散 、对 称 、周边 ”的 原则 。 ( 1 ) 竖向荷载 较大处 、建 筑物 端部附 近 、楼梯 和电 梯 间以及建筑平面 刚度 有变 化处 , 宜 设置剪 力墙 , 以 加强 建 筑在该处的 薄 弱环 节 。剪 力墙 在 竖向 宜对 齐 并直 通到 顶 。 如设计中不能全部 直通 到顶时 , 也应宜 沿高 度向上 逐渐 减 少 , 避免刚度突变 。 30 层 以下 100 m 以内 的高 层建筑 , 可 以每 5 层 ～7层变化一次剪 力墙 的刚 度 , 向上 逐渐减小 。 ( 2) 尽可能将 纵横两个 方向的 剪力墙 组合 在一起 , 如 图 1 ( a) 所示 。图 1 ( b ) 的布 置 , 侧向 刚度 和抗扭刚度均 较差 , 故不宜采 用 。当建筑 平面 形状 不规则 时 , 剪 力墙 和 柱网不能正交布置 。
( 2) 1 2F EK ] ,n 2n H
式中 , E IW 为剪力墙的 总弯 曲刚 度 ; q = [ 1 + 为结构总层数 。 λ sh λ 1 sh + 2 λ λ3 λ2 1 < λ = 2 λ 1 1 1 - 2 2 λ 6
( Tg , 5Tg ) 的结构 ,有 F EX = α 1Geq = Tg T1
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α ma x Tg < λ 1 1190 ψT <T 2 当已知 λ 、 Tg 、 α 后 , 即可 由式 (5) 计算 出剪力 墙的 最 max 其中 ,β □
1□
2 2
小总刚度 。 214 校核, 截 面尺寸 、 结构布置和 剪力 墙数量 较为合 理的 工程 , 其 基本 自 振周期大约在下式范围内 T1 = ( 0106 ～ 0108 ) n ΨT = 017 ～ 018
0 19
1 -
1 + λ ch
1 -
sh λ
λ
( 3)
式中 , F EK 为水 平地 震作用标 准值 , 对 于第 一周 期 T1 ∈ α max Geq
( 4)
式中 , Geq = 0185G, G 为 建筑 总 重力 荷载 代 表值 , 由 式
( 3) , 可得到 ( λ- < λ ) 表 ; T1 可按下式计算 T1 = <1 H Ψ T 图 1 规则的平面 ( 3) 剪力 墙结 构平 面布 置还 应根 据 建筑 的使 用 功能 、
2
G H ELW
其中 ,ΨT 为考 虑非 承重 砖墙的周期 折减系 数 , 取 017 ～
018。
由于 q =
1 +
墙体构件类型 、施工工 艺及 综合 经济技 术指 标等多 种因 素 加以确定 。
α L7 1 2F E K max G 1 = 1 + H 2n H 2n
Tg T1
0 19
及
( 2)
u 1 □f 代入式 H 700 EI W □