对少量剪力墙的框架结构的理解与设计建议
浅谈少量剪力墙框架结构在设计中的应用
浅谈少量剪力墙框架结构在设计中的应用本文以实际工程为例,结合PKPM软件进行分析,分析结果表明在结构底部若干层楼电梯处设置少量剪力墙,能提高结构抗侧刚度,减小结构的层间位移角及位移比,降低扭转效应,改善结构抗震性能。
并建议少量剪力墙框架结构分析計算中除应考虑剪力墙与框架的协同工作,还应考虑按纯框架结构进行计算,最后框架部分取两种工况的包络值进行配筋设计。
标签:少量剪力墙;框架结构;层间位移角;位移比;包络设计钢筋混凝土框架结构由于其灵活的空间分隔性,较好的经济性以及能就地取材的优点,在实际工程建设中得到了广泛应用,但有些框架结构体型较为特殊,经试算不能满足有关规范对于弹性层间位移角及位移比的要求,要加大梁柱截面较多才能实现体系位移的改善,经济性差。
此时在合适的部位设置极少量的剪力墙,例如布置在结构刚度较弱处或楼、电梯间处,则较为容易实现对结构位移的把控。
然而,对于含少量剪力墙的框架结构,我国《高层建筑混凝土结构设计规程(JGJ3-2010)》[1]第8.1.3条仅做了一般性规定,没有对具体的控制指标给予量化,使得施工图设计、审查均无据可依。
而《建筑抗震设计规范(GB50011—2010)》[2]第6.2.13条第四款中,也仅对框架部分地震剪力值的计算做出了规定。
因此,本文仅结合实际的工程实例,浅谈少量剪力墙框架结构在设计中的应用。
1、对少量剪力墙框架结构的认识设置少量剪力墙并没有改变结构形式,是带有少量剪力墙的框架结构,属于一种特殊的框架结构形式,但仍是框架结构。
由于剪力墙较少,同时不是主要的抗侧力结构,在风荷载或者地震作用较小时,剪力墙辅助提供其弹性刚度Ew Iw,使得设置少量剪力墙后的框架结构能满足规范对框架结构的弹性层间位移角及位移比的要求。
在设防烈度地震及罕遇地震时,基于刚度分配原则,剪力墙率先吸引了大部分的地震作用,使得剪力墙塑性开展,出现裂缝而刚度退化,不能成为第一道抗震防线;同时由于剪力墙自身的刚度大,这就决定了剪力墙不可能成为第二道防线,故剪力墙只需满足“小震不坏”的要求。
多层建筑少量剪力墙框架结构设计分析
摘要:框架结构是公共建筑常采用的结构形式,在高烈度地区往往因刚度不足导致层间位移角和扭转位移比难以满足规范要求。
现结合某综合商场模型,在角部设置少量剪力墙形成少墙框架结构,以弥补纯框架结构的不足。
同时,结合以往学者阐述的少墙框架的设计原则,通过对比纯框架体系和少墙框架的抗震性能和经济指标,探究其工程应用的可行性。
关键词:少墙框架;高烈度;设计原则;抗震指标;经济指标1概述目前在建的住宅、办公楼、宿舍、学校教学楼、大型综合体等建筑物中,大多采用多层框架结构体系。
在抗震设防烈度为6度地区的多层钢筋混凝土框架结构的截面设计主要由轴压比决定,而在7度(Ⅲ类场地)或8度地区主要是由层间位移角控制。
结构设计要满足位移角要求只有提高材料强度,加大梁柱截面尺寸,而过大的梁柱截面尺寸除给建筑使用带来不便,更直接的是“高梁宽柱”给建设单位造成设计保守、浪费的印象,甚至对设计单位的声誉和后续项目的合作也造成了一定的影响。
剪力墙构件本身侧向刚度较大,能有效抵抗结构水平力,在水平力作用下侧向变形很小。
高烈度的框架结构中设置少量的剪力墙,组成少墙框架结构,在纯框架结构体系无法满足规范对位移控制要求时,充分发挥剪力墙的侧向刚度,减少水平位移,改善框架的抗扭转性能,从而在不加大梁柱截面尺寸情况下满足规范要求,也符合建设单位经济、安全的设计需求;但是,目前对于少墙框架的设计原则并在少墙框架设计中,层间位移角的限值未有明确规定,《建筑抗震设计规范(GB50011—2010)》6.1.3条条文说明提出:框架结构布置的少量剪力墙需按框架部分承担倾覆力矩的多少来确定层间位移角限值,其限值按框架的1/550和框架-剪力墙的1/800两者之间偏于安全内插[1]。
有学者经过模型分析发现,底层剪力墙部分承担的地震倾覆力矩随墙肢的增长而增大,相应层间位移角虽减小但是减小幅度并不明显,按线性内插来分级控制层间位移角很难满足[2]。
同时朱炳寅提出,少墙框架的层间位移角仍可按1/550限制[3],而此限值也对剪力墙的数量也做出了新的要求。
民用建筑剪力墙框架结构的思路与建议
民用建筑剪力墙框架结构的思路与建议摘要:自我国社会主义市场经济体制确立以来,市场经济持续增长,作为经济增长的支柱性产业之一,建筑行业获得了广阔的发展空间。
尤其是近些年来,城市化进程加快,建筑工程数量和规模不断增长,越来越多新技术和新工艺应用其中,大大促进了建筑工程的发展。
民用房屋建筑工程作为建筑工程中的重要组成部分,在剪力墙框架结构的施工中,需要进行不断的思考与改革。
基于这样的现状,本文将简单介绍剪力墙的框架结构及特征,并分析剪力墙框架结构的思路及注意事项,提出一定的建议措施。
关键词:民用建筑;剪力墙框架结构;思路;建议1 剪力墙框架结构概述剪力墙框架结构主要是指在结合框架和剪力墙技术优势的基础上,进一步实现房屋建筑梁和柱的稳定连接,形成一个承重能力更强的工程结构,为工程后续的施工活动提供更为坚实的保障。
在梁和柱的搭配下,形成的这种稳定性更高的框架,可以有效提升房屋建筑工程整体水平荷载力,在一定程度上有效抵御外力对房屋结构带来的变形压力影响。
伴随着科技水平的提升,建筑行业获得了快速的发展,相应房屋建筑工程框架剪力墙结构以其独特的优势被广泛应用,得到了较为可观的发展。
在对房屋建筑新技术和新工艺的创新发展中,有意识的整合框架结构技术和剪力墙结构技术优势,能够充分发挥两种技术各自优势,充分发挥房屋建筑工程框架剪力墙的结构优势,提升建筑结构的整体稳定性。
2 剪力墙框架的特征剪力墙框架结构不但具有框架结构的特点,同时还具有剪力墙结构的特点,所以具有较强的承受能力,在墙体结构中能够平衡各方面的压力,具备良好的抗震性与抗干扰性,能够提升建筑的性能及建筑空间的灵活性。
其实框架剪力墙其本身的抗压性一般,在压力作用下较容易形变,虽然形变程度不一,但框架剪力墙所具备的抗震性能够保证结构的稳定性。
在具体的施工过程中,如果是在烈度比较高的地区则需要适当的削弱纵向剪力墙,强度不足时则应该相应的增加或减少洞口。
因此框架剪力墙在建筑工程中进行应用时,需要根据具体的情况选择最优方案来进行施工,从而提升框架剪力墙的施工质量,提高民用建筑工程的工作效率及工程质量。
浅析框架-剪力墙
浅析框架-剪力墙浅析框架剪力墙在现代建筑结构设计中,框架剪力墙结构是一种广泛应用且性能优越的结构体系。
它结合了框架结构和剪力墙结构的优点,有效地提高了建筑物的抗震能力、承载能力和空间使用效率。
框架结构,我们都比较熟悉,它由梁和柱组成,能够提供较大的空间灵活性,适合用于商场、办公楼等需要大空间的建筑。
然而,框架结构的侧向刚度相对较小,在水平荷载(如风荷载、地震作用)下,变形较大,容易影响结构的稳定性和安全性。
剪力墙结构则是由一系列钢筋混凝土墙板组成,能够承受较大的水平荷载,侧向刚度大,变形小。
但剪力墙结构的空间分隔相对固定,灵活性较差。
而框架剪力墙结构则巧妙地将两者结合起来。
在框架剪力墙结构中,框架主要承担竖向荷载,剪力墙则主要承担水平荷载。
这种分工合作,使得框架剪力墙结构在承受各种荷载时,都能表现出良好的性能。
从受力特点来看,框架剪力墙结构在水平荷载作用下,框架和剪力墙之间存在协同工作的关系。
当水平荷载较小时,框架能够承担大部分的水平力,剪力墙的受力相对较小。
随着水平荷载的增加,剪力墙承担的水平力比例逐渐增大,框架承担的比例逐渐减小。
当水平荷载达到一定程度时,剪力墙成为主要的抗侧力构件。
这种协同工作的机制使得框架剪力墙结构在不同的荷载条件下,都能够合理地分配内力,从而提高结构的整体稳定性和安全性。
在实际应用中,框架剪力墙结构具有很多优点。
首先,它能够有效地控制结构的水平位移。
由于剪力墙的存在,大大提高了结构的侧向刚度,减少了水平荷载作用下的变形,保证了建筑物在使用过程中的安全性和舒适性。
其次,框架剪力墙结构能够提供灵活的空间布局。
框架部分可以根据建筑功能的需要,灵活布置房间和通道,而剪力墙部分则可以设置在对空间影响较小的位置,如电梯井、楼梯间等。
再者,这种结构体系具有较好的抗震性能。
在地震作用下,框架和剪力墙能够共同抵抗地震力,吸收和消耗地震能量,减少地震对建筑物的破坏。
然而,框架剪力墙结构也存在一些不足之处。
关于配置少量剪力墙的框架结构的探讨
。 …
建 筑 科 学
关 于 配置 少量 剪 力墙 的框 架 结构 的探 讨 ①
陈大 东 于春 娟 (. 1 青岛海创 源建筑设计 有限公 司 山东青 岛 2 6 7 ; 2 青岛科技 大学设 计研究 院有限公 司 6 0 1 . 山东青 岛 2 6 4 ) 6 0 2
能 各 自 自 由变 形 。 不 考 虑 扭 转 影 响 的 情 认 为 是 配 置 少 量 剪 力 墙 的 框 架 结 构 。 在 况 下 , 同 一 楼 层 的 水 平 位移 必 定 处 处 相 在
1框架 一剪力墙 的主要特征
框架 剪力 墙 亦 称 框 架 抗震墙结构 ,
简 称 框 剪 结 构 , 由框 架 和 剪 力 墙 两 种 不 是
同抗 侧 力构 件 组成 的 结 构 体 系 。 两 种 结 构 的位 移 无 法 满 足 规 范 要 求 时 , 设 置 少 力 构 件 , 大 结 构 的抗 侧 力 刚 度 , 小 结 构 这 才 加 减 构 的 受 力特 点 和 变 形 性 质 是 不 同 的 。 水 量 的 剪 力墙 。 在 其次 要 明确 少量 剪 力墙在 整 个 的 扭 转 。 如 歌 剧 院 工程 , 例 设计 时 应 在 结构 在 l 平 力 作用 下 , 力墙 是 竖 向 悬 臂弯 曲 结 构 , 结 构 中的 作用 。 剪 在水 平 力 作 用 下 , 置 少量 平 面 布 置 上 采 取 一 些 措 施 , 舞 台 g设 置 布 其 变 形 呈 弯 曲形 , 层越 高水 平 位 移 增 长 剪 力墙 的框 架结 构 中 , 架承 受 的倾 覆力矩 适 量 剪 力 墙 ; 观 众 厅 与 舞 台 以 及 前 厅 和 楼 框 在 不应 小于 结构 底部 倾覆 力矩 的 7 %, 5 或更 观 众 厅 交 接 处 也 设 置 剪 力 墙 ; 同时 在 柱 网 速 度越 快 。 架在 水 平 力作 用下 , 变形 曲 框 其 MF 线 为 剪 切 型 , 层越 高水 平 位 移 增 长 速 度 楼
对少量剪力墙的框架结构的理解与设计建议
MF0/M0 1.0
1.0~A A~0.5 0.5~B B~0
0
注:1)M0 为在基本振型地震作用下,结构底部地震倾覆力矩的总 和;MF0 为框架承受的底部地震倾覆力矩;2)对应于少量剪力墙的框 架结构,上表相应确定少量框架的剪力墙结构;3)A 和 B 值应根据工 程经验确定,一般情况可分别取 0.8 和 0.2~0.25。
Building Structure
设计交流
对少量剪力墙框架结构的理解与设计建议 ——新《抗规》学习体会之一
朱炳寅/中国建筑设计研究院,北京 100044
0 概述 《 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 》( JGJ3 —
2002)(以下简称《高规》)第 6.1.7 条中对少量剪 力墙的框架结构做出了一般性规定,但对其中的剪 力墙及框架未予以量化,未明确提出框架的包络设 计及大震位移的验算要求,对剪力墙在这种结构形 式中的作用未予以说明,相关文献[1,2]的规定和解释 也各不相同,导致结构设计及施工图审查时无章可 循或对布置少量剪力墙的框架结构提出按框架-剪 力墙结构设计的混乱局面。这成为布置少量剪力墙 的框架结构在实际工程中难以广泛应用的主要原 因。《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)(以下 简称《抗规》)第 6.1.3 条对少量剪力墙的框架结构 作出了新的规定,使少量剪力墙的框架结构的范围 进一步扩大,且在实际工程中更难以准确把握和应 用。现结合《高规》和《抗规》比较说明之并提出 相应的设计建议。 1 对少量剪力墙的框架结构的认识
土共同工作等因素,以适当减少剪力墙下桩的数 量,并使剪力墙下桩数与正常使用状态下需要的桩 数相差不能太多,否则,会加大剪力墙与框架柱的 不均匀沉降。
简析框架剪力墙结构设计
简析框架剪力墙结构设计框架剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,它主要由框架和剪力墙组成。
这种结构形式在抗震性能方面具有很好的表现,因此在地震频发地区得到广泛的应用。
接下来,我们将对框架剪力墙结构的设计原理、应用范围以及设计注意事项进行简要分析。
一、框架剪力墙结构设计原理1.框架剪力墙结构的作用机理框架剪力墙结构主要是利用钢筋混凝土构件的受力性能来抵抗水平荷载,提高建筑物的抗震性能。
框架的作用是通过承担较大的剪力和弯矩来抵抗水平荷载,而剪力墙则通过承担剪力来增加整体的抗震性能。
在进行框架剪力墙结构设计时,需要遵循以下原则:(1)合理配置结构布局,使得框架和剪力墙能够充分发挥作用;(2)采用合理的截面尺寸和配筋,确保结构的受力性能;(3)设计合理的连接部位,提高结构的整体刚度和稳定性。
1.适用于高层建筑框架剪力墙结构由于其良好的抗震性能,因此特别适用于高层建筑。
通过合理设计和布置框架和剪力墙,可以有效提高建筑的抗震能力,降低地震风险。
3.适用于复杂地形地质条件在一些复杂地形和地质条件下,建筑物需要更高的抗震性能。
框架剪力墙结构可以通过合理的设计和施工,在复杂地形和地质条件下具有较好的应用性能。
1.合理确定结构布局2.选择合适的构件材料框架剪力墙结构的设计中需要选择合适的构件材料,如混凝土、钢筋等,确保结构的受力性能和耐久性能。
3.考虑连接部位的设计在进行框架剪力墙结构设计时,需要充分考虑连接部位的设计,采用合理的连接方式和构件,提高结构的整体刚度和稳定性。
4.考虑地震荷载的影响框架剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,它具有良好的抗震性能,适用于高层建筑、大跨度建筑和复杂地形地质条件下的建筑,但在进行设计时需要充分考虑结构布局、构件材料、连接部位和地震荷载的影响,确保结构具有良好的受力性能和稳定性。
希望本文能够对框架剪力墙结构的设计和应用有所帮助。
对少量剪力墙的框架结构的认识
对少量剪力墙的框架结构的认识作者:韩立秋来源:《科学与财富》2011年第12期[摘要] 由于布置少量剪力墙在框架结构再设计原则以及具体设计中存在诸多不确定因素,给结构设计和施工图审查带来很多困难,所以在结构设计中应尽量避免采用,尽可能采用概念清晰、便于操作且抗震性能较好的框架剪力墙结构。
[关键词] 剪力墙少量框架结构建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。
剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。
剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。
剪力墙结构体系,有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。
剪力墙的间距有一定限制,故不可能开间太大。
剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板,可以不设梁,所以空间利用比较好,可节约层高。
1剪力墙的设计原则剪力墙抗震等级可按照《抗震规定》第6.1.3条确定,按照构造配筋设计可不考虑剪力墙的配筋计算数值,直接按照构造配筋绘制施工图。
在剪力墙很少的框架结构中,框架是主要的抗侧力结构,在多发地震作用下,剪力墙副主框架结构满足规范对框架结构的弹性层间位移角要求,提供的剪力刚度,在罕遇地震作用时,剪力墙退出工作。
2少量剪力墙结构体系带有少量剪力墙的框架结构,属于一种特殊的结构形式,但仍是框架结构,明确结构体系的目的在于分型框架及剪力墙在结构中的地位,其中框架是主体,是承受竖向荷载的主体也是主要的抗侧力结构。
结构分析计算中除了应按照纯框架接哦股计算外,还要考虑剪力墙与框架的协同工作。
可以理解为是一种补充计算的要求,设计中要要满足按照纯框架结构进行计算和包络设计的要求。
更需要注意的是,这一特殊的框架结构,现行规范和规程对钢筋混凝土框架结构的所有要求都应该得以满足。
因此,按纯框架结构的要求进行设计计算是必须的。
框架剪力墙结构设计探讨
框架剪力墙结构设计探讨在现代建筑设计中,框架剪力墙结构因其独特的性能优势而得到了广泛的应用。
这种结构形式结合了框架结构和剪力墙结构的特点,既能提供较大的空间灵活性,又能具备良好的抗震性能。
接下来,让我们深入探讨一下框架剪力墙结构设计的相关要点。
一、框架剪力墙结构的基本概念框架剪力墙结构,简单来说,就是由框架和剪力墙共同承担竖向和水平荷载的结构体系。
框架主要承担竖向荷载,剪力墙则主要承担水平荷载。
在水平荷载作用下,剪力墙如同一个巨大的悬臂梁,通过自身的弯曲变形来抵抗水平力;而框架则通过梁柱节点的转动和柱的轴向变形来协同工作。
这种结构形式的优点是明显的。
它既具有框架结构布置灵活、便于大空间使用的特点,又具有剪力墙结构抗侧刚度大、抗震性能好的优势。
因此,在高层建筑、商业综合体、办公楼等建筑中得到了广泛的应用。
二、框架剪力墙结构的受力特点1、水平荷载作用下的协同工作在水平荷载作用下,框架和剪力墙之间存在着协同工作的关系。
剪力墙承担了大部分的水平剪力,而框架则承担了一部分剪力,并通过梁柱节点的转动来协调变形。
这种协同工作使得结构的整体性能得到了优化,提高了结构的抗震能力。
2、竖向荷载作用下的受力分布在竖向荷载作用下,框架和剪力墙分别承担着各自范围内的竖向荷载。
框架柱主要承受轴力和弯矩,而剪力墙则主要承受轴力。
由于框架和剪力墙的刚度不同,其竖向变形也会有所差异,这就需要在设计中进行合理的考虑和处理。
三、框架剪力墙结构的设计要点1、结构布置合理的结构布置是保证框架剪力墙结构性能的关键。
剪力墙应均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间等位置,以提高结构的抗扭性能。
框架柱的布置应尽量与剪力墙相结合,形成良好的受力体系。
同时,要注意避免出现短柱和薄弱层,保证结构的竖向刚度均匀。
2、剪力墙的设计剪力墙的厚度、长度和数量应根据建筑物的高度、抗震设防烈度等因素进行合理确定。
剪力墙的厚度一般不宜小于 160mm,长度不宜过长,以免出现过大的弯曲变形。
少量剪力墙的框架结构
少量剪力墙的框架结构在建筑结构领域,框架结构是一种常见且应用广泛的结构形式。
而当在框架结构中加入少量剪力墙时,便形成了一种独特的结构体系——少量剪力墙的框架结构。
这种结构形式结合了框架结构和剪力墙结构的特点,在满足建筑功能需求的同时,也能提供较好的结构性能。
框架结构,顾名思义,主要由框架柱和框架梁组成。
框架柱承受竖向荷载并将其传递至基础,框架梁则承担水平荷载并将其分配到框架柱上。
这种结构具有空间布置灵活、便于建筑布局等优点,适用于多种功能的建筑,如办公楼、商场、教学楼等。
然而,框架结构在抵抗水平荷载(如风荷载、地震作用等)方面的能力相对较弱,侧向位移较大。
为了提高框架结构的抗侧力性能,人们引入了剪力墙。
剪力墙是一种主要承受水平荷载的墙体,其具有较大的抗侧刚度,可以有效地减小结构的侧向位移。
但纯剪力墙结构的空间布局相对受限,不如框架结构灵活。
少量剪力墙的框架结构则是在框架结构的基础上,合理地布置少量剪力墙。
这些剪力墙通常设置在建筑的关键部位,如楼梯间、电梯间、房屋端部等,以增强结构的整体抗侧力能力。
在这种结构中,框架和剪力墙协同工作,共同抵抗水平和竖向荷载。
在水平荷载作用下,剪力墙承担了大部分的水平剪力,框架则承担了一部分水平剪力以及大部分的倾覆力矩。
而在竖向荷载作用下,框架和剪力墙则分别承担各自范围内的竖向荷载。
与纯框架结构相比,少量剪力墙的框架结构具有更好的抗侧刚度和抗震性能。
它能够有效地减小结构在水平荷载作用下的侧向位移,提高结构的稳定性和安全性。
同时,由于剪力墙的数量较少,建筑的空间布局仍然相对灵活,能够满足多样化的功能需求。
与纯剪力墙结构相比,少量剪力墙的框架结构在建筑布置上更加自由,避免了剪力墙结构中墙体过多导致的空间分割不灵活的问题。
此外,在施工方面,少量剪力墙的框架结构施工相对简单,施工周期较短,成本也相对较低。
然而,少量剪力墙的框架结构在设计和施工中也存在一些需要注意的问题。
首先,在设计时,需要合理确定剪力墙的数量、位置和尺寸,以确保结构的协同工作性能和受力合理性。
对框架-剪力墙结构设计中一些认识
对框架-剪力墙结构设计中一些认识摘要:从事建筑设计多年了,在这多年的设计当中,我对框架-剪力墙结构有着越来越多的体会与认识。
现在,依据我多年的设计经验,再加上在实际设计过程中,对一些设计规范的体悟,我觉得在具体设计中,对框架-剪力墙结构应有一些方面需要注意。
因为这些知识,对设计人员影响很大。
下面,我谈谈对框架-剪力墙结构设计中一些个人认识。
关键词:框架-剪力墙;结构设计一、框架-剪力墙结构的优势震害表明,框架剪力墙结构比框架结构在减轻框架及非结构部件震害方面有明显的优越性,剪力墙可以控制层间位移,降低了对框架的延性要求,简化了抗震措施。
由于框架-剪力墙的共同作用,顶层高振型的鞭梢效应可以大为减轻。
框架-剪力墙结构的受力特点框架-剪力墙结构的受力和变形框架-剪力墙结构由框架及剪力墙两类抗侧力单元组成。
这两类抗侧力单元在水平荷载作用下的受力和变形特点各异。
剪力墙以弯曲型变形为主,随楼层的增加,总侧移和层间侧移增长加快;框架以剪切型变形为主,随着楼层增加,总侧移与层间位移增加减慢。
在同一结构中,通过楼板把两者联系在一起,楼板在其本身平面内刚度很大,它迫使框架和剪力墙在各层楼板标高处共同变形。
在协同工作时,首先要注意到剪力墙单元的刚度比框架大很多,往往由剪力墙担负大部分外荷载。
其次要注意到两者分担荷载的比例上下是变化的。
由它们的变形特点可以知道,剪力墙下部变形将增大框架下部变形却减小了,这使得下部剪力墙担负更多剪力,而框架下部担负的剪力较小。
在上部,情形正好相反,剪力墙变形减小,因而卸载,框架上部变形加大,担负的剪力将增大。
因此,框架上部和下部所受的剪力趋于均匀化。
协同工作原理二框架-剪力墙结构中,由于框架-剪力墙协同工作其剪力分配沿高度是不断变化的,因此框架-剪力墙结构的计算中应考虑剪力墙和框架两种类型结构的不同受力特点,按协同工作条件进行内力,位移分析,不宜将楼层剪力简单地按某一比例在框架与剪力墙之间分配。
框架剪力墙结构重难点分析和合理化建议
随着经济的发展,框架-剪力墙结构因其承载能力较大、建筑布置又较灵活而被广泛的应用,如何解决框架-剪力墙结构在设计中遇到的重点难点问题显得尤为重要。
框架剪力墙结构是一种双重抗侧力结构,在地震作用下框架和剪力墙共同承受竖向荷载和水平力。
剪力墙的刚度大,承担大部分的地震剪力,框架刚度小,承担小部分的地震剪力,当遭遇罕遇地震作用时,剪力墙的连梁首先破坏,剪力墙的刚度随之降低,由剪力墙承担的一部分剪力转移到框架,此时,如果框架具有足够的承载力和延性,则双重抗侧力结构的优势得以体现出来,否则连梁屈服后,框架有可能会遭到严重的破坏,从而使整个结构遭到破坏,甚至会引起倒塌,所以《建筑抗震设计规范》对框架剪力墙结构中框架的侧向刚度作了明确的规定:侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙和框架-核心筒结构,任一层框架部分承担的剪力值,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构设计计算的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。
但在实际的的设计中剪力墙的数量也不能过少,若在规定的水平力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,则该结构为少墙框架结构,其适用高度和抗震等级均不同于框架-剪力墙结构。
而且剪力墙过少,结构刚度较差,常不满足变形要求,同时,框架受力过大,梁柱截面尺寸加大,导致不经济。
框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。
由于水平风荷载和地震作用,可能沿结构的任意方向作用,为提高框架-剪力墙的承载力和抗扭刚度,应将框架-剪力墙结构设计成双向抗侧力体系,并且两个方向结构的刚度和承载力应尽可能相接近。
若一个方向结构的抗震能力较弱时,则会率先开裂和破坏,将导致结构丧失空间协同工作的能力,从而使另一个方向的结构也会发生破坏,这就要求在结构的两个主轴方向都要布置框架和剪力墙,而且剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度相接近。
同时为减小在水平力作用下结构的扭转效应,《建筑抗震设计规范》还作出如下规定:1.楼梯间宜设置抗震墙,但不宜造成较大的扭转效应;2.房屋较长时,刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间;3.平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
配置少量剪力墙的框架结构
对配置少量剪力墙的框架结构的理解与设计建议(注意:文章上传过程图表及单位可能有丢失,请核对原文)一、对规范规定的理解《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002(以下简称“高规”)第6.1.7条指出:“抗震设计的框架结构中,当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时,结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作”。
对“高规”的上述规定可以从以下几方面理解:1.设置剪力墙并没有改变结构体系,是带有少量剪力墙的框架结构,属于一种特殊的结构形式,但仍是框架结构;注意:明确结构体系的目的在于分清框架及剪力墙在结构中的地位后,其中框架是主体,是承受竖向荷载的主体,也是主要的抗侧力结构。
2.钢筋混凝土框架结构中,只是在框架结构的位移无法满足规范要求时,才设置少量剪力墙,设置少量剪力墙的目的在于满足规范对框架结构的位移限值要求;注意:不是满足框架-剪力墙结构的位移要求,如果要满足框架-剪力墙结构的位移标准,则结构体系变为框架-剪力墙结构。
3.结构分析计算中除应按纯框架结构计算外还应考虑剪力墙与框架的协同工作。
注意:规范虽未明确要按纯框架结构计算,但对这一特殊的框架结构,现行规范和规程对钢筋混凝土框架结构的所有要求(承载力要求、弹性变形限值要求、弹塑性变形限值要求等)均应满足,因此,按纯框架结构的要求进行设计计算是必须的,同时还明确对这类框架结构应按纯框架结构和按框架与剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)分别计算,包络设计的必要性。
二、结构设计的相关问题规范的本条规定尚未明确的问题有:1.对布置少量剪力墙的框架结构的定量把握布置少量剪力墙的框架结构与剪力墙较少的框架-剪力墙结构在定量上无明确的界限,如在结构位移仅能满足框架结构限值要求的前提下,可将框架和剪力墙协同工作的结构描述为“配置少量剪力墙的框架结构”,而当结构位移满足框架-剪力墙结构限值要求的前提下,又可将框架和剪力墙协同工作的结构描述为“框架-剪力墙结构”。
框架结构设置少量剪力墙的结构措施
框架结构设置少量剪力墙的结构措施摘要:现阶段随着我国建筑行业快速发展,人们对建筑工程的质量与安全越来越重视,对建筑工程的品质要求也越来越高。
为确保不断提高建筑工程的质量与安全,再加上建筑师对建筑造型的要求越来越高,建筑外形也是千奇百怪,传统的框架结构已经无法满足要求,很多结构工程师采取了框架结构局部设置少量剪力墙的形式。
在建筑工程的框架结构局部设置剪力墙,不仅可以提高结构刚度,减小结构位移,而且可以通过调整结构刚度,满足抗震规范对扭转的要求。
但是这种做法也存在一定的弊端,本文主要对在建筑工程的框架结构局部设置剪力墙结构进行设置的措施进行分析,总结框架结构中局部设置少量剪力墙结构的优缺点以及设计中的注意问题。
关键词:建筑工程;框架结构;少量剪力墙;设计在建筑工程结构的设计过程中,框架结构属于极其普遍的结构形式,但是随着我国社会的快速发展与进步,抗震规范对建筑工程扭转周期比及扭转位移比和层间位移角的要求越来越高,单纯的框架结构很难满足。
因此在建筑工程结构设计中,需结合建筑的外形及使用需求,通过合理的计算,按照建筑工程框架结构所承载的负荷情况,在框架结构中局部设置少量剪力墙。
抗震设计的框架结构,当结构层间位移角较大时,可在楼、电梯位置设置,当结构扭转刚度不足时,在结构角部或边缘设置。
通过设置剪力墙不仅能够调整结构的刚度,使质量中心和刚度中心尽量接近,减少结构在地震下的扭转效应,而且通过剪力墙的面内刚度,减小结构的层间位移,以满足抗震规范要求。
一、框架结构中局部设置少量剪力墙的作用虽然框架结构具有良好的延展性与抗震性,但是框架结构承受水平力的能力较低,当结构层数较多,水平力与水平位移较大或者在强烈的地震作用下,经常由于框架结构发生较大的变形而导致非结构构件的破坏。
而剪力墙不仅被人们称为抗风墙或者抗震墙,也被人们称为结构墙。
剪力墙结构不仅可以承担竖向荷载,还可以承担风荷载、地震作用等水平荷载,所以在框架结构中局部设置少量剪力墙,不仅能调整框架结构的平面刚度,减小框架结构在地震作用下的扭转效应,其次剪力墙结构具有较大的侧向刚度,在水平荷载的作用下侧移较小,而且剪力墙结构的承载能力更高,以及具有良好的整体性与空间作用,可以与框架结构形成互补。
关于少墙框架结构设计探讨
关于少墙框架结构设计探讨随着我国建筑业发展,很多建筑已跨出了传统的框架、框剪、剪力墙等结构形式,其中就有少墙框架的结构体系,但是目前规范中并未对少墙框架做出具体设计要求,导致结构设计及施工图审查中无据可依,各种观点因人而异,本文将对各种观点进行比较探讨。
1.在钢筋混凝土结构中,大体有以下三种情况需要设置少量钢筋混凝土墙:1.在多遇地震下,当纯框架结构的弹性层间位移角θ不能满足规范θ≤1/550的要求时,需布置少量混凝土墙以满足位移角限值。
2.当纯框架结构能满足位移角限值要求,为适当减小结构在多遇地震下侧向变形而设置少量混凝土墙。
3.在防震缝两侧设置防撞墙的钢筋混凝土框架结构。
二、规范中的规定:1、《抗规》6.1.3条“设置少量抗震墙的框架结构,在规定水平力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架的抗震等级应按框架结构确定,抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同”,本条条文中“在框架结构中设置少量抗震墙,往往是为了增大框架结构的刚度、满足层间位移角限值的要求,仍然属于框架结构范畴,但层间位移角限值需按底层框架部分承担倾覆力矩的大小,在框架结构和框架-抗震墙结构两者的层间位移角限值之间偏于安全内插”。
2、《抗规》6.2.13条“设置少量抗震墙的框架结构,其框架部分的地震剪力值,宜采用框架结构模型和框架-剪力墙结构模型二者计算结果的较大值”。
3、《甘肃省抗震设计规程》6.2.3条,“少墙框架结构中剪力墙的数量宜按层间位移角限值以及考虑扭转影响时满足位移比、扭平周期比等限值要求进行控制,多遇地震作用下其抗震变形验算的弹性层间位移角限值,可按底层框架部分承担的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值参照表6.2.3内插取值”。
少墙框架结构计算原则:应按纯框架和框架剪力墙两种结构,考虑多遇地震和罕遇地震作用(罕遇地震作用下少墙退出工作),按最不利情况控制该结构的层间位移角和承载能力。
少量剪力墙的框架结构及工程实例分析
少量剪力墙的框架结构及工程实例分析作为建筑结构中比较常见的钢筋混凝土框架结构的一种常见形式,少量剪力墙框架结构在现代建筑中出现频率越来越高。
它的主要优势在于,少量剪力墙布局相对简洁,能够满足多种建筑场地的建设需要。
与此同时,少量剪力墙还可以通过配合墙体或其他剪力墙结构,来承载水平荷载和剪力,从而可以满足建筑的强度和稳定性需求。
本文将结合一个实际的工程案例,介绍少量剪力墙框架结构的特点,并分析其在实际工程应用中的表现和问题。
一、少量剪力墙框架结构的特点少量剪力墙框架结构是一种特殊的钢筋混凝土框架结构。
相较于钢筋混凝土框架结构的其他变种,少量剪力墙框架结构的主要特点在于结构的承载主要通过墙体来实现。
需要注意的是,在墙体与薄板之间通常设置有法向(可以纵向或横向)的楼板,层间的墙体应该相互连通,从而提高整个结垂直荷载的承载能力。
此外,无论是墙体还是楼板,都应该按照构造上给定的要求杰出进行构造设计。
少量剪力墙框架结构的另一个特点是经济性较高。
对比于传统的剪力墙框架结构,采用少量剪力墙形式的结构更能节省建筑材料,同时顾及建筑的安全性。
这种结构的布局也很简单,方便施工。
此外,少量剪力墙框架结构还存在以下几个特点:1. 墙厚和楼层间高度的配比墙厚的大小和楼层间高度之间的比例关系,是少量剪力墙框架结构能够承载水平荷载和剪力的重要因素。
在基本符合相应高度比例的情况下,墙厚的大小应适当增加,以应对最大受力状态下的负荷。
2. 墙体预应力墙体预应力是保证少量剪力墙框架结构强度和稳定性的重要手段。
在设计、施工、验收等各个阶段,墙体预应力应该提前进行,力量大小需要进行准确计算。
墙面的预应力应当根据相应荷载设计进行,同时需要进行严格的验收和维护管理。
二、工程实例分析上海中心大厦是一座全新落成的现代大型建筑,它采用了少量剪力墙框架结构,相关参数如下:高度:632米,结构布局为干挂式设计,共有127层;墙体数量:57道少量剪力墙,最大墙厚为1.8米;楼层间高度:每层高度为4.5米;墙体预应力:在基本相同荷载下,对200个墙面进行检测,其中112个墙面定位误差在5mm内,墙面表面不平整度矫正误差在0.1mm内,在验收场合检测的位移控制误差可控制在1mm以内。
少量剪力墙的框架结构设计要点
少量剪力墙的框架结构设计要点摘要:本文以一配置了少量剪力墙的框架结构项目为例,从计算模拟分析以及结构措施处理等方面讨论配置少量剪力墙的框架结构其应用情景以及设计要点,以供类似工程参考。
关键词:框架结构、乙类建筑、少量剪力墙、设计要点。
一、项目描述本项目位于深圳市,为九年一贯制学校,项目包含综合楼、中学部教学楼、小学部教学楼、体育场、网球场、教师宿舍楼等建筑物。
本文以其中一栋教学楼为例,就配置少量剪力墙的框架结构进行设计讨论,就相关设计要点进行阐述。
二、设计要点:项目位于广东省深圳市,抗震设防烈度为七度,学校建筑为乙类建筑,教学楼部分无地下室,主要基础型式为桩基础;本文重点其中小学宿舍楼为4层,建筑高度为15米,为回字型中空平面,多为单跨体系。
1、结构体系的选取:根据楼栋高度以及建筑平面布置,考虑设计为钢筋混凝土框架结构型式,在适当不影响建筑使用功能的位置,布置部分剪力墙,在结构布置时尽量将这部分剪力墙分布在结构端部,以能较好地增加结构抗震性能。
根据《建筑工程抗震设防分类标准》[1]GB 50223-2008中第6.0.8条规定:“教育建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂,其抗震设防类别应不低于重点设防类。
”所以本项目的中、小学教学楼属于乙类建筑;《建筑抗震设计规范》[2]GB 50011-2010中第6.6.6条规定:“甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构。
”通过以上两条相关规范的规定可知,本项目的中、小学教学楼不应采取单跨框架结构。
受限于建筑方案,教学楼为单跨结构,楼层数为四层,根据建筑布局,选取框架结构;但考虑规范相关规定,增加少量剪力墙,使之形成少量剪力墙的框架结构。
小学教学楼结构平面图计算分析采取工程设计常用软件PKPM以及YJK进行对比,通过软件计算分析结果,具体情况如下:第一阶段:当结构处于风荷载以及多遇地震作用下,此阶段主体结构基本处于弹性阶段,剪力墙数量虽较少,但由于剪力墙本身侧向刚度比框架的刚度大很多,在此阶段时框架同剪力墙基本处于协同工作状态,所以可将配置少量剪力墙的框架结构看作同一般的框架-剪力墙结构,按框架-剪力墙结构体系进行分析计算,各项指标及相关要求同框架-剪力墙结构的规定。
简析框架剪力墙结构设计
简析框架剪力墙结构设计框架剪力墙结构是建筑工程中常见的一种结构形式,它采用框架结构和剪力墙相结合的方式,具有较好的抗震性能,适用于高层建筑、大跨度建筑及其他需要较强刚度和抗震性能的建筑。
本文将从构造原理、设计要点和施工注意事项等方面对框架剪力墙结构进行简析。
构造原理框架剪力墙结构是由竖向的框架结构和水平的剪力墙结构相互配合构成的一种结构形式。
框架结构主要由竖向的柱和横向的梁组成,它具有较好的承载能力和刚度;而剪力墙结构则是由墙板和墙柱构成,主要起到承受水平荷载的作用。
通过框架结构和剪力墙结构的相互配合,可以达到整体结构的均衡和稳定。
设计要点1. 结构布局:框架剪力墙结构的布局应根据建筑的实际情况和抗震设计要求来确定。
在布局设计中需要考虑到建筑的整体稳定性和刚度,以及结构在地震作用下的受力情况。
2. 剪力墙位置:剪力墙的位置应尽可能靠近建筑的核心区域,以便于有效地承受水平荷载。
同时还需要考虑结构布局的合理性和建筑空间的利用效率。
3. 剪力墙厚度:剪力墙的厚度应根据实际受力情况和抗震设计要求来确定,一般情况下应满足规范的要求,并且需要考虑到墙体的开洞等因素对结构的影响。
4. 剪力墙筋配筋:剪力墙的筋配筋应根据受力情况和规范要求来进行设计,以确保墙体在受到水平荷载作用下具有足够的抗震能力。
5. 框架结构设计:框架结构的设计应考虑到与剪力墙的配合,包括柱与梁的尺寸、构造等方面的设计,以确保整体结构的稳定性和承载能力。
施工注意事项1. 施工质量:在施工过程中需要严格按照设计要求和规范进行施工,包括墙体浇筑、钢筋绑扎等工序,以确保结构的质量和可靠性。
2. 施工技术:框架剪力墙结构的施工需要掌握一定的施工技术,包括墙体模板的搭建、混凝土浇筑、墙体表面处理等技术要点。
3. 施工监理:在施工过程中需要有专业的监理人员进行监督,确保施工质量和安全。
总结框架剪力墙结构是一种常见的建筑结构形式,在实际工程中具有较好的抗震性能和承载能力。
少量剪力墙框架结构配置分析
少量剪力墙框架结构配置分析摘要:剪力墙框架结构配置是建筑房屋工程中最为主要的问题之一。
本文就少量剪力墙框架结构配置分析这个话题给予分析,针对少量剪力墙框架结构配置进行概述,同时对剪力墙框架结构配置的现状给予说明。
在剪力墙框架结构配置中,必须坚持定量把握原则、框架、剪力墙设计原则,才能更好地把握少量剪力墙框架结构配置的特征,可以更好地完成施工中剪力墙框架结构配置问题,本文采取了完善剪力墙结构、加强框架结构基础配置、合理设计框架模型、提高剪力墙框架结构配置意识等五个措施,为剪力墙框架结构配置工作顺利完成,提供了合理化建议。
关键词:剪力墙;框架结构;配置TU398+.2在房屋工程设计中,往往会遇到少量剪力墙框架结构配置问题。
依据房屋建筑墙框架结构技术规定,提出了具体的设计标准,加强剪力墙框架结构的稳固和抗震级数。
特别是在设计房屋工程施工图时,要遵循建筑抗震要求,来设计剪力墙框架结构配置,制定好墙框架结构应用范围,可以从不同程度上,加强对少量剪力墙框架结构配置的重视。
一、少量剪力墙框架结构配置概述在高层建筑混凝土结构中,剪力墙的结构并没有发生明显的变化,但是它并没有改变原有的剪力墙结构配置框架,只是一种更为独特的配置形式,而且剪力墙结构主要侧重于框架的承受能力,一般都采用抗侧力结构。
在少量剪力墙框架结构配置中,关于结构位移一直是无法满足限值要求,往往忽略剪力墙和框架的配置问题,特别是弹塑性变形限值,一直都达不到要求。
在框架结构构件的设计中,必须加强框架结构构件与剪力墙的协调配置,这个问题是非常必要的。
二、剪力墙框架结构配置的现状剪力墙框架结构配置的现状,主要是指定量把握不到位、框架结构高度不适中,剪力墙框架结构配置不合理等三个方面。
首先就定量把握无明确的规定范围限定,而且剪力墙结构体系的任意性描述特别突出,例如:在描述框架和剪力墙配置时,说成“配置少量剪力墙的框架结构” 当剪力墙框架结构位移满足,又描述成“框架-剪力墙结构”。
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布置少量剪力墙的框架结构与剪力墙较少的
框架-剪力墙结构在定量上无明确的界限,如在结构 位移仅能满足框架结构限值要求的前提下,可将框
架和剪力墙协同工作的结构描述为“配置少量剪力 墙的框架结构”,而当结构位移满足框架-剪力墙结 构限值要求的前提下,又可将框架和剪力墙协同工
作的结构描述为“框架-剪力墙结构”。对结构体系 的定性把握的摇摆性加大了结构设计中对结构体
(6)特别建议 由于布置少量剪力墙的框架结构在设计原则 以及具体设计中存在诸多不确定因素,给结构设计 和施工图审查带来相当大的困难,笔者建议,在规 范的补充规定未正式出台之前,结构设计中应尽量 避免采用,尽可能采用概念清晰、便于操作且抗震 性能较好的框架-剪力墙结构。必须采用时,应提前 与施工图审查单位沟通,以利于设计顺利进行,避 免返工。
(1)《抗规》第 6.1.3 条规定:“在规定的水平 力作用下,底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大 于结构总倾覆力矩的 50%时”,即为设置少量抗震 墙的框架结构(其中“在规定的水平力作用下,底 层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总倾 覆力矩的 50%时”可理解为对“少量抗震墙的框架 结构”的定义,而不应该理解为对“少量抗震墙的 框架结构”的附加条件,因为当倾覆力矩不大于 50%时已不属于少量抗震墙的框架结构)。
(1)对布置少量剪力墙的框架结构的定量把握 依据《高规》及《建筑抗震设计规范》(GB50011 —2001)(2008 年版)(以下简称《老抗规》)的规 定,框架与剪力墙可根据结构底部的倾覆力矩比, 组成相应的结构体系,见表 1 及图 1。
结构体系与 MF0/M0 的大致关系
表1
纯框架 少量剪力墙 框架-剪力墙结构 少量框架的 剪力墙 结构体系
参考文献
[1] DBJ/T 15-46—2005 广东省实施《高层建筑混凝土结构 技术规程》(JGJ3—2002)补充规定[M]. 北京:中国建 筑工业出版社,2005.
[2] 江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则[M]. 北京:中国 建筑工业出版社,2007.
[3] 天津市滨海新区中心商务区建设项目结构设计通则(试 行)[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2009.
土共同工作等因素,以适当减少剪力墙下桩的数 量,并使剪力墙下桩数与正常使用状态下需要的桩 数相差不能太多,否则,会加大剪力墙与框架柱的 不均匀沉降。
3)层间位移计算时考虑框架与剪力墙的协同 工作,限值建议仍可取[θe]=1/550(按《抗规》的规 定取值过于呆板且意义不大,也不符合规范对地震 位移进行宏观控制的基本理念)。
作者简介:朱炳寅,教授级高级工程师,副总工程师,全国 注册结构工程师命题专家组组长,Email:zhuby@。
(上接第 18 页) 结果也说明,多层及高层建筑钢结构比较容易作成强 支撑结构,这样,钢框柱的计算长度可按“无侧移柱” 计算。 7 结语
钢柱的整体稳定性分析和验算,涉及到二阶弯 曲、二阶剪切和二阶扭转等较多内容,概念上较抽象, 理论上较复杂。在钢结构教材和参考资料中,这些内 容分散在不同的章节中,占有很大篇幅,这使学习者 难以从宏观上清晰地掌握钢柱的整体稳定性理论。钢 结构规范关于钢柱整体稳定性的相关条款,有不明确 之处。在钢结构设计中,由于结构程序功能限制,一 般需要结构工程师针对钢柱整体稳定性验算补充一些 手工计算。上述因素使钢柱的整体稳定性验算成为结 构设计中难以理解和掌握的问题之一。本文针对上述 问题进行讨论,并用一个算例加以说明,期望为结构
(2)结构分析计算中除应按纯框架结构计算 外,还应考虑剪力墙与框架的协同工作。对《高规》 中“考虑该剪力墙与框架的协同工作”的规定,可 理解为是一种补充计算的要求,设计中还应满足按 纯框架结构进行设计计算及包络设计的要求等。
需要说明的是,规范虽未明确要按纯框架结构 计算,但对这一特殊的框架结构,现行规范和规程 对钢筋混凝土框架结构的所有要求(承载力要求、 弹性变形限值要求、弹塑性变形限值要求等)均应 满足,因此,按纯框架结构的要求进行设计计算是 必须的。对这类框架结构按纯框架结构和按框架与
剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)分别计算, 包络设计时必须的。
(3)在钢筋混凝土框架结构中,下列三种情 况下需要设置少量的钢筋混凝土剪力墙:
1)在多遇地震作用下,当纯框架结构的弹性 层间位移角 θe 不能满足规范 θe≤1/550 的要求时, 通过布置少量剪力墙,使结构的弹性层间位移角满 足 θe≤1/550 的限值要求。
结构 的框架结构 强框架 弱框架 剪力墙结构 结构
MF0/M0 1.0
1.0~A A~0.5 0.5~B B~0
0
注:1)M0 为在基本振型地震作用下,结构底部地震倾覆力矩的总 和;MF0 为框架承受的底部地震倾覆力矩;2)对应于少量剪力墙的框 架结构,上表相应确定少量框架的剪力墙结构;3)A 和 B 值应根据工 程经验确定,一般情况可分别取 0.8 和 0.2~0.25。
(5)对剪力墙很少的框架结构,可按以下原 则[3]设计:
1)框架的设计原则
Building Structure
设计交流
a)按纯框架结构(不计入剪力墙)和框架-剪 力墙结构分别计算,包络设计;b)对纯框架结构 进行大震弹塑性位移验算;c)框架的抗震等级按 纯框架结构确定。
2)剪力墙的设计原则 剪力墙抗震等级可按《抗规》第 6.1.3 条确定, 按构造配筋设计(即可不考虑剪力墙的配筋计算数 值,直接按构造配筋绘制施工图)。 在剪力墙很少的框架结构中,框架是主要的抗 侧力结构。在多遇地震作用下,剪力墙辅助框架结 构满足规范对框架结构的弹性层间位移角要求,提 供的是剪力墙的弹性刚度 EwIw;在罕遇地震作用 时,剪力墙退出工作。 有施工图审查单位要求,对剪力墙很少的框架 结构中的剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架 -剪力墙结构)计算,取相应计算结果配筋设计,其 实这种做法并不妥当,因为剪力墙很少的框架结构 与框架-剪力墙结构有本质的区别,并不是只要有剪 力墙就都能成为框架-剪力墙结构,也并不是所有的 剪力墙都能成为第一道防线。在剪力墙很少的框架 结构中,剪力墙成不了第一道防线(注意:由于剪 力墙自身的刚度大,这就决定了剪力墙(不管结构 体系如何)均不可能成为第二道防线)。 需要注意的是,剪力墙下的基础应按上部为框 架和剪力墙协同工作时的计算结果设计。但当按地 震作用标准组合效应确定基础面积或桩数量时,应 充分考虑地基基础的各种有利因素,避免基础面积 过大或桩数过多。以桩基础为例,设计时宜考虑桩
结构体系与 MF0/M0 的大致关系
表2
结构 体系
少量剪力墙的
少量框架
纯框架
框架结构
框架-剪力
剪力墙
的剪力墙
结构
墙结构
结构
剪力墙很少 剪力墙较少
结构
MF0/M0 1.0
1.0~A
A~0.5
0.5~B
B~0
0
图 2 结构体系与 MF0/M0 的大致关系
(3)布置少量剪力墙的框架结构的最大适用 高度
1)对剪力墙很少的框架结构,其房屋适用的 高度按框架结构确定。当按纯框架结构计算的弹性 层间位移角不满足《抗规》θe≤1/550 限值时,其房 屋适用的最大高度应比框架结构再适当降低(如降 低 20%)。
为在结构设计中更好地把握规范,笔者提出以
6 We learn we go
下设计建议供参考。
(1)《抗规》扩大了少量剪力墙的框架结构的 范围,体现了《抗规》加大剪力墙设置的基本精神, 但这一特定的结构体系需要在工程中得以顺利应 用,尚需规范作出相应的补充规定。
(2)图 1 中强框架的框架-剪力墙应有别于一 般的少量剪力墙的框架结构,宜根据框架与剪力墙 的倾覆力矩比值,对少量剪力墙的框架结构再进行 适当细分(当 MF0/M0=50%~75%时,可确定为剪力 墙较少的框架结构;当 MF0/M0>75%时,可确定为 剪力墙很少的框架结构),可避免结构分类的过大 跳跃,有利于实际工程的应用(表 2 及图 2)。
Building Structure
设计交流
对少量剪力墙框架结构的理解与设计建议 ——新《抗规》学习体会之一
朱炳寅/中国建筑设计研究院,北京 100044
0 概述 《 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 》( JGJ3 —
2002)(以下简称《高规》)第 6.1.7 条中对少量剪 力墙的框架结构做出了一般性规定,但对其中的剪 力墙及框架未予以量化,未明确提出框架的包络设 计及大震位移的验算要求,对剪力墙在这种结构形 式中的作用未予以说明,相关文献[1,2]的规定和解释 也各不相同,导致结构设计及施工图审查时无章可 循或对布置少量剪力墙的框架结构提出按框架-剪 力墙结构设计的混乱局面。这成为布置少量剪力墙 的框架结构在实际工程中难以广泛应用的主要原 因。《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)(以下 简称《抗规》)第 6.1.3 条对少量剪力墙的框架结构 作出了新的规定,使少量剪力墙的框架结构的范围 进一步扩大,且在实际工程中更难以准确把握和应 用。现结合《高规》和《抗规》比较说明之并提出 相应的设计建议。 1 对少量剪力墙的框架结构的认识
We learn we go
5
设计交流
Building Structure
图 1 结构体系与 MF0/M0 的大致关系
系描述的随意性。 (2)规范规定了考虑剪力墙与框架协同工作
原则,但未明确对剪力墙和框架的具体设计方法。 (3)布置少量剪力墙的框架结构其适用高度
规范未予以明确,加大了结构设计中的把握难度。 3 对《抗规》规定的理解
《高规》第 6.1.7 条指出:“抗震设计的框架 结构中,当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时,结构 分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作”。对 《高规》的上述规定可以从以下几方面理解:
(1)设置少量剪力墙并没有改变结构体系, 是带有少量剪力墙的框架结构,属于一种特殊的结 构形式,但仍是框架结构(明确结构体系的目的在 于分清框架及剪力墙在结构中的地位,其中框架是 主体,是承受竖向荷载的主体,也是主要的抗侧力 结构)。