框架剪力墙结构设计论文

框架剪力墙结构设计探讨

摘要：框架-剪力墙结构中，由于剪力墙的侧向刚度比框架大很多，剪力墙数量的确定及合理的布置对结构的整体刚度和刚度中心位置很大影响，合理的布置剪力墙数量能有效的防止地震的危害。因此工程设计人员对剪力墙结构的受力、变形特性的掌握和理解就显得非常重要，通过充分运用概念设计把握结构的整体性,科学布置剪力墙,合理设计基础。

关键词：框架-剪力墙；抗震原理；轴压比；合理布置

abstract: the frame-shear wall structure, the lateral stiffness ratio of the shear wall a framework, shear wall quantity determination of reasonable arrangement of structure and the rigidity and stiffness center position a great influence, reasonable decorate shear wall quantity can effectively prevent the harm of the earthquake. so engineering design personnel to the shear wall structure stress, deformation characteristics of the master and understanding is very important, through the make full use of the concept design holding structure integrity, scientific layout shear wall, reasonable design basis.

keywords: frame-shear wall; seismic principle; the axial compression ratio; reasonable decorate

引言：

现代高层建筑正向着多功能、综合用途的方向发展，在高层建筑的结构设计时，需要考虑的受力结构形式也较多，其竖向传力体系是设计的关键。建筑的空间形态是由结构传力体系支撑的，传力体系的剖面形式直接反映结构竖直荷载传递的路径，也关系到建筑物的使用功能。不同建筑结构其传力体系也是不一样的，因此在结构设计时也应考虑诸多细节以及采用正确的计算方法，使建筑物传力体系清晰，并满足抗震设计规范要求。

一、框架-剪力墙的抗震原理

框架-剪力墙结构是一种双重抗侧力结构。结构中剪力墙的刚度大，承担大部分剪力，框架承担的侧向力相对较小；在罕遇地震作用下，剪力墙的连梁往往先屈服，使剪力墙的刚度降低，由剪力墙抵抗的部分层间剪力转移到框架上。如果框架具有足够的承载力和延性抵抗地震作用，那么双重抗侧力结构的优势可以得到充分发挥，避免在罕遇地震作用下严重破坏甚至倒塌。从而起到抗震的效果。

二、框架-剪力墙结构的受力特点及分析

框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的，所以其框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙也不同于剪力墙结构中的剪力墙。框架-剪力墙结构的变形曲线形状和内力分配与二者的相对刚度有关，可以用刚度特征值（即用框架的抗推刚度和剪力墙的抗弯刚度的相对大小）来表示。当刚度特征值很小时，剪力墙刚度很大，框架刚度较小，内力分配以剪力墙为主，

整体变形为弯曲型，此时框架分配的剪力很小，剪力墙可能不出现负剪力，二者协同工作的性能较差，这种结构更接近于剪力墙结构，不能算作双重抗侧力体系，在我国高规中的0.2q 的调整就是针对这种情况，保证框架成为第二道防线；当刚度特征值很大时，框架的刚度相对较大，属于剪力墙较少的情况，当剪力墙承担的倾覆力小于50%时，框架部分就应该按照纯框架结构进行设计，以保证框架的安全。正常的设计应该是避免上述两种情况出现，使剪力墙的数量即不过多，也不过少。

三、框架-剪力墙结构设计要点

1、合理配置

剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。分散原则是要求剪力墙片数不要太少,而且每片剪力墙刚度不要太大,

连续尺寸不要太长,使抗侧力构件数量多一些,分散一些,每片剪力墙的弯曲刚度适中,在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能,也不会使个别墙的受力太集中,负担过重而引起

过早地被破坏,刚度过大的墙承担的内力也大,相应的基础处理难

度增加,同时也考虑到剪力墙相距太远,楼面刚度要求大,很难满足要求,周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力,便于保证刚度中心

与平面中心相吻合;剪力墙布置在周边对称位置,增加抵抗扭转的

内力臂,在不增加剪力墙面积的情况下,提高抗扭转能力。剪力墙布置的位置应设在平面形状变化处,平面形状变化处;角隅、端角、凹

角部位往往是应力集中处,设置剪力墙给予加强是很有必要的,在

高层建筑的楼梯间,电梯间,管道井处,楼面开洞严重地削弱楼板刚度,对保证框架与剪力墙协同工作极为不利。因此,在工程设计中用钢筋混凝土剪力墙来加强这些薄弱端部,如楼梯间,电梯井道处,竖向管道井等是十分有效的。剪力墙的间距,对现浇钢筋混凝土楼盖l/b=2—4 为宜,对装配整体式钢筋混凝土楼盖l/b=1—2.5 为宜,

原则是建筑物愈高,抗震设防烈度愈高取值愈小。

2、控制轴压比

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。我国现行规范均有相应要求。某工程在进行初步设计时，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。国内人员研究表明，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。研究剪力墙约束边缘构件配箍率、