《高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題探析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題探析　　摘要：本文根據(jù)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特性，探討了影響剪力墻用量的因素，提出了如何確定剪力墻合理用量的建議，同時(shí)，討論了框架剪力墻結(jié)構(gòu)水平作用效應(yīng)問題，從而完善框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：高層建筑；框架；剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、常用結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)介61、框架結(jié)構(gòu),側(cè)向剛度小屬于柔性結(jié)構(gòu),一般用于小高層建筑,其優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)部空間大,平面布置靈活。2、剪力墻結(jié)構(gòu),空間整體性好,側(cè)向剛度大,變形小,由于沒有突出梁、柱外露構(gòu)件,空間使用效率高,適用于高層住宅樓,旅館

2、等高層建筑。主要缺點(diǎn)是不能提供大空間,建筑布置受到限制,不靈活。由于剛度大、自重重、自振周期短,地震力加大,經(jīng)濟(jì)性較差。剪力墻結(jié)構(gòu)派生出部分框肢剪力墻與短肢剪力墻,兩者抗震性能較差,建筑適用高度受到限制。3、框架—剪力墻結(jié)構(gòu),是在框架結(jié)構(gòu)中,設(shè)置一定數(shù)量的剪力墻或利用電梯間核心筒,組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)體系既具有框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活性,能有較大空間的特點(diǎn),又有剪力墻結(jié)構(gòu)具有較大側(cè)向剛度和較強(qiáng)的抗震能力,且延性好,可形成雙道抗側(cè)力體系?？颉艚Y(jié)構(gòu)符合抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三要求(超靜定、延性好,多道防線)。并能達(dá)到結(jié)構(gòu)

3、應(yīng)具有強(qiáng)度,剛度、延性、穩(wěn)定等方面性能。二、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)受力特性1、變形協(xié)調(diào)框剪結(jié)構(gòu)由框架和剪力墻兩種不同超靜定的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成其受力特性和變形性質(zhì)都不一樣。在水平荷載作用下,單獨(dú)框架類似于豎向剪切梁呈現(xiàn)剪切變形,樓層越高,水平位移增長(zhǎng)越慢,層間位移角θ自上而下,逐層增大。在純框架結(jié)構(gòu)中,由于各框架變形曲線類似,此時(shí)總剪力按各框架抗推剛度d值比例分配。單獨(dú)的剪力墻類似豎向懸臂深梁,其變形曲線呈彎曲型,樓層越高水平位移增長(zhǎng)越快,層間位移角θ,卻是自下而上逐層加大,兩者位移角增長(zhǎng)方向正好相反。在一般剪力墻結(jié)構(gòu)中各剪力墻

4、位移曲線類似,所以,水平力在各剪力墻之間按其等效剛度eiw比例分配。但在框—剪結(jié)構(gòu)中,水平力在兩者之間分配既不是按剪力墻等效剛度分配,也不是按框架抗推剛度分配,而是按位移協(xié)調(diào)的原理進(jìn)行計(jì)算分配。2、受力狀態(tài)6框架剪力由于樓層上部連桿的拉力與水平荷載方向相同,加大了框架頂部水平剪力,樓層下部連桿產(chǎn)生壓力與水平荷載方向相反減少了框架下部的水平剪力,這樣原先分配到框架上水平剪力上小,下大,由于連桿內(nèi)力上加、下減,使得框架最后承受到水平剪力分布上、下都比較均勻。這就使得框架結(jié)構(gòu)頂部樓層即使外荷載產(chǎn)生樓層剪力很小,由于框架幫剪力

5、墻一把,增大了框架頂部剪力,使得頂部框架出現(xiàn)相當(dāng)大的剪力。這就值得我們注意,當(dāng)純框架結(jié)構(gòu)中如果有剪力墻肢或有鋼筋混凝土電梯井等彎曲型構(gòu)件,這時(shí)必須按框—剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算,否則對(duì)框架頂部樓層剪力偏小,不安全?？颉艚Y(jié)構(gòu)變形曲線與內(nèi)力分配比例與“剛度特征值”“λ”有關(guān),“λ”與總框架抗推剛度cf成正比,與總剪力墻等效剛度eiw成反比?！唉恕敝翟叫∫馕吨袅偠仍酱?相對(duì)于框架剛度偏小。但“高規(guī)”規(guī)定在框-剪結(jié)構(gòu)中,框架承擔(dān)的樓層剪力vf不得少于20%基底總剪力v。及最大層剪力1.5倍,兩者取小值,剪力墻設(shè)置量太多,剛度

6、太大,還會(huì)帶來負(fù)面影響,構(gòu)件自重量,剛度剛,周期短,地震力增大,材料耗量增多,體系經(jīng)濟(jì)性變差。反之,如果剪力墻配置量過小(“λ”>6),會(huì)出現(xiàn)剪力墻承擔(dān)傾覆力矩,小于50%總傾覆力矩,這時(shí)框架抗震等級(jí)按純框架結(jié)構(gòu)確定其抗震等級(jí),以提高框架抗震性能,增強(qiáng)“二線”抗震能力,保證結(jié)構(gòu)體系整體安全,總而言之剪力墻設(shè)置量不宜過多,也不宜過少,一般“λ”值為1.0~2.4為好。3、剪力墻合理數(shù)量的決定(1)影響剪力墻配置數(shù)量的主要因素地震設(shè)防烈度,房屋高度,剪力墻布置形式、長(zhǎng)短、位置、風(fēng)載大小,場(chǎng)地類別。6(2)剪力墻設(shè)置數(shù)量,尚

7、須符合下列要求:①剪力墻承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%;兩個(gè)主軸方向地震力作用下,彈性層間位移角θe應(yīng)小于1/800;②自振周期合理范圍t1=(0.08~0.12)n;n.建筑總層數(shù);③剛度特征值“λ”宜在1.0~6.0范圍內(nèi);框架各樓層水力剪力應(yīng)大于0.2v。及1.5θmax(兩者小值)。(3)剪力墻合理數(shù)量估算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案階段,梁、柱截面尺寸,可按框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求決定,但剪力墻如何布置,數(shù)量多少,這是一個(gè)比較棘手的問題,它關(guān)系到體系安全和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性。從抗震角度出發(fā),多設(shè)剪力墻可以提高建筑物的抗

8、震性能。從經(jīng)濟(jì)角度考慮宜少設(shè)剪力墻,這里必然有一個(gè)優(yōu)化的問題,下表所提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)字,可供設(shè)計(jì)時(shí)參考,地震烈度大,層數(shù)多,樓層高宜取上值。當(dāng)房屋平面尺寸接近時(shí),主軸兩個(gè)方向剪力墻的數(shù)量宜相近。三、剪力墻受力的特性各類剪力墻由于洞口大小、形狀、位置、數(shù)量不同,在水平荷載作用下,墻肢正應(yīng)力分布與沿墻高彎矩圖變化規(guī)律,各不相同形成各種受力的