摘要：剪力墻主要承受風荷載或地震作用所產(chǎn)生的水平剪力的墻體。底框結(jié)構(gòu)剪力墻主要結(jié)構(gòu)是框架，既由梁柱構(gòu)成，很小一部分是剪力墻，墻體全部采用填充墻體。底框結(jié)構(gòu)因其特殊的建筑形式，目前在一些中小型城市抗震設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。本文探討了底框結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計中布置原則和方法。

關(guān)鍵詞：底框結(jié)構(gòu) 剪力墻 布置原則 方法

0 引言

越來越多的剪力墻結(jié)構(gòu)小高層住宅樓拔地而起，這些剪力墻結(jié)構(gòu)小高層住宅樓在質(zhì)量上還存在著一些通病，主要表現(xiàn)為剪力墻板混凝土成型質(zhì)量差、混凝土實體回彈檢測強度不高等。剪力墻又稱抗風墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風荷載或地震作用引起的水平荷載為主的墻體，防止結(jié)構(gòu)剪切破壞。對于12～16層的小高層建筑結(jié)構(gòu)，采用既可以保證結(jié)構(gòu)的剛度、位移，又可以使室內(nèi)空間方正合理。所以剪力墻結(jié)構(gòu)得以普遍應(yīng)用。底框架結(jié)構(gòu)中的剪力墻既是承擔豎向荷載的主要構(gòu)件，又是承擔水平力的主要構(gòu)件，在地震中起第一道防線的作用。所以在設(shè)計時要考慮底部剪力墻承擔100%的水平地震作用，而框架只承擔小部分的地震力作為安全儲備。下面就談?wù)劦卓蚪Y(jié)構(gòu)剪力墻的布置原則和方法。

1 剪力墻及其結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵

剪力墻是利用建筑外墻和內(nèi)墻隔墻位置布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻，屬于下端固定在基礎(chǔ)頂面上的豎向懸臂板。豎向荷載在墻體內(nèi)主要產(chǎn)生向下的壓力，側(cè)向力在強體中產(chǎn)生水平剪力和彎矩，因為這類墻體具有較大的承受水平力（水平剪力）的能力，固被稱為剪力墻。即能抗住水平力（剪力）的墻（混凝土結(jié)構(gòu)）。剪力墻不能隨便拆除，剪力墻任意拆除會帶來建筑物的安全隱患。剪力墻常見于10層以上的建筑物，特別是電梯間的墻，還有樓房邊角處的較為完整的墻體（門窗洞口較少），10 層以下的建筑，一般沒有剪力墻。剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻體構(gòu)成的承重體系。剪力墻結(jié)構(gòu)指的是豎向的鋼筋混凝土墻板，水平方向仍然是鋼筋混凝土的大樓板搭載墻上構(gòu)成的一個體系。能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，發(fā)生的變形基本為彎曲型變形。此種變形由正應(yīng)力引起，變形時一側(cè)受拉一側(cè)受壓（框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，層間變形隨層高上升而減小，發(fā)生的變形基本為剪切型變形，由剪應(yīng)力引起）。剪力墻結(jié)構(gòu)的必要條件：抗震設(shè)計時，墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。

2 底框結(jié)構(gòu)剪力墻的布置原則

剪力墻結(jié)構(gòu)是利用建筑物墻體作為建筑物的豎向承載體系。由梁和柱為主要構(gòu)件組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)就是框架結(jié)構(gòu)。由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)就是剪力墻結(jié)構(gòu)。由框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)就是框架剪力墻結(jié)構(gòu)。底框結(jié)構(gòu)是我國現(xiàn)階段經(jīng)濟條件下特有的一種結(jié)構(gòu)，具有“頭重腳輕”、上剛下柔、的特點，為保證實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震用不倒”的抗震原則，在我國內(nèi)地及廣大中西部地區(qū)臨街建筑中普遍采用?！督ㄖO(shè)計抗震規(guī)范》（GB50011-2001）明確規(guī)定了底層框架第二層與底層側(cè)向剛度比，6、7度時不能大于2.5，8度不能大于1.5，且均不能小于1，想要達到這一目標，就必須在底部框架中布置一定數(shù)量的的抗震墻。

2.1 “一”字形平面布置

在剪力墻抗震設(shè)計中，應(yīng)盡可能設(shè)計簡潔、規(guī)則的建筑平面，建筑結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心相一致，并用來減少地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。剪力墻結(jié)構(gòu)中所有豎向荷載和水平力都由鋼筋混凝土墻體承受，所以剪力墻應(yīng)該沿著平面主要軸線方向布置。由于底框結(jié)構(gòu)的剪力墻屬于低矮墻，抗剪剛度很大，墻肢的布置較長、平面形式復雜多樣，經(jīng)常出現(xiàn)局部剛度過大，受力過于集中的現(xiàn)象，有時會出現(xiàn)只布置極少的剪力墻就滿足上下層抗側(cè)剛度比限值的情況。所以，剪力墻的方案布置、墻量的多少、墻片的大小應(yīng)該符合要求。剪力墻以處于受彎工作狀態(tài)時，才能有足夠的延性，所以剪力墻應(yīng)當是高細的。剪力墻如果太長時，會形成低寬剪力墻，就會由受剪破壞，剪力墻呈脆性，不利于抗震。剪力墻要沿兩個正交的主軸方向依次布置，堅持“均勻、對稱、周邊、分散”的原則來布置剪力墻。墻片高寬比1.5左右為宜，墻片平面不要采用提高抗側(cè)剛度的“Ｌ”“Ｔ”等平面形式，而是應(yīng)該采用“一”字形布置。因為只有弱化每一單片剪力墻的剛度，才有可能實現(xiàn)均勻分散多道設(shè)防的抗震目標。

2.2 滿足高度和層數(shù)的限值

縱向抗震墻應(yīng)在外縱軸布置開窗洞的抗震墻或剪力墻，這樣能夠增強橫向抗傾覆的能力，避免剪力墻邊柱產(chǎn)生過大的壓力和拉力。底層框架剪力墻間距要滿足最大橫墻間距限制，2001版《規(guī)范》中有明確規(guī)定，6、7度時不應(yīng)大于2.5，8 度時不應(yīng)大于2.0，且均不應(yīng)小于1.0。底層與底部第二層側(cè)向剛度應(yīng)接近，第三層和底部第二層側(cè)向剛度的比值，6、7度時不應(yīng)大于2.0，8度時不應(yīng)大于1.5，且均不應(yīng)小于1.0?？刂萍袅Φ淖畲箝g距，符合設(shè)計規(guī)范的要求。房屋的總高度指室外地面到主要屋面板板頂或檐口的高度，半地下室從地下室室內(nèi)地面算起。全地下室和嵌固條件好的半地下室應(yīng)允許從室外地面算起；對帶閣樓的坡屋面應(yīng)算到山尖墻的1/2高度處，室內(nèi)外高差大于0.6米時，房屋總高度應(yīng)允許適當?shù)卦黾?，但不要超過1米。底部框架抗震墻房屋的底部和內(nèi)框架房屋的層高，不應(yīng)超過4.5m。同一軸線上的連續(xù)剪力墻過長時，應(yīng)用樓板或小連梁分成若干個墻段，每個墻段的高寬比應(yīng)不小于2。每個墻段可以是單片墻，小開口墻或聯(lián)肢墻。每個墻肢的寬度不宜大于8.0m，以保證墻肢是由受彎承載力控制，充分發(fā)揮豎向分布筋的承重作用。計算內(nèi)力時，不考慮墻段之間的樓板或弱連梁的作用，每個墻段作為一片獨立剪力墻進行計算。

2.3 底層框架柱網(wǎng)的設(shè)置方法

框剪結(jié)構(gòu)，它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處。用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能夠承擔各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制框架結(jié)構(gòu)的水平力，底層為框架形式，在底層內(nèi)柱縱、橫軸線的內(nèi)、外墻中均設(shè)柱，縱橫兩向形成框架。底部框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)在7.5ｍ左右，框架梁上懸墻數(shù)目不應(yīng)超過一道?？刂瓶蚣芰荷蟽H設(shè)有一道懸墻，柱網(wǎng)過大會使梁斷面及配筋出現(xiàn)異常現(xiàn)象，限制框架梁上的懸墻數(shù)目，柱網(wǎng)尺寸。

3 底框結(jié)構(gòu)剪力墻的布置方法

首先考慮建筑物的周邊，可以從四角到四邊均勻布置，然后考慮樓電梯間，再考慮一些平面轉(zhuǎn)角處，最后看看剪力墻間距較大的位置中間點綴一兩片墻。剪力墻宜短不宜長，在開始布置時只要滿足一般剪力墻的最小長度即可，后面可以根據(jù)計算要求逐漸加長。剪力墻應(yīng)沿2個主軸方向都有布置，使之形成直角更好地發(fā)揮抗震作用。底框結(jié)構(gòu)剪力墻的設(shè)置應(yīng)與上部砌體結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，抗震設(shè)計的原則是沿樓層間側(cè)移剛度應(yīng)均勻變化，而不允許各層間發(fā)生突變。底部框架－剪力墻部分為兩層的磚混底框結(jié)構(gòu)，可以通過開設(shè)洞口的方式形成高寬比大于2的若干墻段。剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土平板，可不設(shè)梁，這樣可節(jié)約層高。

總之，隨著城市化發(fā)展以及建筑用地的緊張，高層建筑將日益增多。有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。有足夠剪力墻或有核心筒的建筑，對維持整體穩(wěn)定有利，并很大程度上減弱框架的受力，對一般建筑盡可能做框剪結(jié)構(gòu)，避免做純框架結(jié)構(gòu)，以節(jié)約建筑材料。

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