摘 要：框剪結(jié)構(gòu)體系是框架和剪力墻的結(jié)合，通過合理布置能夠兼有框架和剪力墻的優(yōu)點，彌補兩者的不足，因此在高層建筑中廣泛應(yīng)用，例如有一定高度的商業(yè)樓、辦公樓等。建筑物的設(shè)計往往都要本著安全、使用、經(jīng)濟、美觀的原則，框剪結(jié)構(gòu)體系的合理設(shè)計也不例外，其中合理的確定剪力墻的布置數(shù)量和位置是剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)體系中合理應(yīng)用的關(guān)鍵因素。本文將試論剪力墻的合理布置原則。

關(guān)鍵詞：橋梁框剪結(jié)構(gòu)體系；剪力墻；數(shù)量安排；位置合理布置

中圖分類號： TU398 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）11-0115-01

剪力墻在房屋或構(gòu)筑物中主要擔(dān)負(fù)著承受風(fēng)荷載和由地震作用引起的水平荷載。框剪結(jié)構(gòu)體系中剪力墻起到了極其重要的作用。例如在地震的作用下，剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)體系中需要承受80%左右的總水平地震作用。因此，剪力墻的合理布置在整個建筑工程中是關(guān)鍵因素之一。

1 優(yōu)化剪力墻的數(shù)量

框剪結(jié)構(gòu)體系中合適的剪力墻數(shù)量關(guān)系到建筑的安全性能和經(jīng)濟成本等建筑元素。當(dāng)剪力墻配置數(shù)量太少時，難以很好地抵抗地震作用中引起的水平荷載作用，容易產(chǎn)生側(cè)向的變形，無法達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。因此剪力墻的配置數(shù)量需要進一步優(yōu)化，使其達(dá)到最優(yōu)剛度。

單純從剛度來看，剪力墻數(shù)量越多，震害會相應(yīng)的減少，然而這種考慮并不全面，沒有考慮到建筑物自重增加，周期縮短會使地震作用增加，對基礎(chǔ)設(shè)計是一種負(fù)擔(dān)。日本對框剪結(jié)構(gòu)的研究控制分析時采用的是雙指標(biāo)：一是采用平均壓應(yīng)力（σ）來反映建筑層數(shù)、重量、及結(jié)構(gòu)截面面積等影響因素，平均壓應(yīng)力即為樓層以上重量與樓層剪力墻和框架柱截面積的比值；二是用剪力墻截面率（ψ）來反映剪力墻厚等因素，剪力墻截面率即剪力墻截面面積與樓面面積的比值。結(jié)果顯示無震害的合理范圍σ<1.2MPa，ψ>3000～5000mm2/㎡。

2 合理布置剪力墻的位置

2.1 框剪結(jié)構(gòu)體系中剪力墻的合理布置需要遵循對稱、均勻、分散和沿周邊的原則

2.1.1 剪力墻布置時縱向和橫向應(yīng)大致對稱

剪力墻布置時縱向和橫向應(yīng)大致對稱，才能夠使兩個方向的自振周期接近，如果出現(xiàn)特殊情況，其中一個方向不能布置剪力墻時，此方向需采用抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)取代，例如可采用壁式框架，總之兩個方向在水平作用力下應(yīng)可以產(chǎn)生較為接近的位移值。剪力墻布置于建筑物周邊及建筑物內(nèi)樓電梯間等位置時宜均勻?qū)ΨQ，在平面形狀變化的部位和恒載較大的部位均需盡量滿足均勻?qū)ΨQ分布。

2.1.2 均勻分散布置剪力墻對于剛度的合理分布有很大意義

一般墻肢的長度不宜超過8m，每片剪力墻剛度不要太大。每一片剪力墻的彎曲剛度適中，單片剪力墻底部承擔(dān)的水平力產(chǎn)生的剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總剪力的40%。因此，剪力墻的布置應(yīng)注意均勻原則才能使剪力墻均勻受力，提高抗震效果。

2.1.3 剪力墻的高寬應(yīng)大于2

當(dāng)墻的長度過長時，可以通過開設(shè)洞口將長墻分成長度較小，且均勻的聯(lián)墻肢或整體墻，從而滿足高寬比大于2的要求。

2.2 剪力墻合理布置的其他注意事項

布置剪力墻時，剪力墻之間的間距應(yīng)適宜，要達(dá)到建筑物所需要的剛度，這與剪力墻布置數(shù)量的初估有關(guān)；當(dāng)建筑物平面出現(xiàn)凹凸時，在建筑物的凸出部分布置剪力墻是比較合理的；剪力墻布置應(yīng)盡量落地，如因建筑需要不能落地，需在轉(zhuǎn)換層采取加強措施。剪力墻不宜突然取消或中斷，應(yīng)沿豎向貫通建筑物的高度，可盡量降低工程造價；當(dāng)建筑物需要開洞時，宜在洞邊設(shè)置剪力墻，并且宜上下對齊，成列布置，并且盡量結(jié)合在靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上；在平面有一部分較長的建筑中，橫向剪力墻延長方向的間距需滿足《高規(guī)》中的要求。縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端；縱向剪力墻宜布置在結(jié)構(gòu)單元的中間區(qū)段內(nèi)。房屋縱向長度較長時，不宜集中在兩端布置縱向剪力墻，否則在平面中適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置施工后澆帶以減少混凝土硬化過程中的收縮應(yīng)力影響，同時應(yīng)加強屋面保溫以減少溫度變化產(chǎn)生的影響。

3 合理校核剪力墻的防震效果

剪力墻布置數(shù)量少時，其剛度會相應(yīng)降低，但剪力墻數(shù)量增多時，其建筑物自重增加也會影響到自振周期改變地震效果。結(jié)構(gòu)的自振周期能夠綜合反映結(jié)構(gòu)剛度特征，因此計算自振周期，將其控制在合理的范圍內(nèi)：

T=（0.09～0.12）n（計算周期，φ=1.0），式中n為結(jié)構(gòu)樓層數(shù)；

Tl=0.06～0.08>n，考慮非承重墻的周期折減系數(shù)φ=0.7～0.8時的實際值。

4 結(jié)語

框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻主要承載風(fēng)荷載或地震作用引起的水平荷載，能有效的保護墻體。剪力墻承擔(dān)了水平荷載作用下約80%以上的剪力，剪力墻能夠使建筑在水平荷載作用下產(chǎn)生的樓層剪力沿高度較為均勻地分布，使結(jié)構(gòu)中各層梁柱的彎矩比較接近，具有較高的穩(wěn)定性?？蚣艚Y(jié)構(gòu)中剪力墻的結(jié)構(gòu)布置需按照對稱、分散、均勻、沿周邊分布的原則。綜合以上使剪力墻達(dá)到合理的剛度，并均勻受力，增加建筑的安全系數(shù)。剪力墻與框架結(jié)構(gòu)合理結(jié)合通過合理使整個結(jié)構(gòu)本自振周期能夠控制在合理的范圍之內(nèi)，使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和承載力都有明顯提高，所以這種結(jié)構(gòu)體系兼有框架和和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，剛?cè)峁矟?，是一種適用性很廣的結(jié)構(gòu)形式。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：張霞（1986-），女，漢族，浙江金華，大學(xué)本科，助理工程師。研究方向：結(jié)構(gòu)力學(xué)。