丁傳平

青海省地礦建筑勘察設(shè)計(jì)院 青海 西寧 810001

1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程的概述

框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程是由剪力墻結(jié)構(gòu)和多種框架結(jié)構(gòu)共同組成的一種承重結(jié)構(gòu)，具有空間布置靈活、施工方便、抵抗水平荷載能力高等方面的優(yōu)點(diǎn)，是目前建筑使用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)體系。建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程是集剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)為一體的綜合性建筑結(jié)構(gòu)工程，其一般是使用混凝土墻板作為結(jié)構(gòu)的梁柱體系，利用剪力墻承擔(dān)工程的水平荷載和豎向荷載的一種建筑，框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由于框剪結(jié)構(gòu)是在繼承了框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上融合了剪力墻結(jié)構(gòu)[1]。

2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程的主要特征

框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程的特征主要體現(xiàn)在：①受力特征?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)主要由框架與剪力墻兩部分組合而成一種新的受力形式，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式具有很大的區(qū)別，在建筑低下的樓層，一般情況下剪力墻的位移比較小，變形的特征是拉著框架按照彎曲的曲線變形，并且能夠承受大部分的水平力。而建筑上部分結(jié)構(gòu)則會(huì)發(fā)生較大的位移，并且具有外側(cè)的趨勢，但是因?yàn)榭蚣芫哂袃?nèi)收的趨勢，框架拉剪力墻按照剪切型曲線變形，除了要承擔(dān)外荷載產(chǎn)生的水平力，同時(shí)還承載了將剪力墻拉回的附加水平力。②抗震特征。結(jié)合建筑框架剪力墻受力特點(diǎn)，為提高其抗震能力，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要合理確定剪力墻剛度與框架的比例，以此來提高結(jié)構(gòu)體系與框架對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力。在設(shè)計(jì)建筑工程框架剪力墻系統(tǒng)時(shí)，還需要對施工當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況進(jìn)行分析，合理確定建筑抗震等級[2]。

3 某高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程的概況

某高層建筑工程地表無不良地質(zhì)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑耐火等級為二級?？拐鹪O(shè)防烈度為七度，主體為剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房為框架結(jié)構(gòu)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級，主體為筏板基礎(chǔ)，裙房為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)。主體為地上12層帶1層地下室，右邊裙房為地上1層帶1層地下室，前邊裙房為地上1層。

4 高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則及其應(yīng)用分析

4.1 高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則

主要表現(xiàn)為：第一、可靠性原則。可靠性是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作；第二、安全性原則。剪力墻結(jié)構(gòu)建設(shè)就是為了增強(qiáng)建筑的抗震性能，保證房屋及構(gòu)筑物的安全施工。并且剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證剪力墻結(jié)構(gòu)安全可靠度，也能夠使剪力墻結(jié)構(gòu)的功能得到最大化程度的發(fā)揮。第三、經(jīng)濟(jì)性原則。建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了節(jié)省工程成本，可以從技術(shù)手段以及原材料的使用等方面著手。

4.2 高層建筑框架剪力墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

該高層建筑工程上部12層帶1層地下室，根據(jù)勘察報(bào)告，取筏板厚為1000mm，經(jīng)細(xì)算后筏板可減至800mm，經(jīng)濟(jì)性明顯。因此，基礎(chǔ)選型應(yīng)作方案比較，才能選定經(jīng)濟(jì)合理的方案。而對于筏板厚度的取值，對小高層來說一般筏板厚初選時(shí)可按樓層數(shù)計(jì)，即每層按50mm厚增加。如12層建筑則初選可取600mm厚試算，試算后根據(jù)筏板配筋情況調(diào)整筏板厚度。由于考慮地下室的使用合理性，常規(guī)采用設(shè)置后澆帶來解決底板超長引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用非常重要，但也給施工帶來了不少麻煩，甚至由于處理不當(dāng)而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長寬均達(dá)百米以上，中間就設(shè)置幾條后澆帶。

4.3 高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用的分析

具體體現(xiàn)在：①合理布置剪力墻。剪力墻的布置必須均勻合理，使整個(gè)建筑物的質(zhì)心和剛心趨于重合。在結(jié)構(gòu)布置應(yīng)避免“一”字形剪力墻，若出現(xiàn)則應(yīng)盡可能布置成長墻；應(yīng)避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件時(shí)兩個(gè)方向均應(yīng)布置成長墻；規(guī)范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍及8倍以下為短肢墻，大于8倍則為普通墻。該工程主梁擱置在剪力墻上的，在相應(yīng)部位設(shè)置暗柱，以控制剪力墻平面外的彎矩。②剪力墻配筋及構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。第一、剪力墻配筋。該工程剪力墻一層墻厚為250mm，其余地面以上墻厚均為200mm，水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)。六層以下水平筋Φ10@200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用Φ6@400拉筋；六層以上Φ8@200雙層雙向，雙排鋼筋之間采用Φ6@600拉筋。地下部分外圍墻體豎向配筋14@200為主要受力鋼筋，水平筋則構(gòu)造配置，該工程均取12@150。地下部分墻體配筋大多由水壓力、土壓力產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，簡化計(jì)算后由豎向筋控制。為增大計(jì)算墻體的有效高度，可將地下部分墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。第二、剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)置。相關(guān)研究表明，鋼筋混凝土設(shè)置邊緣構(gòu)件后與不設(shè)邊緣構(gòu)件的矩形截面剪力墻相比，其極限承載力提高約40%，耗能能力增大20%，且增加了墻體的穩(wěn)定性，因此一般一、二級抗震設(shè)計(jì)的剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；其余剪力墻應(yīng)按《高規(guī)》設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。有工程技術(shù)人員對某具體工程計(jì)算結(jié)果中在墻肢軸壓比小于0.25情況下計(jì)算配筋僅為構(gòu)造配筋，而約束邊緣構(gòu)件配筋則高達(dá)40c㎡，造成設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋配置困難，施工難度更大，所以對剪力墻的配筋應(yīng)首先區(qū)分剪力墻的受力特性及類別，即普通剪力墻（長墻）、短肢剪力墻、小墻肢和一個(gè)方向長肢墻而另一方向?qū)俣讨珘韰^(qū)別對待。

5 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)在不僅能夠滿足建筑的基本使用功能，而且能夠滿足人們對建筑的個(gè)性化、經(jīng)濟(jì)性和耐久性需求，有效保證了建筑質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了工程成本的降低。因此對高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及其應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。