摘 要:本文關(guān)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了概念設(shè)計理念,對規(guī)范條文中相關(guān)規(guī)定給出了進一步解釋,供讀者參考。
關(guān)鍵詞:框架剪力墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計
框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小,結(jié)構(gòu)抗震能力較差,但是能滿足大空間使用功能要求。剪力結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大,抗震性能較強,但是不能形成大空間??蚣芗袅Y(jié)構(gòu)完美的整合了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,使結(jié)構(gòu)既能形成大空間,又具有較強的抗震性能,是高層辦公樓結(jié)構(gòu)經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)體系??蚣艚Y(jié)構(gòu)的受力特點,是由框架和剪力墻兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力形式,所以它的框架不同于框架結(jié)構(gòu)中的框架,剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,因此,設(shè)計人員對框架及剪力墻結(jié)構(gòu)的受力、變形的掌握和理解就顯得非常重要,通過充分運用概念設(shè)計把握結(jié)構(gòu)的整體性、科學(xué)布置、合理設(shè)計。
1.應(yīng)根據(jù)框架與剪力墻高度分布剪力情況,調(diào)整框架和剪力墻的剛度
框剪結(jié)構(gòu)中,框架與剪力墻沿高度協(xié)同分擔地震作用,水平力作用下,剪力墻變形為彎曲型,結(jié)構(gòu)底部層間變形較小,頂部層間變形較大,而框架的變形為剪切型,其層間變形則相反,變形協(xié)同后,兩者剪力分配調(diào)整。因此,應(yīng)根據(jù)框架與剪力墻高度分配情況,調(diào)整框架和剪力墻剛度,例如對于剪力墻應(yīng)隨高度有規(guī)律減薄,否則頂部墻體偏厚反而對結(jié)構(gòu)整體性能不利。
2.框架部分應(yīng)具有二道防線的能力
框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計思想重點在于二道防線的實現(xiàn):地震作用下,剪力墻先于框架損傷,框架部分應(yīng)具有二道防線的能力,及對應(yīng)的能力冗余,即人為對框架部分的地震剪力進行調(diào)整??蚣艹袚卣鸺袅Φ恼{(diào)整,關(guān)注以下兩點:第一,規(guī)范對于框架剪力的調(diào)整公式適用于側(cè)向剛度沿豎向基本均勻的情況;第二,當框架柱數(shù)量沿豎向有規(guī)律分段變化時,應(yīng)分段進行調(diào)整。
3.剪力墻布置應(yīng)結(jié)合建筑功能,平面布置宜對稱分散,周邊宜設(shè)置墻以增加結(jié)構(gòu)抗扭剛度;豎向宜保持連續(xù),避免剛度突變。
框剪結(jié)構(gòu)中,由于剪力墻側(cè)向剛度比框架大得多,剪力墻數(shù)量的確定及合理布置對結(jié)構(gòu)整體剛度及剛度中心位置有很大影響,合理的布置剪力墻的數(shù)量能有效防止地震的危害。剪力墻設(shè)置不應(yīng)隨意,宜設(shè)置在樓、電梯間,可考慮使用未來改造幾乎不動的位置,例如衛(wèi)生間、機房等相對固定房間;應(yīng)避開景觀視野好的建筑角部、可以打通的大空間等處;部分剪力墻不能貫通全高,截止位置層的上下剛度會發(fā)生突變,對抗震不利,該層樓板采用現(xiàn)澆板,板厚不宜小于160mm。當剪力墻之間的樓板有較大開洞,洞側(cè)各部結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度不同,兩側(cè)結(jié)構(gòu)較難變形協(xié)同時,可考慮在兩側(cè)適當部位設(shè)墻,對薄弱的連接部位應(yīng)適當增大樓板厚度或增設(shè)樓面水平支撐。
4.較大跨度樓面梁或柱子不宜支撐在連梁上
在剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體剪力墻結(jié)構(gòu)扭矩中,連接墻肢與墻肢,墻肢與框架柱的梁稱為連梁。連梁一般具有跨度小荷載大等特點。較強地震時,連梁率先破壞進入耗能,其本身易發(fā)生剪切破壞。連梁破壞后樓面梁的安全受影響,可能會發(fā)生梁板坍塌。故較大跨度的梁不宜支撐在連梁上,也不宜在連梁上立柱子,不可避免時應(yīng)采取措施。
跨度較小的樓面次梁支撐在連梁上時,次梁端部可按鉸接進行時設(shè)計,同時連梁箍筋宜按受扭箍筋設(shè)計,與樓面梁垂直的兩側(cè)樓板鋼筋宜上下貫通。
較大跨度樓面梁不宜支撐在連梁上無法避免時,連梁應(yīng)采取加強措施:一,連梁內(nèi)設(shè)置錨固于兩側(cè)墻內(nèi)的附加吊筋,吊筋應(yīng)承擔全部樓面梁端剪力。二,連梁內(nèi)配置型鋼;三,對樓面梁兩側(cè)樓板鋼筋雙層雙向貫通,并按樓板規(guī)范進行局部抗倒塌設(shè)計
5.剪力墻端柱或單獨墻肢宜設(shè)置暗梁
地震時,剪力墻有可能出現(xiàn)裂縫,剪力墻邊框柱、暗梁對墻起到約束作用,限制裂縫跨層貫通,同時起承擔豎向荷載作用,防止結(jié)構(gòu)垮塌。并非所有剪力墻均需設(shè)置暗梁,一般而言,承受豎向荷載較大、與框架平面重合的剪力墻需設(shè)置暗梁。暗梁不存在出現(xiàn)塑性鉸的可能,不需要端部箍筋加密。嵌固層以下受地震影響較小,不需要設(shè)置暗梁。
6.結(jié)語
框剪結(jié)構(gòu)數(shù)量在高層建筑設(shè)計呈增長趨勢,在進行設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)具體工程的特點,對其框架、剪力墻的受力狀態(tài)進行正確的計算分析。只有熟練的掌握規(guī)范,并具有良好的概念設(shè)計理念,才能設(shè)計出既安全又經(jīng)濟實用的作品。
參考文獻:
[1]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.JGJ3-2010.
作者簡介:
姓名:高娟
性別:女? ?出生年月1982.1
民族:漢族
籍貫:山東淄博
職位:教師
學(xué)位:研究生
研究方向:建筑結(jié)構(gòu)
工作單位:淄博職業(yè)學(xué)院