結(jié)合設(shè)計實例淺談框架

1、<p>　　結(jié)合設(shè)計實例淺談框架</p><p>　　摘 要：框架——剪力墻結(jié)構(gòu)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，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能?？蚣艚Y(jié)構(gòu)中的剪力墻可以單獨設(shè)置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此，這種結(jié)構(gòu)已被廣泛地應(yīng)用于各類房屋建筑。本文從其抗側(cè)剛度形成、地震剪力分配和如何提高整體結(jié)構(gòu)延性等方面入手，結(jié)合工程實例，闡述了框架

2、-核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些概念和方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PKPM 框架-剪力墻 剪力分配 延性 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　中共晉江市委黨校新校區(qū)建設(shè)項目位于晉江市行政中心，面向世紀(jì)大道，毗鄰城市展館，背靠羅裳山，占地面積70.5畝，按功能需求分成教學(xué)綜合區(qū)、行政辦公區(qū)、會議中心區(qū)、生活服

3、務(wù)區(qū)、體育休閑區(qū)、綠化停車區(qū)等6個功能區(qū)，總建筑面積7.3萬多平方米。中共晉江市委黨校教工宿舍樓總建筑面積1487平方米，地上建筑面積13393平方米，地下建筑面積1468平方米。其中地上十二層，地下一層。地下室層高5.4米，1~3層層高5m，以上各層層高3.9m，結(jié)構(gòu)總高53m?？拐鹪O(shè)防烈度7度，0.15g，Ⅲ類場地，100年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓0.90KN/m2，地面粗糙度為B類。 </p><p>　　主體結(jié)構(gòu)選

4、型及剪力墻的布局 </p><p>　　本工程地下室至3層為長方形，三層以上為L形，由于建筑立面開窗比較多且大，四周剪力墻布置受到限制，且電梯井及樓梯的布局不對稱，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計難度比較大。采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)形式?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)中，剪力墻的布置和用量是由框架、剪力墻的愛力特征并結(jié)合建筑物的功能、布置來決定的。影響剪力墻的因素主要有以下幾個主面加以考慮：①剪力墻 的用量與框剪結(jié)構(gòu)的平面布置有關(guān)。

5、剪力墻是框架——剪力墻的主要抗側(cè)力構(gòu)件，一般按照“均勻、對稱、分散、周邊”的原則布置，橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ設(shè)置在建筑物的端部附近、樓、電梯間、平面形狀彎化處及恒載較大的地方，縱向剪力墻宜布置在單元的中間區(qū)段內(nèi)，縱橫向剪力墻宜布置成L形、T形和口字形等。②剪力墻的用量與結(jié)構(gòu)自振周期密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)自振周期承隨剪力墻剛度增大而變短。③剪力墻用量與結(jié)構(gòu)地震大小直接相關(guān)。結(jié)構(gòu)總水平地震作用隨剪力墻剛度的增大而加大，且剪力墻布置過多，會使結(jié)構(gòu)剛度過

6、大，從而加大了地震效應(yīng)，對結(jié)構(gòu)也是不合理、不經(jīng)濟的。 </p><p>　　框架柱傾覆彎矩及0.2Q0調(diào)整系數(shù) </p><p>　　框架——剪力墻結(jié)構(gòu)中框架柱傾覆彎矩及計算。根據(jù)《高規(guī)》8.13規(guī)定，框架——剪力墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下，若框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定，柱軸壓比限值按框架結(jié)構(gòu)采用。 </p>&

7、lt;p>　　本工程 WV02Q.OUT文件見表1數(shù)據(jù)得出：框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩小于總地震傾覆力矩的50%,計算符合要求。 </p><p>　　我們來看一下本工程底層柱承擔(dān)的傾覆彎矩（KN·m）及地震剪力（KN）： </p><p>　　對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，一般剪力墻的剛度很大，剪力墻吸收了大量的地震力，而框架部分所承擔(dān)的地震力較小。根據(jù)《抗規(guī)》第6.2.13條規(guī)定

8、，側(cè)向鋼度沿豎向分布基本均勻的框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，任一層框架部分的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的 20%和按框架——剪力墻結(jié)構(gòu)分的框架部分各樓層地震剪 力中最大企1.5倍二者的較小值。側(cè)向剛度沿可以看出，是一個合理的結(jié)構(gòu)選型，此時外框柱剪力尚需做進一步內(nèi)力調(diào)整以滿足二道防線的承載力要求。 </p><p>　　提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施 </p><p>　　框剪結(jié)構(gòu)多用于10～25層

9、左右的商住樓，根據(jù)工程設(shè)計實踐，這一類層數(shù)的房屋自振周期大都在0.7～1.7s，與某些地區(qū)的地震卓越周期較接近。如1985年墨西哥太平洋岸的8.1級地震，共有164幢6～20層的房屋倒塌，其中倒塌率最高是10～15層的建筑，而5層以下和25層以上的破壞較輕。當(dāng)樓層多于14層時，地震力的大小和破壞率都有一個明顯的陡然增大的趨勢。因此，采取一些經(jīng)濟實用的方法來改善框剪結(jié)構(gòu)的抗震性能，提高結(jié)構(gòu)的可靠度就顯得尤為必要。結(jié)構(gòu)控制理論為多種建 (構(gòu)

10、 )筑物的抗震設(shè)計提供了一條有效可行的新途徑?？蚣艚Y(jié)構(gòu)兼具了框架布置靈活、延性好和剪力墻剛度大的優(yōu)點，因此框剪結(jié)構(gòu)是一種抗剪性能較好的體系。但由于剪力墻和框架的層間位移角彈性極限相差很遠(yuǎn)，抗震性能較差，所以采取以下措施改善框剪的抗震性：①將剪力墻做成四周有梁柱的帶邊框墻。過框可阻止斜裂縫向相鄰發(fā)展，還可在墻板后作承重構(gòu)件代替墻板承重且有一定延性。②控制每肢墻的高寬比，必要時可設(shè)結(jié)構(gòu)洞口或結(jié)構(gòu)豎縫使變成雙肢墻或多肢墻，可控制裂縫和屈服部位

11、出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)豎縫和洞口邊梁處，形成耗能機構(gòu)，同時使原剪力墻一分為二，剛度降低，避免發(fā)生剪切破壞和</p><p>　　從層間位移角曲線圖可以看出，由于樓屋面梁剪力對相連接豎向構(gòu)件彎曲變形的抑制，結(jié)構(gòu)層間位移角從下往上先逐漸增大，至一定高度后，則逐漸減小。整體曲線光滑無突變，結(jié)構(gòu)剛度沿豎向變化均勻，計算所得最大層間位移角比規(guī)范要求略有富余。由此可見，整個結(jié)構(gòu)受力比較均勻合理。 </p><p>

12、;<b>　　4. 樓梯影響 </b></p><p>　　汶川地震后，讓大家注意到樓梯對整體結(jié)構(gòu)的影響，《抗規(guī)》6.1.15指出：“樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時，應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)的影響”。 </p><p>　　樓梯對結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在其斜撐作用，通過將樓梯作為斜桿（斜板）模擬計算可知，其彈性側(cè)向剛度相對框架結(jié)構(gòu)是不可忽略的，對結(jié)構(gòu)計算指標(biāo)影響也很大。

13、但是在樓梯間四周有鋼筋混凝土剪力墻圍合的結(jié)構(gòu)（如框架-核心筒）計算中，其彈性側(cè)剛度的影響是可以忽略的。但實際地震時，樓梯的彈塑性性能究竟如何，尚沒有明確的結(jié)論，還需要不斷研究。 </p><p><b>　　5.結(jié)語 </b></p><p>　　對于結(jié)構(gòu)工程師而言，一個優(yōu)秀的作品并不僅僅是在正常使用狀況下的結(jié)構(gòu)安全，更重要的是如何做到讓結(jié)構(gòu)“大震不倒”，這才是我們應(yīng)

14、該追求的最高境界。關(guān)于這一點，很多前輩給我們做了示范，比較典型的如林同炎大師設(shè)計的美洲銀行，在馬那瓜罕遇強震中，昂然不倒，樓立墟群，這也可以說是概念設(shè)計的勝利。因為地震從本質(zhì)上講并非一個力，而是一個能量概念，也就是說要求結(jié)構(gòu)必須具備足夠的耗散地震能量的能力。 </p><p>　　對于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，我們要認(rèn)清結(jié)構(gòu)的受力特性，著手做好剪力墻、框架柱的布置方案，設(shè)置多道抗震防線，框架與剪力墻起到了很好的互補作用，

15、從整體上保證力流的簡潔、順暢。不能一開始就只是看到配筋，看計算結(jié)果的紅不紅，若如此，即使配筋做的再精細(xì)，實則本末倒置。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010. 中國建筑工業(yè)出版社，2010 . </p><p>　　[2] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2