高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用探討

李 騰

山東華科規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東 聊城 252000

1、前言

高層建筑采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)可以有效的避免設(shè)備和管道等被破壞的問題，有著良好的結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果，因而有著良好的應(yīng)用效果，文章分析了高層建筑應(yīng)用過程中框架剪力墻的應(yīng)用效果和設(shè)計(jì)過程。

2、框架剪力墻結(jié)構(gòu)的受力

框剪結(jié)構(gòu)是由具有不同力學(xué)性能和變形特征的框剪結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)組成。橫向變形介于剪切變形和彎曲變形之間，框架變形主要是剪切變形。兩者都需要與樓板兼容，并且在平面上具有無(wú)限剛度以協(xié)調(diào)其水平位移。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在同一樓層上必須具有相同的位移，使其具有反S形剪力曲線。框架下部的位移迅速增加。底板越高，水平位移和剪力墻增長(zhǎng)越慢。框剪結(jié)構(gòu)側(cè)向位移小，內(nèi)力分布合理。直梁柱框架具有垂直懸臂剪力梁的特點(diǎn)，剪力墻為垂直懸臂彎曲結(jié)構(gòu)。框架與剪力墻通過樓層開關(guān)連接。在較低樓層，由于剪力墻的位移承受的剪力大部分較小，框架被拉變形。上層與剪力墻相對(duì)。除水平剪力外，框架還必須承受剪力墻的附加剪力。從結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)來(lái)看，由于框架剪力墻的橫向剛度遠(yuǎn)大于框架剪力墻的橫向剛度，在水平力的作用下，框架剪力墻的地面剪力分布減小。剪力比框架大得多。這使得梁和柱的彎矩接近。基于框剪相互作用的內(nèi)力計(jì)算有利于減小梁柱尺寸，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。在抗震設(shè)計(jì)中，兩個(gè)結(jié)構(gòu)可以形成兩條地震防線。

3、框架剪力墻布置的基本原則

分散原則是剪力墻數(shù)量不宜過小，各剪力墻剛度不宜過大，連續(xù)尺寸不宜過長(zhǎng)。為了增加橫向電阻分量的數(shù)量，它們有很大的不同。剪力墻的抗彎剛度適中。在使用中，單壁局部損傷不會(huì)影響整體抗力，也不會(huì)導(dǎo)致單壁應(yīng)力集中過大，導(dǎo)致過早的過度損傷和損傷。剛性墻的內(nèi)力也很大，相應(yīng)的地基處理也很困難。同時(shí)，考慮剪力墻間距過大，要求樓板剛度滿足要求，與中心重合。剪力墻四周對(duì)稱布置。在不增加剪力墻面積的情況下，提高了內(nèi)肢的抗扭強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度。剪力墻的位置應(yīng)根據(jù)平面形狀的變化來(lái)確定。角、端角和凹角通常是應(yīng)力集中點(diǎn)。必須安裝剪力墻進(jìn)行加固。房間、電梯、管井和樓板的開孔嚴(yán)重削弱了樓板的剛度，不利于框架剪力的組合。因此，采用鋼筋混凝土剪力墻加固樓梯井、電梯井、立管井等薄弱環(huán)節(jié)是非常有效的。剪力墻間距適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土。底板L / b = 2-4適用于實(shí)心鋼筋混凝土底板L / b = 1-2.5。其原則是建筑物越高，抗震設(shè)防強(qiáng)度越高，設(shè)防值越小。

4、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析

4.1 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)形式

主要應(yīng)用于商業(yè)建筑、辦公建筑和公寓。情況很復(fù)雜。正確處理權(quán)力關(guān)系是一項(xiàng)重要措施。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須考慮框架的形狀、場(chǎng)地基礎(chǔ)、剛度分布和延性。對(duì)施工過程進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)的過程中，必須要充分考慮到剛度相關(guān)的問題，剪力墻在發(fā)生開裂之后很容易出現(xiàn)剛度大幅度降低的問題。軸向框架主要受豎向力的影響，荷載非常復(fù)雜。由于溫差的影響，剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度較大。當(dāng)結(jié)構(gòu)收縮變形時(shí)，很容易斷裂。在框剪結(jié)構(gòu)中，剪力墻是一個(gè)完整的平面構(gòu)件。框剪結(jié)構(gòu)中，剪端應(yīng)剪成毛巾狀，四周應(yīng)設(shè)梁、柱，剪端主柱不得拆除。剪力墻上的框架梁應(yīng)保留。如果無(wú)法安裝框架梁，則可以忽略隱藏的梁。為了避免柱的偏心變形，剪力墻和柱的軸線應(yīng)在同一平面內(nèi)。

4.2 在剪力墻結(jié)構(gòu)中垂直和水平方向的鋼筋架構(gòu)

在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)其配筋率進(jìn)行充分的把握，其中抗震結(jié)構(gòu)當(dāng)中的配筋率應(yīng)當(dāng)高于0.25%，而常規(guī)剪力墻的配筋率應(yīng)當(dāng)保持在0.2%以上，至少應(yīng)該有兩行。當(dāng)框架梁的寬度相等時(shí)，框架梁的截面高度可以是墻體厚度的兩倍，并且可以根據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。墻的水平分布為橫向剪切，可以抵抗寺廟的溫度。防止墻體和磚塊出現(xiàn)脆性剪切裂縫。當(dāng)建筑物很高時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加鋼筋和建筑物的溫度、剛度等敏感構(gòu)件。

4.3 剪力墻高、寬和厚度的設(shè)計(jì)

當(dāng)比值大于4時(shí)，可以將其設(shè)計(jì)為雙向壓縮單元。這將防止墻太不穩(wěn)定，以及剛度太高出平面。低失真。但對(duì)于高層建筑，應(yīng)采用概念設(shè)計(jì)。

4.4 剪力墻邊緣結(jié)構(gòu)

在剪力墻兩端加蘭花可以改善剪力墻的延性，在剪力墻中加矩形截面可以改善剪力墻的性能。根據(jù)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，對(duì)剪力墻兩端的邊緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，并對(duì)邊緣構(gòu)件進(jìn)行約束。因此，我們可以通過在末端放置約束邊組件來(lái)解決這個(gè)問題。這樣可以提高剪力墻的延性，防止剪力墻的水平剪切滑移。

4.5 調(diào)整墻結(jié)構(gòu)中框架的總剪力

在水平力的作用下，框架的剪力通常很小。為了保證框架作為第二道防線能夠承受側(cè)向力，有必要對(duì)框架進(jìn)行調(diào)整，剪切力可適當(dāng)調(diào)節(jié)。鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下通過反復(fù)的非彈性變形有效地耗散地震能量。這是一個(gè)很好的抗震結(jié)構(gòu)體系。但現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范仍存在一些缺陷。許多按規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)仍存在不同程度的損傷甚至嚴(yán)重的損傷率。非結(jié)構(gòu)性或結(jié)構(gòu)性損壞。因此，對(duì)鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析是有價(jià)值的。

5、結(jié)束語(yǔ)

高層建筑應(yīng)用的過程中，建筑立體和平面設(shè)計(jì)過程有著良好的應(yīng)用效果，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中必須要在滿足使用條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的構(gòu)件設(shè)計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)過程，提高剪力墻性能。