混凝土跳層剪力墻結(jié)構(gòu)在地震中的反應(yīng)分析

田鏡楷

（山西西山金城建筑有限公司，山西 太原 030000）

1 跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的基本概述

1.1 跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢特點

跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的基本單元為通過對剪力墻進行隔層布置的單片結(jié)構(gòu)，相鄰兩片結(jié)構(gòu)中的剪力墻要進行錯層布置，并將基本單元進行組合形成多片整體結(jié)構(gòu)。從總體結(jié)構(gòu)上看，由于跳層剪力墻經(jīng)常應(yīng)用于跨度較小的樓板，因此，可以在建筑空間上最大限度的獲得可利用的空間或房間。從單片結(jié)構(gòu)上分析，側(cè)向變形主要集中在未設(shè)剪力墻的柱層，這對柱在整體結(jié)構(gòu)中的受力十分不利。但通過將兩片相鄰的結(jié)構(gòu)單元進行交叉布置形成跳層剪力墻，不僅可以有效的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，更可以最大程度的減少柱的側(cè)向變形所帶來的影響[1]。

1.2 當前我國混凝土跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的存在問題

對于跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的研究，國內(nèi)與國外均現(xiàn)有相關(guān)的建筑實例。我國的行業(yè)研究人員通過對電算程序的自編，對9 層的鋼筋混凝土跳層剪力墻結(jié)構(gòu)從整體上進行了工作機理研究和分析，并對其在抗震概念設(shè)計和構(gòu)造上進行了針對性的探索。在行業(yè)的諸多研究中發(fā)現(xiàn)，跳層剪力墻結(jié)構(gòu)可以順應(yīng)現(xiàn)代化城市高層建筑發(fā)展的同時，也可以不斷滿足人們對于建筑空間自由服務(wù)區(qū)域的需求。

2 跳層剪力墻結(jié)構(gòu)在地震下所產(chǎn)生的變形分析

對跳層剪力墻結(jié)構(gòu)中的柱、墻以及梁的混凝土強度進行選擇，一般為C30；鋼筋和箍筋的選用也有一定的標準，一般為HRB400。與此同時，對荷載進行合理布置，通常情況荷載一般從水平以及豎向兩個方向進行考慮。豎向荷載是對樓面的活載和恒載進行針對性的考慮，樓面的活載按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中的具體要求進行確定；恒載則根據(jù)實際情況進行確定。水平荷載的主要是對地震荷載以及風荷載進行針對性的考量。地震荷載作為本次研究和分析的重點，在其產(chǎn)生作用的過程中，由于跳層剪力墻結(jié)構(gòu)在質(zhì)量和剛度上沿層高呈現(xiàn)出分布不均勻的現(xiàn)象，因此，需要采用相關(guān)的內(nèi)力計算方法進行計算，常用的有振型分解反應(yīng)譜法等[2]。同時，為了對該結(jié)構(gòu)體系進行更準確的分析，應(yīng)采用時程分析法進行補充計算。控制條件上，為了進一步達到第一水準抗震的設(shè)計方向和設(shè)計目標，并使整體結(jié)構(gòu)可以達到“小震不壞”的要求，這需要依照相關(guān)的設(shè)計規(guī)范對其層間的位移角進行嚴格的限制，規(guī)范參照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。

3 跳層剪力墻結(jié)構(gòu)時程分析

時程分析又叫做直接動力分析，簡單來說，是對結(jié)構(gòu)物中的運動微方程進行積分求解的逐步分析方法。在時間變化的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)的反應(yīng)歷程進行速度、位移時程等相關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)果分析。并根據(jù)分析的結(jié)果對內(nèi)力的變化時程進行確定。在對跳層剪力墻結(jié)構(gòu)進行時程分析的過程中，不僅需要對其進行分門別類的研究，更要將模擬地震的反應(yīng)進行詳細的記錄和分析，才可以確定跳層剪力墻所發(fā)揮的實際意義[3]。

地震具有不確定性和難預(yù)測性，根據(jù)大量的研究結(jié)果表明，不同的結(jié)構(gòu)會在地震波的影響下產(chǎn)生不同的變化。不同的結(jié)構(gòu)類型其抗震等級的劃分也是不同的，對于跳層剪力墻結(jié)構(gòu)而言，在地震烈度為7 度和8 度時跳層剪力墻結(jié)構(gòu)體系宜參照如下標準：抗震設(shè)防烈度為7 度時，該結(jié)構(gòu)高度要小于或等于60m，且跳層剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架部分需采用三級框架，剪力墻則需要按照二級的構(gòu)造措施進行具有針對性的設(shè)計；抗震設(shè)防烈度為8 度時，該結(jié)構(gòu)高度要小于或等于60m，且跳層剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架部分需采用二級框架，剪力墻則需要按照一級的構(gòu)造措施進行具有針對性的設(shè)計[4]。具體內(nèi)容如下表：

結(jié)構(gòu)類型烈度7 8跳層剪力墻結(jié)構(gòu)高度（m） ≤60 ≤60框架 三 二剪力墻 二 一

4 跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計建議

在跳層剪力墻結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計過程中，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要重點關(guān)注層數(shù)、層高、跨度以及設(shè)防烈度等基本信息[5]。其次，要對結(jié)構(gòu)構(gòu)件如柱、梁、墻等的橫截面尺寸進行合理的選擇，保障其嚴格按照規(guī)范的具體要求進行設(shè)計。第三，對于不同方向的荷載作用的計算要確保和一般結(jié)構(gòu)保持一致或相似，并用振型分解反應(yīng)譜法以及時程分析法進行有效的計算。只有在施工之前，對跳層剪力墻結(jié)構(gòu)進行合理的布置并對其進行有效的分析計算，才可以從根本上保障其發(fā)揮應(yīng)有的抗震作用。

5 結(jié)語

綜上所述，作為新型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，只有對其不斷進行測試和分析，才能夠不斷優(yōu)化其抗震性能。城市進程的加快，讓更多高層建筑成為了人們生活的最佳選擇，但如何有效應(yīng)對不可預(yù)知的地震災(zāi)害，是行業(yè)研究人員以及普通大眾亟需面對和解決的問題。