高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例研究

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1、高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例研究　　【摘要】：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)形式，在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易滿足安全、經(jīng)濟(jì)、合理的要求。筆者通過國內(nèi)某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，闡述了框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案以及相應(yīng)構(gòu)造應(yīng)采取的措施?！娟P(guān)鍵詞】：高層建筑；框架-剪力墻；設(shè)計(jì)中圖分類號：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指利用剪力墻及框架作為建筑的豎向承重體系，并用它抵抗水平力的結(jié)構(gòu)體系。在受力方面，因?yàn)榧袅Φ膭偠却?，容易滿足小震作用下結(jié)構(gòu)尤其是高層結(jié)構(gòu)的位移限值。在地震作用下，其變形小，

2、破壞程度低，可以設(shè)計(jì)成延性剪力墻，大震時(shí)通過連梁和墻肢底部的塑性鉸范圍內(nèi)的塑性變形耗散地震能量。該體系在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易滿足安全、經(jīng)濟(jì)、合理的要求，所以在高層住宅、公寓和旅館建筑中得到廣泛應(yīng)用。一、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要清晰掌握這種建筑相對于低多層建筑來說所具有的特征，只有這樣才能準(zhǔn)確地就其特殊性而作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施。筆者總結(jié)了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：8（一）水平荷載是高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的決定性因素這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)由自重等豎向荷載產(chǎn)生的軸力和彎矩的大小，

3、僅與樓房高度的一次方成正比；而結(jié)構(gòu)由于水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩及在豎構(gòu)件中產(chǎn)生的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；同時(shí)，對于同一建筑來說，自重等豎向荷載基本上是定值，而風(fēng)荷載和地震作用等水平荷載，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度的變化。（二）軸向變形不容忽視因?yàn)樵诟邔咏ㄖ?，自重等豎向荷載很大，能夠使墻、柱產(chǎn)生較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生較大的影響，對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，另外對構(gòu)件的剪力和側(cè)移也會產(chǎn)生影響，較易造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠安全。（三）側(cè)移是高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素水平荷載

4、下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形隨著樓房高度的增加迅速增大，因此水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移應(yīng)控制在規(guī)定限度之內(nèi)。（四）結(jié)構(gòu)延性是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)與低多層建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形更大一些。為了能讓結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，防止建筑倒塌，必須采取一定的構(gòu)造措施，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。二、設(shè)計(jì)實(shí)例（一）項(xiàng)目簡介8本項(xiàng)目為24層的高層建筑大樓，該建筑高度為81.2m，該高層建筑底下3層主要用于商業(yè)活動，4層為設(shè)備夾層，其余層主要用于酒店，地下設(shè)有一層地下室?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，場地

5、類型為Ⅱ類。（二）主體結(jié)構(gòu)選型由于本高層建筑為24層，高度為81.2m，屬于高層建筑，同時(shí)結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)體系能較好地滿足建筑使用功能，剪力墻結(jié)合建筑功能雙向均勻?qū)ΨQ布置貫通落地，結(jié)構(gòu)橫向高寬比為4.27，小于7。經(jīng)計(jì)算，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)能夠滿足結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)和承受重力荷載作用等各項(xiàng)技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)整體位移、穩(wěn)定及構(gòu)件節(jié)點(diǎn)延性也都能較好地滿足要求。（三）樓蓋結(jié)構(gòu)選型及樓屋面板設(shè)計(jì)由于本高層建筑主體結(jié)構(gòu)采用了現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，為了能與之相適應(yīng)，

6、樓蓋結(jié)構(gòu)也應(yīng)選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。結(jié)合建筑平面布置，考慮有利于提高結(jié)構(gòu)橫向剛度，樓蓋次梁沿橫向布置，支承于縱向框架梁上。樓屋面板采用多跨連續(xù)板，其中商業(yè)層及屋面板厚120mm。（四）剪力墻截面本高層建筑的剪力墻端柱以及剪力墻厚度，分別見表1和表2所示：表1剪力墻端柱截面尺寸（單位：mm）8表2剪力墻厚度（單位：mm）（五）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求結(jié)合本項(xiàng)目的高層建筑框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為例，說明該高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求。本高層建筑的框架-剪力墻中的框架和剪力墻的截面設(shè)計(jì)除了滿足框架和剪力墻截面設(shè)計(jì)的一

7、般原則外，還重點(diǎn)采取以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求：（一）框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調(diào)整對本高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震造成的對房屋的傾覆力由框架和剪力墻兩部分共同承擔(dān)。若由框架承擔(dān)的部分大于傾覆力矩的50%以上時(shí)，說明框架部分已居于較主要地位，應(yīng)加強(qiáng)其抗震能力的儲備。如可以通過按純框架結(jié)構(gòu)的要求來確定其抗震等級或軸壓比按純框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定限制來實(shí)現(xiàn)。適用高度和高寬比則可取框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩者之間的值，視框架部分承擔(dān)總傾覆力矩的百分比而定，當(dāng)框架部分承擔(dān)的百分比接近于0時(shí)，取接近剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度和高寬比；當(dāng)

8、框架部分承擔(dān)的百分比接近于100%時(shí)，取接近框架結(jié)構(gòu)的適用高度和高寬比。（二）框架剪力墻中框架總剪力的調(diào)整8框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，柱和剪力墻相比，其抗剪剛度很小，故在地震作用下，樓層因地震引起的總剪力主要由剪力墻來承擔(dān)，框架柱只承擔(dān)很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的內(nèi)力很小，而框架作為抗震的第二道防線，過于單薄是不利的，為了保證框架部分有一定的抗震能力儲備，規(guī)定框架部分所承擔(dān)的地震剪力不應(yīng)小于一