淺議高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用

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1、淺議高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用　　摘要：通過對框架剪力墻概念的闡述，并對其受力特征和非線性反應(yīng)進(jìn)行了分析，從而進(jìn)一步說明了框架剪力墻設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，改善抗震性能以確保穩(wěn)定和安全。關(guān)鍵詞：框架剪力墻高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract:Basedontheframeshearwallconcept,anditsmechanicalcharacteristicsandnonlinearresponsesareanalyzed,whichfurtherillustratesthemattersneedingattentionindesignofframeshearwall

2、,seismicperformanceimprovedinordertoensurethestabilityandsecurity.Keywords:Designofframeandshearwallhigh-risestructure中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：2095-2104（2012）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指用配有鋼筋增強(qiáng)的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅(jiān)固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成本低等優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用。一、受力特性分析和影響因素：1.110框－剪結(jié)

3、構(gòu)體系的工程應(yīng)用表明，框－剪結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合。剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線具有懸臂彎曲梁的特征，位移越往上增大越快，成外彎形開口曲線。而在框－剪結(jié)構(gòu)中，框架和剪力墻之間通過平面內(nèi)剛度無限大的樓蓋連接在一起共同抵抗水平力，結(jié)構(gòu)水平位移特征處于框架和剪力墻之間，為反S型曲線，是彎剪型。因此，在框剪結(jié)構(gòu)中，剪力墻在下部樓層變形小，承擔(dān)了近80%以上的水平剪力，而在上部樓層，框架變形小，可以協(xié)助剪力墻工作，抵擋剪力墻的外拉變形，從而承受很大的水平剪力。所以，框剪結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)水平變形的有機(jī)協(xié)調(diào)，從而達(dá)到減少結(jié)構(gòu)變形，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，提高結(jié)構(gòu)

4、抗震能力的目的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有很強(qiáng)的適用性?？颍艚Y(jié)構(gòu)中框架、剪力墻的受力特性可以用結(jié)構(gòu)剛度特性值λ，即框架剛度與剪力墻剛度的比值來表達(dá)。若忽略連梁約束和軸向變形的影響，有：式中:H為建筑總高度；Cf為框架平均總剛度；EwIw剪力墻折算總抗側(cè)剛度。1.2影響因素的探討：框－剪結(jié)構(gòu)中,剪力墻的布置和用量是由框架、剪力墻的受力特性并結(jié)合建筑物的功能、布置來決定的。因此，影響剪力墻用量的因素應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面加以考慮。10（1）剪力墻的用量與框一剪結(jié)構(gòu)的平面布置有關(guān)。剪力墻是框－剪結(jié)構(gòu)中主要抗側(cè)力構(gòu)件，一般按照“均勻、對稱、分散、周邊”的原則布置。（2）剪力墻

5、的用量與結(jié)構(gòu)自振周期密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)自振周期隨剪力墻剛度增大而變短，對于比較正常的框－剪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自振周期大致為：T1=(0.08~0.12)n；T2≈(1/3~1/5)T1；T3≈(1/5~1/7)T1式中:T1，T2，T3分別為結(jié)構(gòu)第1、2、3自振周期;n為建筑物總層數(shù)。（3）剪力墻用量與結(jié)構(gòu)地震力大小直接相關(guān)。結(jié)構(gòu)總水平地震作用隨剪力墻剛度的增大而加大，對于截面尺寸、結(jié)構(gòu)布置都比較正常的結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)底部剪力小于上述數(shù)值時(shí)，宜適當(dāng)增加剪力墻用量，提高結(jié)構(gòu)剛度，適當(dāng)增大地震力以保證安全；反之，地震力過大，宜適當(dāng)減少剪力墻用量，

6、以求得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。二、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的非線性反應(yīng)分析10鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)烈地震作用下能有效地通過反復(fù)的非彈性變形耗散地震能量，是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)體系。然而目前的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范尚有其不足之處，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)房屋，仍然遭到不同程度的甚至是達(dá)到失效的嚴(yán)重非結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)破壞。因此鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的非線性分析受到了重視，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的相關(guān)研究。2.1分析模型多豎向桿單元模型是一種進(jìn)來國內(nèi)外研究較多的非線性分析模型，它將墻的軸向變形、彎曲變形用多垂直桿模擬，剪切變形用一個(gè)剪切彈簧模擬。圖-多豎線單元分析

7、模型如圖所示的多豎向桿單元分析模型，根據(jù)墻橫截面的應(yīng)力分布狀態(tài)，取五根豎向桿，兩側(cè)向豎向桿單元代表兩邊界柱的軸向剛度，內(nèi)部豎向桿單元代表中間墻板的軸向剛度。墻單元的彎曲剛度由所有豎向桿整體給出。墻體的剪切剛度由圖中的水平彈簧提供。五根豎向桿中的中間豎向桿為剪切拉壓桿，左右兩邊桿為屈服拉壓桿，左右中間桿為開裂桿，但它們也可能全是彈性桿，也可能只有左右兩邊桿為開裂桿，這取決于荷載作用情況。對于與框架一剪力墻平行的框架梁，即縱向梁構(gòu)件采用帶非線性轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的線彈性彈簧梁單元模擬。對于柱單元?jiǎng)t假定其只發(fā)生非彈性彎曲變性而不發(fā)生非彈性軸向變形。對于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的橫

8、向梁兩端承受著不同的豎向位移，并且由于節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和兩