公务员期刊网 精选范文 框架剪力墙结构范文

框架剪力墙结构精选(九篇)

框架剪力墙结构

第1篇:框架剪力墙结构范文

[关键词]框架-剪力墙;结构;抗震设计;实例分析

中图分类号:TU973+.31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)36-0194-01

1.框架-剪力墙结构剪力墙的布置和数量

1.1 剪力墙的布置

(1)框架-剪力墙结构中剪力墙的布置一般按照“均匀、对称、分散、周边”的原则布置。

(2)框架-剪力墙结构中的剪力墙,宜设计成周边有梁柱(或暗梁柱)的带边框剪力墙。纵横向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形、T形及口形等,这样的剪力墙会增大建筑整体的刚度和抗扭能力。

(3)在长矩形平面或平面有一项较长的建筑中,其剪力墙的布置为:横向剪力墙沿长方向的间距宜满足规范要求,当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时,剪力墙的间距应予减小;纵向剪力墙不宜集中布置在两尽端。

(4)剪力墙宜贯通建筑物全高,沿高度墙的厚度宜逐渐减薄,避免刚度突变对抗震造成不利。当剪力墙不能全部贯通时,其上下层刚度的减弱不宜大于30%,在刚度突变的楼层板应按转换层楼板的要求加强构造措施。

1.2 剪力墙合理数量的确定

剪力墙的合理数量按许可位移决定,按高层建筑规范中一般装修材料,框架-剪力墙结构顶点位移与高之比u/H不宜大于1/700装修要求较高时u/H不宜超过1/850,在满足这个要求的前提下增减剪力墙的数量。

用结构自振周期也可校核剪力墙布置数量,结构自振周期的合理范围大致为

但此种方法在一定范围内不适用,因为从地震作用本身来分析剪力墙结构刚度小,地震作用小,位移限制较易满足,但这种结构在工程上有可能不很合理,结构的自振周期有可能不在合理范围内。可依据实际工程中的剪力墙数量作为剪力墙布置的参考,用底层结构截面积(包括剪力墙Aw和框架柱截面积Ac)与楼面面积Af之比(Aw+Ac)/Af来估算剪力墙数量或用剪力墙面积Aw与楼面面积Af之比来估算框架柱Ac(见表1)。

一般,多设剪力墙对抗震是有利的。但是,剪力墙超过了必要的限度,是不经济的。剪力墙太多,虽然有较强的抗震能力,但由于刚度太大,周期太短,地震作用要加大,不仅使上部结构材料增加,而且带来基础设计的困难。目前我国尚无这方面的成熟经验,设计中可根据工程具体情况、建筑物高度、地区设防烈度及参考上面方法取值。

2.工程实例

本工程主楼地下一层,地上十层,局部七层,总建筑面积为40671.77m2。在剪力墙布置方面,纵向5-6,9-10轴线间,横向C-D,和K-L轴线间设置了剪力墙,并且剪力墙在布置时横向以G轴为中心线基本保持对称。本工程主体建筑为筒体结构,在进行剪力墙的布置时充分考虑了筒体结构的周边抗侧力处于薄弱环节,故特意在结构周边设置了剪力墙,有效的提高了结构整体的抗侧刚度。剪力墙布置,如图1所示。

(1)从框架柱地震剪力百分比可以看出,在结构底部和中上部,水平地震作用主要靠剪力墙承担,结构上部的水平地震作用主要由框架承担,.根据结构的底部剪力我们将各层位移连成了侧移曲线,该曲线呈反S形,且接近直线,各层刚度均匀,位移曲线连续光滑,无突然凹凸变化和折点。说明剪力墙的数量和设置位置是合理的,同时体现了剪力墙在整个结构的抗震中起着非常重要的作用。

(2)结构在地震作用下的变形。结构在地震作用下的变形曲线呈弯剪型,但上部略微呈剪弯型,说明在上部是由框架抵消了很大一部分剪力墙的变形;而结构其余部分水平力主要由剪力墙承担。充分体现了框剪结构中剪力墙抗震的优势。

通过地震作用下层间位移计算结果以及地震作用下X、Y方向最大层间位移角曲线分析:结构Y向在水平地震作用下的最大层间位移角在1/885・P・[θ]・P・1/800,符合规范要求,说明本工程剪力墙的布置是合理的。

3.几点改善结构抗震性能的建议

(1)设计中高层结构通常在楼梯、电梯及竖向管道等竖向交通区设置较多的剪力墙片,组成一个或数个较完整或基本完整的筒体,变平面剪力墙构件为空间剪力墙筒体,从而提高整个结构性能。

(2)对于框架分隔的结构,由于分隔的不整齐性,难以形成规则柱网,其柱截面往往大于隔墙厚度而造成柱子外凸的不良建筑效果,而且其抗侧能力较差,为满足抗侧力的需要又不加重剪力墙筒体的负担;剪力墙分隔可以通过一些与填充墙基本同宽、肢长-肢宽比接近5的短肢剪力墙片,实现灵活多变的分割形式,但它们又难于满足建筑功能对底部开敞大空间的要求,结构上通常处理成底部大空间框支,即在结构底部剪力墙筒体落地,由转换大梁完成底层框支柱到上层剪力墙分隔之间的结构转换。这样,既扩大了使用面积,又保证了建筑的布局灵活。本工程在进行设计施工时,充分考虑了此种结构的优点,并和剪力墙巧妙结合起来,有效的提高了结构整体刚度,增强了结构的抗震能力。为了更好的达到抗震效果剪力墙应设置在:

①在竖向荷载较大处。②平面形状变化处或楼盖水平刚度剧变处。③楼梯间、电梯间以及楼板较大洞口的两侧。④为了用较少的墙体获取较大的纵、横向抗推刚度和受弯承载力,纵、横向抗震墙最好能连接成T形、L形和口字形;同一横向轴线上的两片抗震墙可利用各层的框架梁来组成双肢墙。⑤纵向抗震墙不宜设置在独立结构单元的两端,以免纵向框架梁和楼板因受到变形约束的区段过长而产生较大的收缩和温度应力。如果同一横面轴线上两片纵向抗震墙之间的距离过大,各层楼盖均应在间距中点附近的某开间内,设置横贯房屋全宽的施工“后浇带”,以消除混凝土的收缩影响。总之,剪力墙的设置要均匀分散,尽量对称最好,形成蜂窝状是最理想的。

4.结论

(1)框架-剪力墙结构中,框架与剪力墙起到了很好的互补的作用,对于抗震要求较高的地区是一种非常合适的结构形式。在框架-剪力墙结构中,适当的剪力墙能使结构具有相当大的刚度和较高的承载力,并且有很强的抵抗地震作用的能力。

(2)合理的搞好框架-剪力墙结构的设计,将直接影响到建筑物的安全使用与技术经济指标的高低。在结构设计初步阶段,剪力墙数目的合理确定,不但可以减少大量重复工作的问题,还可以达到经济的目标。从结构的底部剪力和自振周期可以得出剪力墙的合理布置对结构抗震能力的提高起着非常大的作用。

参考文献

[1] GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

第2篇:框架剪力墙结构范文

关键词:框架剪力墙结构;剪力墙

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1.框剪结构可应用于多种使用功能的多的高层房屋,如办公楼、饭店、公寓、住宅、教学楼、实验楼、病房楼等等,其组成型式一般有:

(1)框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置,各自形成抗侧力结构;

(2)在框架结构的若干跨度内嵌入剪力墙(有边框剪力墙);

(3)在单片抗侧力结构内连续布置框架和剪力墙;

(4)上述两种或几种型式的混合。

框剪结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成,这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下,剪力墙是竖向悬臂弯曲结构,其变形曲线呈弯曲型,楼层越高水平位移增长速度越快,顶点水平位移值与高度是四次方关系:

均布荷载时u=qH4/8EI倒三角形荷载时u=11qmaxH4/120EI式中H—总高度EI—弯曲刚度在一般剪力墙结构中,由于所有抗侧力结构都是剪力墙,在水平力作用下各道墙的侧向位移曲线相类似,所以,楼层建立在各道剪力墙之间是按其等效刚度EIeq比例进行分配。

框架在水平力作用下,其变形曲线为剪切型,楼层越高水平位移增长越慢。在纯框架结构中,各个框架的变形曲线类似,所以,楼层剪力按框架柱的抗推刚度D值比例进行分配。

框剪结构,既有框架,又有剪力墙,它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起,在水平力作用下,使它们水平位移协调一致,不能各自自由变形,在不考虑扭转影响的情况下,在同一楼层的水平位移必须相同。因此,框剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线。

框剪结构在水平力作用下,由于框架与剪力墙协同工作,在下部楼层,因为剪力墙位移小,它拉着框架变形,使剪力墙承担了大部分剪力;上部楼层则相反,剪力墙的位移越来越大,而框架的变形反而小,所以,框架除负担水平力作用下的那部分剪力以外,还要负担拉回剪力墙变形的附加剪力,因此,在上部楼层即水平力产生的楼层剪力很小,而框架中仍有相当数值的剪力。

框剪结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例、框架各楼层剪力的分配比例以及框架各楼层剪力分布情况,是随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特征值λ直接相关。框剪结构中的框架底部剪力墙为零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而纯框架最大剪力在底部。因此,当实际布置有剪力墙(如楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构,必须按框剪结构协同工作计算内力,不应简单按纯框架分析,否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全。

框剪结构,由延性较好的框架、抗侧力刚度较大并有带边框的剪力墙和有良好耗能性能的连梁所组成,具有多道抗震防线,从国内外经受地震后震害调查表明,的确为一种抗震性能很好的结构体系。

框剪结构在水平力作用下,水平位移是由楼层层间位移与层高之比Δu/h控制,而不是顶点水平位移进行控制。层间位移最大值发生在(0.4~0.8)H范围的楼层,H为建筑总高度。具置应按均布荷载或倒三角形分布荷载,可从协同工作侧移法计算表中查出框架楼层剪力分配系数ψf或ψˊf最大值位置确定。框剪结构在水平力作用下,框架上下各楼层的剪力取用值比较接近,梁、柱的弯矩和剪力值变化较小,使得梁、柱构件规格减少,有利于施工。

2.框剪结构布置的规定和要求

框架—剪力墙结构的结构布置除应符合规范中有关框剪结构设计的规定外,其框架和剪力墙的布置尚应分别符合框架结构和剪力墙结构的有关规定。

框架—剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系,主体结构构件之间不宜采用铰接。抗震设计时,两主轴方向均应布置剪力墙。梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合,框架的梁与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。

2.1框架—剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求:

(1)剪力墙宜均匀对称地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位;在伸缩缝、沉降缝、防震缝两侧不宜同时设置剪力墙。

(2)平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。

(3)剪力墙布置时,如因建筑使用需要,纵向或横向一个方向无法设置剪力墙时,改方向可采用壁式框架或支撑等抗侧力构件,但是,两个方向在水平力作用下的位移值应相接近。壁式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑。

(4)剪力墙的布置宜分布均匀,单片墙的刚度宜接近,长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙,单肢墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m。每段剪力墙底部承担水平力产生的剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。

(5)纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。房屋纵向长度较长时,不宜集中在两端布置纵向剪力墙,否则在平面中适当部位应设置施工后浇缝以减少混凝土硬化过程中的收缩应力影响,同时应加强屋面保温以减少温度变化产生的影响。

(6)楼电梯间、竖井等造成连续楼层开洞时,宜在洞边设置剪力墙,且尽量与靠近的抗侧力结构结合,不宜孤立地布置在单片抗侧力结构或柱网以外的中间部分。

(7)剪力墙间距不宜过大,应满足楼盖平面刚度的需要,否则应考虑楼盖平面变形的影响。

2.2在长矩形平面或平面有一向较长的建筑中,其剪力墙的布置宜符合下列要求:

(1)横向剪力墙沿长方向的间距宜满足规范的要求,当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时,剪力墙的间距应予减小。

(2)纵向剪力墙不宜集中布置在两尽端。剪力墙上的洞口宜布置在截面的中部,避免开在端部或紧靠柱边,洞口至柱边的距离不宜小于墙厚的2倍,开洞面积不宜大于墙面积的1/6,洞口宜上下对齐,上下洞口间的高度(包括梁)不宜小于层高的1/5。

(3)剪力墙宜贯通建筑物全高,沿高度墙的厚度宜逐渐减薄,避免刚度突变。当剪力墙不能全部贯通时,相邻楼层刚度的减弱不宜大于30%,在刚度突变的楼层板应按转换层楼板的要求加强构造措施。

(4)框剪结构中,剪力墙应有足够的数量。当基本振型分析框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,框架的抗震等级应按框架结构考虑。

第3篇:框架剪力墙结构范文

关键词:框架-剪力墙;结构设计

中图分类号:TU318 文献标识码:A

一、框架-剪力墙结构的优势

震害表明,框架剪力墙结构比框架结构在减轻框架及非结构部件震害方面有明显的优越性,剪力墙可以控制层间位移,降低了对框架的延性要求,简化了抗震措施。由于框架-剪力墙的共同作用,顶层高振型的鞭梢效应可以大为减轻。

框架-剪力墙结构的受力特点

框架-剪力墙结构的受力和变形

框架-剪力墙结构由框架及剪力墙两类抗侧力单元组成。这两类抗侧力单元在水平荷载作用下的受力和变形特点各异。剪力墙以弯曲型变形为主,随楼层 的增加,总侧移和层间侧移增长加快;框架以剪切型变形为主,随着楼层增加,总侧移与层间位移增加减慢。在同一结构中,通过楼板把两者联系在一起,楼板在其本身平面内刚度很大,它迫使框架和剪力墙在各层楼板标高处共同变形。在协同工作时,首先要注意到剪力墙单元的刚度比框架大很多,往往由剪力墙担负大部分外荷载。其次要注意到两者分担荷载的比例上下是变化的。由它们的变形特点可以知道,剪力墙下部变形将增大框架下部变形却减小了,这使得下部剪力墙担负更多剪力,而框架下部担负的剪力较小。在上部,情形正好相反,剪力墙变形减小,因而卸载,框架上部变形加大,担负的剪力将增大。因此,框架上部和下部所受的剪力趋于均匀化。

协同工作原理二

框架-剪力墙结构中,由于框架-剪力墙协同工作其剪力分配沿高度是不断变化的,因此框架-剪力墙结构的计算中应考虑剪力墙和框架两种类型结构的不同受力特点,按协同工作条件进行内力,位移分析,不宜将楼层剪力简单地按某一比例在框架与剪力墙之间分配。协同工作计标方法是在以下一些假定条件下进行的。①房屋体型规则,剪力墙布置对称均匀,各楼层刚心和质心相重合,楼盖在自身平面内刚度很大,在同一楼层的标高上,框架与剪力墙的水平位移相等,不考虑扭转的影响。②水平外荷载由框架与剪力墙共同承担。③剪力墙与框架的刚度沿高度均匀分布。

3.计算简图:

框架-剪力墙结构的计标图形,主要是要确定如何归并总剪力墙,总框架以及确定总剪力墙与总框架之间的联系和相互作用方式。根据上述基本假定,同一楼层各片剪力墙的位移都是相等的,所以结构单元内所有剪力墙能合并为总剪力墙,为一竖向悬臂弯曲构件;由于同一楼层各片框架的位移都是相同的,所有结构单元内所有框架可合并成总框架,相当于一悬臂剪切构件;所有连梁合并为总连梁,相当于一附加的剪切刚度。总剪力墙,总框架与总连梁的刚度分别为同一层各类型单元结构的刚度之和。

由于计标区段中的所存在框架、剪力墙和连梁,依靠楼(层)盖连接成整体,所以,一般情况下的框架-剪力墙结构的计算简图应该是总框架与总剪力墙间在每一楼盖标高处由刚性连杆连接的体系。刚性连杆既代表楼(层)盖对水平位移的约束,也代表总连梁对水平位移的约束和对转动的约束,其中连杆的抗弯刚度仅代表总连梁的转动约束作用。当连梁抗弯刚度较小,其转动约束可忽略不计时,则水平连杆两端可认为是铰接。

框架-剪力墙结构中的连梁是指一端与剪力墙,另一端与框架连接的梁,或者两端都与剪力墙连接的梁。两端都与框架柱相连的梁是框架梁。

总剪力墙是以片为单位的剪力墙刚度进行叠加的。当忽略剪力墙和框架轴向变形的影响时,为了简单,也可以按剪力墙的墙肢刚度之和作为总剪力墙的刚度,墙肢之间的连梁合并于总连梁刚度中。但应注意,这两种叠加方法,当考虑轴向变形影响时就不同了。

三、地震倾覆力矩比值对结构性能的影响:

《高规》(JGJ3-2010)第8.1.3条:抗震设计的框架-剪力墙结构,应根据在规定水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值,确定相应的设计方法,并应符合下列规定:

1、框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%时,按剪力墙结构进行设计,其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计。

2、当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,按框架-剪力墙结构进行设计。

3、当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,其最大使用高度可比框架结构适当增加,框架部分的抗震及和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。

4、当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,但其最大适用高度宜按框架结构采用框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移角不满足框架-剪力墙结构的规定时,可按《高规》(JGJ3-2010)第3.11节的有关规定进行结构抗震性的分析和论证。

四、抗震剪力的调整:

框架-剪力墙结构在水平地震作用下,框架部分所得剪力一般都较小。按多道防线的概念设计要求,墙体是第一道防线,在设防地震,地震部分先于框架破坏,由于塑性内里重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多于地震下加点,为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力,需要对框架承担的剪力予以适当调整。

高规8.1.4条规定:对规则的框架-剪力墙结构抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架剪力应符合下列要求:

①满足Vf ≥0.2V0,其框架总剪力不必调定; 不满足Vf ≥0.2V0要求的楼层,其框架总剪力按.2V0和1.5Vfmax二者的较小值采用;

其中V0对于框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值的结构底层总剪力;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取再段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力。

Vf对应于地震作用标准值且未经调定的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力Vfmax-对框架数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值且未经调定的各层框架承担的地震总剪力中的最大值;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取分段中对应于地震作用标准值且未经调定的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。

②各层框架所承担的地震总剪力按本条第一款调定后,应按调定前后总剪力的比值调定多跟柱和与之相连梁的剪力及端部弯矩标准值,框架柱的轴力标准值可不予调定。

③按振型分群反应谱法计标地震作用时,本条第一款所规定的调定可在振型组合之后,并满足《高规》(JGJ3-2010)第4.3.12条关于楼层最小地震剪力系数的前提下进行。

就上面的这些问题,应该说是规范在个人设计中的一些自我体会。当然,我认为,随时规范的变动及一些新问题的出现,这些个人的认识会有所变化。但在具体设计中,一些东西仍需要遵守的。在此,我希望这些知识的总结能带给读者以启示,也希望广大读者能够与我共同商榷。

第4篇:框架剪力墙结构范文

关键词:高层建筑;框架剪力墙结构;施工技术

前 言

在城市建设快速发展,土地资源紧张的形势下,城市建筑物中、高层的数量开始迅猛增长,在这些基建项目中,框架剪力墙是一项不可缺少的作业,从增强建筑体品质以及提高建筑作业层次上都有着举足轻重的地位。

1 框架剪力墙变形及受力特点

在框架结构中加设适量的剪力墙,二者通过楼盖协同工作,以满足建筑物的受力和抗震要求,从而组成框架-剪力墙结构体系。在框架中局部增加剪力墙可以在对建筑物的使用功能影响不大的情况下,使结构的抗侧向变形刚度和承载力都有明显提高,所以这种结构体系兼有框架和剪力墙结构的优点,是一种适用性很广的结构形式。

1.1 变形特点

在水平荷载作用下,框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主,而剪力墙的变形则以弯曲型为主。由于两者是受力性能不同的两种结构,因而两者之间需要通过楼板的协同工作。由于楼板平面内刚度很大(计算中假定为无限刚性),因此在同一楼板处必有相同的位移,这就形成了框架-剪力墙结构特有的变形曲线,呈反S形的弯剪型变形曲线。

框架下部位移增长迅速,上部增长较慢,剪力墙则与之相反。在框架-剪力墙结构下部,侧移较小的剪力墙对框架提供帮助,墙把框架向左边拉,框架-剪力墙的侧移比框架单独侧移小,比剪力墙单独侧移大;而上部,框架又可以对剪力墙提供支持,即框架把墙向左边推,其侧移比框架单独侧移大,比剪力墙单独侧移小。最终框架-剪力墙结构的侧移大大减小,且使框架和剪力墙中内力分布更趋合理,如下图。

1.2 受力特点

剪力墙的侧移刚度远大于框架,因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架(一般情况下,约80%以上水平荷载由剪力墙来承担)。由于上述变形的协调作用,框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。框架结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特征值直接相关。框剪结构中的框架底部剪力为零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而纯框架最大剪力在底部。因此,当实际布置有剪力墙(如:楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构,必须按框架结构协同工作计算内力,不应简单按纯框架分析,否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全。

2 框架剪力墙结构施工技术

(1)钢筋工程。在框架剪力墙结构中,钢筋作业被认为是重中之重,这项作业在工作进行中用到的钢筋原料很多,不管是型号还是外形千变万化,在加工和绑扎中出现偏差的情形很多,这对整个建筑的品质有很大影响,所以为了保证质量,要按照下面的要求进行施工作业。

按要求严格控制钢筋的规格、数量、等级、间距以及绑扎质量。同时由于剪力墙墙体钢筋一般较细,通常采用绑扎搭接,在浇筑混凝土时钢筋网片容易发生位移,为防止这种现象的发生可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平钢筋,以防振捣混凝土时发生位移。放置足够数量的垫块,保证有足够的保护层厚度。

(2)模板工程。在支模作业中,应该用已浇筑完成的墙体当做模子,将板子紧贴已浇筑的墙体,且在模板和已浇筑墙体接触处贴双面胶等防渗胶带。墙体两侧的模板可通过穿墙对拉螺杆进行固定,穿墙对拉螺杆外面套PVC管以保证螺杆可以循环利用而不浪费。为保证模板根部在浇筑时不发生移动,可在浇筑楼板时在相应位置预埋短钢筋头来限定其位置。墙模和楼板之间的缝隙在进行浇筑前需要用水泥砂浆封堵,从而保证墙体模板和楼面之间的严密性。

(3)混凝土工程技术

根据工程特点和施工条件,墙内混凝土同所在楼层的梁柱墙一样为一次性浇筑,混凝土工程施工一般采用商品混凝土,材料运输选择泵送方式,施工前期要做好充足的施工准备,将混凝土运输设备、施工设备等机械器材都配备完全。另外,要严格控制混凝土性能,使其性能能满足相关设计需求,保证混凝土原材料的质量。混凝土工程的施工要做好以下几项工作:首先,必须进行混凝土配合比试配,做到各种材料比例合理,用量准确,保证混凝土整体质量;接着,施工现场严格检测混凝土坍落度,有计划、有步骤的浇筑各个部位混凝土。其次,严格控制混凝土振捣质量,做到不漏振,不过振;最后,应视天气情况对混凝土进行养护。

3 结束语

目前随着高层施工技术的不断发展和完善,对框架剪力墙结构施工技术要求也越来越高,需要其不断的向精确化和先进化方向发展,从而保证高层建筑施工的质量,进一步推动建筑行业的快速发展及进步。

参考文献

[1]陈广发.框架剪力墙结构建筑施工技术分析[J].2012(30):371.

[2]韩亚辉.浅析建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].民营科技,2013/07.

[3]王立慧.对现代建筑框架剪力墙结构施工技术的探讨[J].科技信息,2011(09).

[4]郑臻华,刘润.框架剪力墙结构施工技术与质量控制[J].中国新技术新产品,2009(10).

第5篇:框架剪力墙结构范文

关键词:框架结构;剪力墙结构;高层建筑

中图分类号:TU208文献标识码: A

剪力墙结构是指用钢筋混凝土墙代替框架结构中的柱,以承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构。其最大特点是能够有效控制结构水平作用。《建筑抗震设计规范》(2010年版,以下未注明处相同)称之为抗震墙,本文按照工程界习惯称作剪力墙。多数情况下,剪力墙截面高度大于其厚度8倍,厚度相对而言较薄,一般仅为200~300mm。因此,从墙体尺寸可以看出,其墙身平面内抗侧刚度很大,相反,平外面刚度却很小。根据这一特点,在进行结构方案布置时,墙体应当沿建筑物主轴方向均匀布置,利用平面内较大刚度承受纵横两个方向的水平和扭转作用。抗震设计中,要求在正常使用及小震作用下,处于弹性工作状态;在中等强度地震作用下,允许进入弹塑性状态,但应具有足够承载力、延性;在强震作用(罕遇烈度)下,不应出现倒塌。此外还应保证结构稳定。现通过对剪力墙结构中抗震设计的相关要素分析,希望和广大结构设计人员进行交流,共同进步。

1 框架-剪力墙抗力特性

1.1 框架和剪力墙的受力特征

建筑框架结构的受力特点较为复杂,首先由荷载传给楼板,然后再依次传给次梁、主梁、柱、基础、地基等。在该结构中,受力体系由梁、柱组成,用以承受竖向荷载是有利的,但是在承受水平荷载方面能力有限,因此仅仅适用于房屋高度不大,层数不多的建筑。剪力墙则为一段钢筋混凝土墙体,因其抗剪能力很强,故称剪力墙。在框剪结构中,框架与剪力墙协同受力,剪力墙承受大部分水平荷载,框架承受大部分的竖向荷载,这样大大减少了柱子的截面。

1.2 框架-剪力墙的受力特征

在框架-剪力墙建筑结构中,能将两者联系在一起的基本上都是平面楼盖,通过大面积大刚度的楼盖将之联系成为一个网络式的结构,每个结构内的框架,剪力墙等共同承担外力,从而保证框架内所有的结构位移距离均等,减少变形的几率。框剪结构的受力特点是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式,所以它的框架不同于纯框架结构中的框架,剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。

1.3 框-剪结构的优点

(1)同样设防烈度地区,框-剪结构因抗震能力较接近剪力墙结构,规范允许建造的高度比框架结构高得多;(2)框-剪结构比起剪力墙结构,其建筑空间布置更灵活,更容易满足使用功能需要有较大空间区域的要求;(3)框-剪结构在水平荷载(或地震水平作用)下的整体侧向变形介于弯曲型与剪切型之间,是中庸平和类型;在用料、舒适度等各方面都比较适中;(4)由于框-剪结构在水平荷载下,大部分剪力由剪力墙承担,底层的框架柱截面尺寸可以做得不必过大而节约使用空间。

2 高层框剪结构抗震设计的技术要点

2.1提高剪力墙的抗震能力

框剪结构的抗震能力一直饱受关注,实际上,只要做好设计,另外再采用合理的肢墙面积完全可以实现。在设计方面,为了更好的稳定剪力墙结构,可以在其周围增加一些梁柱结构用于受力传输,形成边框剪力墙。这种结构可以在地震发生时阻止震波的横向扩散,而是向下方延伸,即便是剪力墙遭到地震损坏,也可以由梁柱结构进行受力承载,这就极大地增强了其抗震性能。另一方面,在肢墙面积的选择上,可以选择较小的肢墙面积,然后采用双肢墙或者多肢墙的结构形式,一旦出现裂缝,也可以由另一方或者其余肢墙承担,而且这样也可以降低剪力墙的刚度,避免出现剪力墙在地震冲击波初期过早损坏和屈服。

2.2 改善框架的抗震能力

框架抗震能力的提升可以通过三个方面加以实现:

2.2.1 强化框架结构的角柱。因为角柱遭遇双向地震作用,属双向偏心受力构件且扭转效应对内力影响较大,受力复杂,需要在结构设计时注意给予加强。角柱是连接横纵框架的关键,要增加框架结构的整体性,就需要增强角柱的抗剪能力。

2.2.2 如果将一定数量的钢筋混凝土剪力墙墙板嵌入到框架当中,就可以有效地克服框架的剪力滞后的情况,提高框架结构的整体性和抵抗推力的刚度,减少整体结构的侧向移动,特别是层间的位移。但是,应注意这样的结果是延性较差,如果在墙板上适当地设计十字开口,人为地使之出现结构薄弱部位,形成延性的耗能墙板,则更加有效。

2.3改善整体抗震能力

2.3.1 设计中采用机构控制达成总体屈服效果

可以通过设定一些小的机械构件来达到对框剪结构抗震的影响,比如可以在特定位置设置一定数量的“塑性铰”,东西虽然较小,但是在地震发生时可以利用其自身的发生位置、次序、形变程度的控制,形成一个完整的耗能网络,消耗震波能量。

2.3.2 平衡结构刚度和承载能力

框架-剪力墙结构是一个两种结构平衡的综合结构,任何一种结构都不可以过多或者过少,如果剪力墙的数量设置过多,体积增大,刚度也会随之增加,这就会使结构的自振周期变小,总体水平地震作用加大;反之,结构的刚度就会减小,地震力作用也就变小。因此,在设计过程中,应当根据建筑的基本情况来综合考量,将建筑的设防烈度、高度、装修等级等内容考量在内,以确定结构允许的位移的最大限值,从而确定剪力墙的数量和体积,保证经济和安全并重。

2.3.3 刚度与延性的和谐统一

框架与剪力墙结构在刚度和弹性限值、延性系数等方面都存在着一定的差异,这就给框剪结构抗震性能的提升制造了难题。在设计中应将各个构件协调起来,使刚度与延性和谐统一,以此保证建筑的抗震需求。

3 结束语

随着国家在土地问题上的压缩,城市土地利用必然会受到一定程度的影响,土地经济所带来的种种影响逐一体现,可以预见,高层建筑必然会越来越多。框架-剪力墙结构由于可以综合框架结构与剪力墙结构的优点,而且将之有机互补,因而优势较为明显,只要设计合理,荷载量计算准确,则可以显著提升高层建筑的抗震性能。在今后的设计过程中,设计人员一定要把握结构的均匀度,对于关键的承载量计算以及节点的把握都要严格认真,从而保证高层框架剪力墙结构的抗震性能。

参考文献:

[1] 郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用2011,(01).

[2] 王艳军.高层建筑剪力墙结构优化设计浅析[J].山西建筑.2010,(05).

[3] 张瑞文.框架―剪力墙高层建筑结构优化设计研究[J].山西建筑.2010,(01).

[4] 王传甲,胡守营,陈志强,王庆扬.某高层框架剪力墙结构抗震优化设计及验证[J].工程抗震与加固改造.2013,(03).

第6篇:框架剪力墙结构范文

关键词:高层建筑;剪力墙;设计问题

Abstract: In order to meet the requirements of high-rise buildings, the shear wall structure has been widely applied. The fundamental purpose of setting shear wall is the elastic displacement control of frame structure; make it meet the specification requirements limit value of framework structure displacement, in view of many factors to consider in the design process, carries on the discussion and the research design of shear wall structure.

Key words: high-rise building; shear wall; design

中图分类号:TU2

高层剪力墙结构设计与经济分析规划不合理性可以看出来发展高层剪力墙结构优化设计与经济分析带来的效益是非常可观的。首先:降低高层剪力墙成本是非常重要的。只有这样才能为合理规划高层剪力墙有充足的资金作保障。降低施工人工损耗、增加施工相关技术人员的配备、增加施工相关设备的配备也是非常重要的。其次:改善高层剪力墙结构优化设计与经济分析技术和措施手段。不断地使得高层剪力墙结构优化设计与经济分析带来经济效益和经济利润,从而使得我国建筑业中的高层剪力墙的发展走上快速发展的轨道。

1 剪力墙性能分析

随着我国建筑行业的规模越来越扩大,随之而来也带来很多相关的问题,这就对于高层剪力墙结构设计与经济分析提出了更高的要求和更精细的技术措施。关于剪力墙性能分析。应该把握好以下几点原则。做好设计规划工作,对于剪力墙结构的合理布局、设计方向以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。对于高层建筑住宅来说,梁柱的横截面非常大,水平位移相对较多,导致室内布置高度非常低,梁柱在室外室内,影响室内外观赏者观赏。有碍其外部的观赏性和审美性,依靠科学技术手段实现建筑行业永续利用和可持续发展;为实现高层剪力墙结构设计与经济分析的科学经营和生态环境的科学管理,制定了明确剪力墙高度和宽度的具体方案,使得梁柱尽量在室内室外隐藏的位置,具备一定的观赏性和外观美性。然后再进行高层剪力墙结构设计分析生态环境管理设计施工工作。

关于我国剪力墙的经济性分析和成本的预控。选择高层剪力墙结构优化设计与经济分析加强高层剪力墙结构优化设计与经济分析管理和预控预算等调查研究做出了分析,只有“科学建筑、安全施工、降能降耗、低能高效”,才能使我国高层剪力墙结构优化设计与经济分析得到可持续发展。通过选择墙体材料、把好我国高层剪力墙结构设计与经济分析环节、加强施工管理和预控预算,使其具备一定的经济效益。

2小高层中剪力墙设计实例

2.1 布置

1)质量保证内页资料方面存在的问题,切实加强内页资料的保护和保密措施。

2)砌体结构存在的问题,对于结构要有事前、事中、事后的分析和对策,对于出现的种种问题要有提前的预测性。

3)地面工程存在的问题,加强对于地面工程的质量管理监督,对于每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。

4)暖卫工程存在的问题等等。提前做好设计规划工作,对于暖卫的合理布局、设计方向、以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

2.2 配筋及构造

配筋以及构造存在的问题,加强对于配筋以及构造工程的质量管理监督,对于每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。配筋以及构造提前做好设计规划工作,对于配筋以及构造的合理布局、设计方向以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

2.3 剪力墙墙体配筋(以200厚墙体为例)200厚墙体存在的问题,加强对于200厚墙体工程的质量管理监督,对于每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。提前做好200厚墙体为例设计规划工作,对于200厚墙体做到精细、细化以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

2.4 设置边缘构件

对于设置边缘构件加强对于其工程的质量管理监督,对于设置边缘构件每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。提前做好设置边缘构件设计规划工作,对于设置边缘构件的合理布局、后期保障检修工作都要进一步设置边缘构件细化量化。

2 .5 合理配筋

合理配筋存在的问题,加强对于合理配筋地面工程的质量管理监督,对于合理配筋每一个环节都要严格执行,严格审核,确保建筑施工过程的安全。提前做好合理配筋设计规划工作,对于合理配筋的合理布局、设计方向以及设施的后期保障检修工作都要进一步细化量化。

3 结构设计的相关问题

在框架结构中加入剪力墙,进而形成框架-剪力墙结构,框架需承担较多倾覆力矩,所以在其适用高度上要比框架-剪力墙结构减少很多,且在设计上还需要把握剪力墙与框架的协同工作,以便在地震作用时更好的发挥剪力墙的抗侧刚度,保证两者工作时接近同一整体。为在结构设计中更好地把握规范,笔者提出以下设计建议供参考。

3.1 在钢筋混凝土框架结构中,下列情况需要设置少量的钢筋混凝土抗震墙[1]:

1)在多遇地震(或风荷载)作用下,当纯框架结构的弹性层间位移角不能满足规范≤1/550的要求时,通过布置少量抗震墙,使结构的弹性层间位移角满足相应的限值要求。

2)当纯框架的地震位移满足规范要求,但需要适当减小结构在多遇地震作用下的侧向变形时。

3)依据《抗规》[2]第6.1.1 条的规定,按《抗规》6.1.4 条第2 款规定在防震缝两侧设置抗撞墙的钢筋混凝土框架结构房屋。

3.2 布置剪力墙的框架结构的最大适用高度

建议对布置少量剪力墙的框架结构的最大适用高度可比框架结构的最大适用高度适当提高,提高幅度不超过20%(注意:是在框架结构最大适用高度的基础上,增加框架-剪力墙结构最大适用高度与框架结构最大适用高度差值的20%,而不能将框架结构的最大适用高度直接放大20%)。

3.3 框架的设计原则

1)框架结构按纯框架结构(不计入剪力墙)和框架-剪力墙结构分别计算,包络设计。

2)框架的抗震等级按纯框架结构确定,对房屋的适用高度超出框架结构的最大适用高度(在上述3.2 的范围内)时,可比最大适用高度的框架结构的抗震等级提高一级,已为一级的则采取比一级更更强的抗震措施(采取比一级强,比特一级低的抗震措施,如采取比一级提高20%的加强措施。

3.4 剪力墙的设计原则

由于规范未明确布置少量剪力墙的框架结构的计算原则,此处列出三种对此类结构的设计方法供结构设计者选择:

1)全包络设计原则。对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,取相应计算结果配筋设计;剪力墙的抗震等级按框架-剪力墙确定。

2)剪力墙构造。对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,剪力墙的抗震等级取四级,

剪力墙则按构造配筋设计。

设计理由:设置剪力墙的根本目的是控制框架结构的弹性位移值,并使其满足规范对框架结

构弹性位移限值的要求,不考虑剪力墙的承载能力要求,因此剪力墙在满足竖向承载力要求

的前提下可构造设置。

3)剪力墙按现有截面的最大设计。对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,剪力墙的抗震等级按框架

-剪力墙结构确定,剪力墙配筋按计算要求,当剪力墙计算超筋时,在满足强剪弱弯的前提

下按截面的最大配筋率配筋设计。

第7篇:框架剪力墙结构范文

关键字:框架剪力墙;建筑;施工技术;特点;应用

引言

随着社会的发展,国家经济水平的提高,我国城市化进程也逐渐加快,大量的人流从乡镇流向城市,导致城市中的人流集中分布,有限的空间无法满足人们居住和生活的需要,于是逐渐衍生出了适应人群集中居住的高层建筑群。在现今的高层建筑的施工中,必须要考虑一些因素来保证高层建筑功能的多样性和变化的灵活性,使其能够满足人们居住的要求,进而减轻城市人口的压力。而本文提出的框架剪力墙结构,就是现今兴起的高层建筑中应用比较广泛的建筑结构。本文从框架剪力墙的结构出发,深入分析其结构的原理和形成条件,然后描述框架剪力墙结构能够运用与建筑的优点,最后浅析框架剪力墙结构建筑施工技术,从多方面分析框架剪力墙在建筑中的应用。

一、框架剪力墙概述

框架剪力墙也叫框剪结构,通常指的是在框架结构中设置剪力墙来构成灵活的建筑空间来满足不同建筑功能的要求,同时具有框架结构和剪刀墙结构两种结构,结合了两者的优点,又能在一定程度上避免两者的缺点,具有灵活性和机动性,在建筑中的应用是很广泛的。从建筑材料来看,框架剪力墙结构是以钢筋为结构,混凝土填充,具有坚固性和稳定性,从而在水平上具有水平控制能力;从结构方面是看,框架剪力墙结构具有一定的刚度,所以受力会变形,但是由于其能在一定程度上起到抗震的作用,所以能够减轻一些力的作用,对建筑的抗压性能有一定的增强作用。框架剪力墙的受力特点是:有楼板承载最先接到的外界的力,然后传递给作为支撑结构的屋梁和柱子,最后传向地基,有效减轻压力。在实际操作过程中,由于力是总向下传递的,所以在横向方面的力的分散作用不强,框架剪力墙结构就能够有效解决这一缺陷,因为其减震能力,能够有效分散横向的力对建筑的冲击。承载比较大的荷载和振动,来保证建筑的质量。

二、框架剪力墙结构的特点

由上一条可以看出,框架剪力墙从结构方面是看,框架剪力墙结构具有一定的刚度,所以受力会变形,但是由于其能在一定程度上起到抗震的作用,所以能够减轻一些力的作用,对建筑的抗压性能有一定的增强作用。由此我们可以总结出框架剪力墙的特点有三点:受力、刚度、抗震。

首先,框架剪力墙具有受力的特征。框架剪力墙在外观上来看是垂直于地面的,而且有着空腹的悬臂梁,一旦遇到外界压力的作用便会弯曲变形;其次,框架剪力墙具有刚度特性,也就是说,框架剪力墙的受力是缺乏灵活性的,其受力特点与框架结构相同,当基地弯矩超过总弯矩的五分之一的时候,框架的刚度就会受到破坏,当超过总弯矩的五分之四的时候,刚度会达到最小,这时候若是不采取一些措施的话,整个框架的就够都会遭到破坏;最后,框架剪力墙结构具有抗震特点,其自身具有抗震的特点,能够有效弥补刚度和受力承受力小的缺点,但是其抗震等级还要依据《抗震设计规范》和《钢筋硷高层建筑结构设计与施工规程》两项来规定,其抗震等级也与框架和剪力墙之间的刚度比例来决定。

三、框架剪力墙结构的施工技术

(一)钢筋方面的工程施工技术

咋建筑施工的过程中,钢筋承担的是支撑作用,是整个建筑的框架和核心,是建筑中比较广泛应用的建筑材料。在钢筋方面的工程施工中要用到框架剪力墙结构,要需要注意到以下几点:第一,在箍筋框进行固定的过程中要注意运用定型模具等工具来保证钢筋的固定不会移动,在钢筋固定工作结束之后还要对工程质量进行反复审核,来保证钢筋不会出现移位现象;第二,在进行钢筋焊接的时候,对于直径比较大的钢筋的焊接中要运用到电渣压力焊来确定焊接的稳定,对于直径比较小的钢筋的焊接中要运用到绑扎搭接接头技术来保证焊接的完成,但是在焊接的过程中要注意到钢筋间的间距,以避免进入到箍筋加密区;第三,高层建筑中钢筋的分布很多,所以要用到梁柱节点,在施工过程中要注意梁柱节点的顺序和位置分布,从而保证施工的科学性;最后,在手工之前要注意图纸的设计合理,对钢筋的每个连接处都有详细规定,来保证工程质量问题的减少。

(二)模板方面的工程施工技术

在进行模板方面的建筑工程的施工方面,也会用到框架剪力墙结构,模板是整个建筑的主题,用于对建筑结构的加固和完善有着很大的作用。在施工过程中要注意的室内外模板的长度和使用的差别的有效区分。内侧模板的长度要小,而外侧模板的长度比较大。另外在施工过程中还要注意以下几点:首先在施工的过程中,模板的施工过程是要贴近墙体来进行的,所以为了避免墙体的损伤,就要在木板之间填入海绵来保护墙体的完整,在进行模板浇注之前,还需要对模板进行清理,来保证模板的干净整洁,也能够减少施工中的其他因素影响;其次,在施工之前对模板的选择要慎重,要选择符合质量要求的模板,来保证工程的质量符合要求,而在内侧模板的位置要设置一些短钢筋头。从而避免在浇筑过程中产生模板的位移,对工程的效果产生影响;最后,施工过程要保证人员的专业性,还要保证钢筋和模板间的有效距离,保证墙体的安全性和科学性。

(三)混凝土方面的工程施工技术

从上文我们知道框架剪力墙结构是由钢筋和混凝土构成的,因此混凝土是框架剪力墙结构的重要施工材料,因此在施工过程中更要注意,较好完成混凝土技术,能够有效增强框架剪力墙结构的刚度和抗震性能,对框架剪力墙结构的承受力骑着促进作用,另外,混凝土技术的应用能够有效增强建筑的安全性和稳定性。在混凝土方面的工程施工技术的应用应当注意以下几点:首先要保证混凝土的质量符合标准,在施工过程中,要时刻注意混凝土的质量,一旦出现质量问题,就要积极寻求解决方法来达到最快的解决,因为混凝土关乎着框架剪力墙结构的承受力度,一旦质量不符合标准,就会对其坚固性造成影响;另一方面还要注意混凝土调配的比例,混凝土的坚固程度和其配方中几种原料的混合有着极其重要的作用,若是配方不当,就会极容易造成安全事故;最后,在施工之前还要注意对环境的清理,在施工完成之后还要做好妥善的养护工作。

结语

综上所述,框架剪力墙结构在建筑施工中的作用是很大的,应用是很广泛的,而且其在建筑过程中的施工技术也是很科学有效的。框架剪力墙能够有效提高建筑的施工质量,从而促进我国建筑行业的发展和繁荣。值得一提的是,目前框架剪力墙技术在我国的应用还不是很广泛,其工程中的材料、设备、转换层和混凝土裂缝等问题都很突出,只有有效解决这些问题,才能更好地完成建筑的建设事业。

参考文献

[1]陈广发. 框架剪力墙结构建筑施工技术分析[J]. 科技致富向导,2012,30:371+437.

[2]侯晓新. 框架剪力墙结构建筑施工技术[J]. 中华民居(下旬刊),2014,10:333.

[3]蔡建荣. 对框架剪力墙结构建筑施工技术的探讨[J]. 门窗,2014,11:141.

[4]刘青. 试论框架剪力墙结构建筑施工技术[J]. 江西建材,2015,04:103+105.

第8篇:框架剪力墙结构范文

【关键词】:高层建筑;框架-剪力墙;设计

中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:

框架-剪力墙结构体系是指利用剪力墙及框架作为建筑的竖向承重体系,并用它抵抗水平力的结构体系。在受力方面,因为剪力墙的刚度大,容易满足小震作用下结构尤其是高层结构的位移限值。在地震作用下,其变形小,破坏程度低,可以设计成延性剪力墙,大震时通过连梁和墙肢底部的塑性铰范围内的塑性变形耗散地震能量。该体系在高层建筑结构设计中容易满足安全、经济、合理的要求,所以在高层住宅、公寓和旅馆建筑中得到广泛应用。

一、框架-剪力墙结构设计要点

在进行高层建筑结构设计时,必须要清晰掌握这种建筑相对于低多层建筑来说所具有的特征,只有这样才能准确地就其特殊性而作出相应的设计措施。笔者总结了高层建筑结构设计特点主要有以下几点:

(一)水平荷载是高层框架-剪力墙结构设计时的决定性因素

这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小,仅与楼房高度的一次方成正比;而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;同时,对于同一建筑来说,自重等竖向荷载基本上是定值,而风荷载和地震作用等水平荷载,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(二)轴向变形不容忽视

因为在高层建筑中,自重等竖向荷载很大,能够使墙、柱产生较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生较大的影响,对预制构件的下料长度产生影响,另外对构件的剪力和侧移也会产生影响,较易造成结构设计不够安全。

(三)侧移是高层框架-剪力墙结构设计的关键因素

水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大,因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内。

(四)结构延性是高层建筑结构设计的重要设计指标

与低多层建筑相比,高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,防止建筑倒塌,必须采取一定的构造措施,以保证结构具有足够的延性。

二、设计实例

(一)项目简介

本项目为24层的高层建筑大楼,该建筑高度为81.2m,该高层建筑底下3层主要用于商业活动,4层为设备夹层,其余层主要用于酒店,地下设有一层地下室。抗震设防烈度为7度,场地类型为Ⅱ类。

(二)主体结构选型

由于本高层建筑为24层,高度为81.2m,属于高层建筑,同时结合高层建筑结构设计的特点,主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。该结构体系能较好地满足建筑使用功能,剪力墙结合建筑功能双向均匀对称布置贯通落地,结构横向高宽比为4.27,小于7。经计算,框架-剪力墙结构能够满足结构抗震、抗风和承受重力荷载作用等各项技术要求,结构整移、稳定及构件节点延性也都能较好地满足要求。

(三)楼盖结构选型及楼屋面板设计

由于本高层建筑主体结构采用了现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构,为了能与之相适应,楼盖结构也应选用现浇钢筋混凝土梁板结构。结合建筑平面布置,考虑有利于提高结构横向刚度,楼盖次梁沿横向布置,支承于纵向框架梁上。楼屋面板采用多跨连续板,其中商业层及屋面板厚120mm。

(四)剪力墙截面

本高层建筑的剪力墙端柱以及剪力墙厚度,分别见表1和表2所示:

表1剪力墙端柱截面尺寸(单位:mm)

表2剪力墙厚度(单位:mm)

(五)高层建筑结构设计及构造要求

结合本项目的高层建筑框架-剪力墙结构为例,说明该高层建筑结构设计及构造要求。本高层建筑的框架-剪力墙中的框架和剪力墙的截面设计除了满足框架和剪力墙截面设计的一般原则外,还重点采取以下几点设计要求:

(一)框架部分

抗震等级、适用高度和高宽比的调整对本高层建筑进行抗震设计时,地震造成的对房屋的倾覆力由框架和剪力墙两部分共同承担。若由框架承担的部分大于倾覆力矩的50%以上时,说明框架部分已居于较主要地位,应加强其抗震能力的储备。如可以通过按纯框架结构的要求来确定其抗震等级或轴压比按纯框架结构的规定限制来实现。适用高度和高宽比则可取框架结构和剪力墙结构两者之间的值,视框架部分承担总倾覆力矩的百分比而定,当框架部分承担的百分比接近于0时,取接近剪力墙结构的适用高度和高宽比;当框架部分承担的百分比接近于100%时,取接近框架结构的适用高度和高宽比。

(二)框架剪力墙中框架总剪力的调整

框架-剪力墙结构中,柱和剪力墙相比,其抗剪刚度很小,故在地震作用下,楼层因地震引起的总剪力主要由剪力墙来承担,框架柱只承担很小一部分,因此框架由于地震作用所造成的内力很小,而框架作为抗震的第二道防线,过于单薄是不利的,为了保证框架部分有一定的抗震能力储备,规定框架部分所承担的地震剪力不应小于一定的值。框架剪力的调整应在楼层剪力满足楼层最小剪力系数的前提下进行。

(三)构造措施设计

本高层建筑框架剪力墙结构中剪力墙的配筋的构造要求:剪力墙都是主要的抗侧力构件,承担较大的水平剪力。因此,必须规定剪力墙设计的最基本的构造要求,使剪力墙具有最低限度的强度和延性保证,同时本工程中还对剪力墙周边设置的梁和端柱,其配筋和截面尺寸也应符合相应的要求。

三、高层结构设计分析

(一)水平位移的控制设计

鉴于高层建筑受风荷载和地震作用的影响较大,为此本工程重点对风荷载和地震作用下结构的水平位移进行了分析。在承载力的使用条件下,高层建筑结构应具有足够的刚度,避免产生过大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求。而在正常使用条件下,限制侧向变形的主要原因有:防止主体结构开裂、损坏;防止填充墙及装饰开裂、损坏;过大的侧向变形会使人有不舒适感,影响正常使用;过大的侧移使结构产生附加内力。荷载作用下高层结构的水平位移按弹性方法计算,确保高层建筑结构的层间弹性水平位移应满足()max≤[]=1/800。

本工程中,结构在风荷载作用下,顶点水平位移Δx=0.018m,Δy=0.040m,则=<[]=,,满足要求;最大层间相对水平位移:()max=,()max=,满足要求。

本工程中,结构在地震荷载作用下,顶点水平位移Δex=0.039m,则Δey=0.040m,则,()=,()=,满足要求;最大层间相对水平位移:()max=,()max=满足要求。

(二)结构整体稳定分析

鉴于高层建筑结构的刚度一般较大,且有许多楼板作为横向隔板,所以高层建筑在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性较小。高层建筑结构的稳定验算主要是控制在风荷载或地震荷载作用下,重力荷载产生的二阶效应不致过大,以免引起结构的失稳倒塌。一般高层建筑结构构件的长细比不大,其挠曲二阶效应的影响相对很小,一般可以忽略。但由于高层建筑结构的侧移较大,约为楼层层高的1/3000~1/500,重力荷载的p-Δ效应相对明显,可使结构的位移和内力增加,甚至导致结构失稳。因此,高层建筑结构的稳定设计,主要是控制和验算结构在风或地震作用下,重力荷载产生的p-Δ效应对结构性能降低的影响以及由此可能引起的结构失稳。

本高层建筑结构中,经对其进行结构整体稳定验算,验算结果如下:13~25层各层重力荷载设计值G1=9384kN,4~12层各层重力荷载设计值G2=9572kN,13~25层各层重力荷载设计值G3=23816kN。EJdy=7.968×109kN.m2。因此,本高层结构的双向整体稳定满足规范要求。

四、结论

本文结合笔者从事结构设计实践经验,提出高层建筑相对低多层建筑的特殊性。通过某高层建筑结构设计实例,对高层结构的主体结构选型、楼盖结构选型及楼屋面板设计以及剪力墙截面设计进行概述;同时提出在高层建筑结构设计中应重点注意框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整、框架剪力墙中框架总剪力的调整、构造要求,对本高层建筑的侧移控制以及结构整体稳定性进行验算分析,分析结果表明采取的设计方法可有效地提高高层建筑设计的经济性与安全性。

【参考文献】:

【1】贾丽霞.高层建筑结构基于性能抗震设计思想的应用【J】.结构工程师,2011,27(2).

【2】王强.高层建筑结构设计特点与剪力墙设计【J】.住宅科技,2008,31(10).

第9篇:框架剪力墙结构范文

关键词:高层建筑框架 剪力墙结构设计

中图分类号:TU208 文献标识码: A

前 言:随着高层建筑的增多,框架―剪力墙在建筑业中对质量和性能方面提出了更高的要求。框架―剪力墙结构用钢筋混凝土墙板代替梁柱,有效地控制结构的水平力,在抗震方面起到了良好的作用。

1、 框架-剪力墙结构设计的基本原则

在建筑中剪力墙结构主要承载的就是水平以及竖直方向的荷载和重力,在剪力墙设计中不但要求其安全合理,还需要对其经济问题进行思考。在设计中,对于各项位移的限制值也需要使其能够满足,对于其构件中的抗侧力构件作用也需要加强思考。对于剪力墙的竖向设计也需要使其能够满足位移限制值相关规范的要求,尽可能的使其数量能够减少,同时对于基本的振力也不造成影响。

1) 调整楼层最小剪力系数方面的原则。在进行剪力墙的设计中对于其构件尽可能的减少布置,其中最佳的设计方案就是进行大开间剪力结构的布置,使得侧向刚度结构能够达到最好的状态。同时,楼层间的剪力系数也要确保较小,但是不能超过相关规范规定的范围,短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩以及和整体总底部承受的地震倾覆力比一定要不大于 1∶ 4,这样不但能够将结构自身的重量减小,并且还能减少地震所带来的损害,可节约成本。

2) 调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则。在对规范规定的最大楼层间的位移进行计算时,假如建筑所处地区出现地震的情况比较多,对楼层的标准值在进行计算时可以将结构的整体弯曲变形进行保留,在以弯曲变形为主的建筑中需要计入扭转变形。在高层建筑当中重点需要考虑的就是楼层间的剪力变形以及扭转变形。结构的剪切变形主要是通过竖向构件的数量进行确定的,在实际的工程中,有很多构件还是很难满足的,同时还需要加强对构件的合理布局,如果布局不合理,就会导致产生扭转变形,那么楼层间的位移就很难达到要求。所以,相对高层建筑来说,不能简单的只是利用楼层间的位移来进行竖向构件刚度的确认,同时还需要尽可能的减少扭转变形。

3) 调整框架-剪力墙结构连续超限方面的原则。剪力墙结构的连续跨高比如果太小就会出现弯矩和剪力过大的情况,这样就超过了相关规范限度,跨高比一般不小于 2. 5。按照相关规定的要求,在跨高比小于 5 时,连续梁是不能进行折减的,对跨高比的合理选择能够有效的避免剪力和弯矩过量。在进行结构设计中对以上所述有效合理的利用就能够在一定程度上降低工程成本。在对剪力墙的结构设计中,不仅需要符合相关规定,还需要加强对其他方面因素的考虑,对建筑物的立面以及平面一定要尽可能的确保均匀,并且剪力墙结构一定要远离房屋中间,这样是为了确保房屋的整体抗扭能力。

2、 剪力墙分类

(1)根据形态可分为:不开洞的整体墙; 有洞口的联肢墙。(2)按高厚比可分为:截面高度与厚度之比大于8时,称为一般剪力墙; 该值为5~8 时,称为短肢剪力墙; 该值小于5时,称为超短肢剪力墙; 该值不大于3时,称为柱形超短肢剪力墙。(3)按剪跨比可分为: 剪跨比大于2的属于一般剪力墙,在水平地震作用下,可以实现延性的弯曲破坏; 剪跨比在2~1 之间的剪力墙,剪切变形较大,一般会出现斜裂缝,通过强剪弱弯设计,可实现有一定延性和耗能能力的弯曲、剪切破坏; 剪跨比小于1的称为矮墙,这类墙体易发生脆性剪切破坏,设计中尽量避免。对于剪跨比小于2的墙肢,可通过设置较大洞口将其分成剪跨比大于2的墙肢。

3 、框架-剪力墙载荷的计算方法

3.1 竖向载荷的分析方法

对于非框架结构的剪力墙,其竖向载荷主要为剪力墙的自重和楼面压力。竖向载荷作用在连续梁上产生弯矩,作用在墙肢上产生轴力,力的大小与载荷面积成正比。对于有大梁的楼板,剪力墙受到的载荷沿 45 度的扩散角施加到整个墙面上,为计算方便,将梁的作用载荷看做均匀分布的。对于框架结构的剪力墙,其竖向载荷只要为剪力墙的自重。

3.2 水平载荷作用下的载荷分析

剪力墙收的水平载荷可以看作是二维平面的受力分析,分析方法有材料力学分析法、连续化方法、壁式框架分析法和有限元分析法。

(1) 材料力学分析法

材料力学分析法是运用结构力学、理论力学、材料力学,对剪力墙进行受力分析,画出应力分布图、弯矩图,运用材料力学公式计算材料的强度是否满足剪力墙的强度要求,并得到剪力墙的变形和内力。然后通过不断改变材料的用量以及剪力墙结构、数量的调整,获得满足内力和变形要求的剪力墙和材料用量。但这种方法计算公式较多、受力分析简化,计算过程存在误差,适用于整体墙和小开口剪力墙。

(2) 连续化分析法

连续化分析法是将每一层的连梁看成连续连杆,将连杆与剪力墙建立内力微分方程,通过解析方程组,得到内力解,然后将方程组的解做成表格或绘制成曲线,可以直观的反映出连续梁内力分布和变化。这种方法假设条件较多,只适用于具有连续梁约束的联肢墙,计算结果能够达到一定精度,满足一般设计要求。