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1、高層框架剪力墻結構設計問題研究摘要：本文通過對高層建筑框架剪力墻受力特性和影響因素的分析，指出在框架剪力墻構造設計時應注意的事項，并對如何改善其抗震性能做了簡要闡述。關鍵詞：高層建筑；框架剪力墻；結構設計；主要事項在現(xiàn)代高層建筑中，框架一剪力墻結構因其優(yōu)良的性能得到普遍的應用。在此結構中，剪力墻是主要抗側力構件，幾乎承擔了80%以上的水平地震力。因此，在設計時，框一剪結構中剪力墻的數(shù)量，除了必須滿足強度條件外，還必須使結構具有一定的側向剛度，以免在地震作用下產生過大的側向變形。本文將對框架一剪力墻結構設計中涉及到的關鍵問題進行探討。一、受力特性分
2、析和影響因素1.1框-剪結構體系的工程應用表明，框-剪結構是框架和剪力墻兩種結構的有機結合。剪力墻結構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-剪結構中，框架和剪力墻之間通過平面內剛度無限大的樓蓋連接在一起共同抵抗水平力，結構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，在框剪結構中，剪力墻在下部樓層變形小，承擔了近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，框剪結構是框架和剪力墻兩種結構水平變形的有機協(xié)調，從而達到減
3、少結構變形，增強結構側向剛度，提高結構抗震能力的目的，在結構設計中具有很強的適用性?？颉黾艚Y構中框架、剪力墻的受力特性可以用結構剛度特性值入，即框架剛度與剪力墻剛度的比值來表達。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;Ewlw剪力墻折算總抗側剛度。1.2影響因素的探討:框■剪結構中，剪力墻的布置和用量是由框架、剪力墻的受力特性并結合建筑物的功能、布置來決定的。因此，影響剪力墻用量的因素應主要從以下幾個方面加以考慮。（1）剪力墻的用量與框一剪結構的平面布置有關。剪力墻是框■剪結構中主要抗側力構件，一般按照“均
4、勻、對稱、分散、周邊”的原則布置。（2）剪力墻的用量與結構自振周期密切相關。結構自振周期隨剪力墻剛度增大而變短，對于比較正常的框■剪結構，結構自振周期大致為：Tl=(0.08?0.12)n；T2^(l/3?1/5)T1；T3~（1/5?1/7）T1式中：Tl,T2,T3分別為結構第1、2、3自振周期；n為建筑物總層數(shù)。（3）剪力墻用量與結構地震力大小直接相關。結構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、結構布置都比較正常的結構。當結構底部剪力小于上述數(shù)值時，宜適當增加剪力墻用量，提高結構剛度，適當增大地震力以保證安全；反之，地震力過
5、大，宜適當減少剪力墻用量，以求得合適的經濟技術指標。、框架剪力墻構造的設計注意事項:2.1部分框架支的設計。對于抗震墻結構和部分框支抗震墻結構，若內縱墻很長，且連梁的跨高比小、剛度大，則墻的整體性好，在水平地震作用下，墻的剪切變形較大，墻肢的破壞高度可能超過底部加強部位的高度，因此將長墻分成墻段，使墻的高寬比大于2,墻段由墻肢和連梁組成。其目的是設置剛度和承載力較小的連梁（跨高比不小6的連梁），這樣防止在地震作用下，先破壞連梁，使墻段成為抗側力單元，且墻段以彎曲變形為主。2.1抗震端的設計?？拐鸲撕筒糠挚蛑Y構的墻肢截面長度沿高度不宜有太大出入
6、和變化，一、二級抗震墻的底部加強區(qū)以及墻體洞口較大時，最好不要有錯洞布置的剪力墻。2.3框支層的設計。部分框支的抗震墻結構在地震作用時有可能將變形集中在框支層上，這樣就應該首先加固框支層，使其牢固。一般地規(guī)范規(guī)定是，框支層的側向剛度不應小于上一層非框支層的側向剛度的50%o框支墻的水平地震剪力主要由落地剪力墻承擔,所以要保證樓板有足夠大的平面內剛度傳遞水平力。落地墻最大水平間距不宜大于24mo三、改善框剪結構的抗震性能3.1設置多道防線一個抗震結構體系應該由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接起來協(xié)同工作。在發(fā)生地震時，建筑物自
7、身內部、外部贅余桿件吸收和消耗大量的地震能量，減輕地震災害。對于框剪結構是延性框架和抗震墻兩個系統(tǒng)組成，具有兩道防線，一道是墻體，一道是框架。3.2加強框架的抗震性能（1）加強框架的角柱。角柱是連接縱橫框架的樞紐，要增加框架的空間整體性，就要加強角柱的抗剪性能。(2)沿周圈框架平面按K形支撐和X形支撐布置一定數(shù)量的鋼筋混凝土抗剪墻板或配筋砌塊抗剪墻板，能有效克服框架的剪力滯后現(xiàn)象，顯著提高框架的整體性和抗側剛度，減少結構的整體側移，特別有利于減少層間側移。但這種結構的延性較差，因此,可以在墻板上開十字形結構豎縫，使之出現(xiàn)薄弱部位,形成延性耗能墻板
8、。（3）設置偏交斜撐等贅余桿件，用彎曲耗能代替周邊耗能。3.3加強整體結構的抗震性能（1）實行機構控制，實現(xiàn)總體屈服機制。在結構的特定位
