高层框架剪力墙结构设计

：-41￡)《eil箍鼗 ；i矮l 高层框架剪力墙结构设计 口 安徽水利开发股份有限公司 吴继成 本文从 框架剪 力墙 结构设计 的基本概念人手 ，分析 了框 架剪力墙 的构造 设计内容， 包括抗 震墙 、剪跨 比 等的设计 ，并 出混凝土结构 中最常用的框架剪 力墙结构设计的注意要点。 混凝土 ；框架剪力墙结构 ；高层建筑 框架剪力墙结构设计的基本概念 剪力墙是现代高层建筑中一项重要建筑内容 ，框架剪力墙的 尺寸大小必须符合建筑 ．原则是尺寸较大但厚度必须较小 ， 几何特征应该呈板状 ，受力接近于柱形。在剪力墙结构 中 墙是 平面构件 ．其承受力沿着平面作用的水平剪力和弯矩外 ，还必须 考虑到竖向压力。在弯矩 和轴力及剪力的共同作用下进行作业 ， 其受力水平作用下可以看成了底部嵌固于基础上的悬臂深梁。 在实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙 ，整体墙就 比方如 一 般房屋建筑的山墙或者鱼骨式结构片墙和小开洞墙。而联肢墙 是由连梁联接起来的剪力墙 ．但是因为一般连梁的刚度要／J、于墙 肢的刚度 ，所以．墙肢单独作用非常明显 连梁中部 出现的反弯 点要注意墙肢轴的压 比限值 。当剪力墙开洞过大时便形成宽梁 、 宽柱所组成的短墙肢 ，构件形成的两端带有刚域的变截面杆件 在内力作用下许多墙肢将出现反弯点 ，因此 ，计算和构造应该按 照近似框架结构来考虑。 总的说来 ．设计剪力墙时 ，应该根据各种墙体本身的特点 ， 以及不同的受力特征和要求 ，墙体内力分布状态和破坏形态 全 面具体地考虑设计配筋和构造措施。框架剪力墙结构设计是考虑 了水平和竖直两个方向作用所进行的结构整体分析 ．所 以求得 内 力后需按照偏压或偏拉进行正截面受力计算。 框架剪力墙的构造设计内容 框架墙结构就高层建筑而言，在实际工程中运用最 多，抗震墙 要有足够的数量以满足层间位移限值，位置相对灵活。抗震墙适合 连续布置、全长贯通。在设计时应避免墙肢长度的突变以及洞口 上下的不对齐。同时．洞边距柱的内侧应不小于300mm 以保证 柱 作为边缘构件的作用和约束边缘构件的长度。双 向抗侧力的结 构形式是使纵横墙相连 ．使彼此成 为有缘 的剪力墙 。对于一 、二 级抗震框架剪力墙，连梁跨高比不宜大于5，且高度不小于400mm。 柱 中线与梁、墙 中线不 宜大于柱宽的1／4，以减少地 震作用对柱的 扭转效应 ．否则可以采取加强柱 内配箍率的来弥补 。 如果剪力墙的剪跨比大干2．连梁的跨高比大于2．5，那么设计 的剪压比不宜大干0．2．但如果剪力墙的剪跨比小于2 连梁 的跨 度l：Ld~于2．5，那么剪压 比不大于0 15。另一方面，框架剪力墙结构 的底部加强区的设计范围应该不小于200mm且不小于层高的1门6， 其他部位应不小于160ram且不小于层高的1／20．框架剪力墙结构 的墙周围应设置梁或暗梁与端柱组成边框。 剪力墙的水平分布能够起抗剪作用，这种设计中 当建筑物较高 较长或为框剪结构时 配筋应该适当增加，特别是在梁部位或温度、 刚度变化等敏感部位最好适当增加，这时还应该考虑到墙的竖向钢 筋 ，因为它主要起抗弯作用，并且在一些多层剪力墙构造配筋时所 取的配筋率～般不扣除约束边缘构件或构件边缘构件的钢筋。 框架剪力墙构造的设计注意事项 1 部分框架支的设计。对于抗 震墙结构和部分框 支抗震墙 结构 ，若 内纵墙很长，且连梁的跨高比小 ，刚度大，则墙的整体性 好 在水平地震作用下 墙的剪切变形较大 ．墙肢 的破坏高度可 能超过底部加强部位的高度 因此将长墙分成墙段 ．使墙的高宽 比大于2，墙段由墙肢和连梁组成。其 目的是设置两0度和承载力较 小的连梁(跨高比不小6的连粱)，这样防止在地震作用下 ，先破坏 连梁，使墙段成为抗侧力单元 ．且墙段以弯曲变形为主。 2 、 抗震端的设计。抗震端和部分框支墙结构的墙肢截面长度 沿高度不宜有太大出入和变化 ．～、二级抗震墙的底部加强区以 及墙体洞 口较大时 ，最好不要有错洞布置的剪力墙。 3、框支层的设计。部分框支的抗震墙结构在地震作用时有可 能将变形集中在框支层上 ．这样就应该首先加固框支层 使其牢 固。一般地规范规定是 框支层的侧向刚度不应小于上一层非框 支层 的侧向刚度的50％。框支墙的水平地震剪力主要由落地剪力 墙承担，所 以要保证楼板有足够大的平面 内刚度传递水平力。落地 墙最大水平间距不宜大于24m。 4 墙的竖 向钢筋的设计。在框架剪力墙 中，特 别是高层的 工程设计里面 ，竖向钢筋主要起到抗弯作用。高层建筑与底层不 同 ，在目前一些 多层 低高层剪力墙中电算记过多为构造配筋 ．但 配筋时所取的配筋率有的人往往扣除了约束边缘构件或构造边缘 构件 中的钢筋 ，但是高层建筑 中的剪力墙设计不能这 么做 ．这一 点必须注意。固 参考文献： ≮ ： |t [1】赖海辉．刍议优化高层建筑剪力墙结构设计的措旗蓦 【J】_消费导刊 ，2009，(14)． ， I 一 董 ： ^ [2恻 林荣，何雅明．浅议高层建筑短肢剪力墙的设计【J】． 今 日科苑 ，2008，(O2)． 曩 一 ‘