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框架剪力墻

時間:2023-05-30 09:47:19

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇框架剪力墻,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

框架剪力墻

第1篇

關鍵詞:鋼筋混凝土;框架;剪力墻;結構設計

一、鋼框架-混凝土剪力墻體系

(一)組成及分類

鋼框架-混凝土剪力墻體系是以鋼框架為主體,并配置一定數量的鋼筋混凝土或型鋼混凝土剪力墻。由于剪力墻可以根據需要布置在任何位置上,布置靈活。另外剪力墻可以分開布置,兩片以上剪力墻并聯體較寬,從而可減少抗側力體系的等效高寬比值,提高結構的抗推剛度和抗傾覆能力。鋼筋混凝土剪力墻又現澆和預制兩種。

(二)變形

1、鋼框架-預制鋼筋混凝土墻的變形

鋼框架-預制鋼筋混凝土墻體系是以鋼框架為主體,建筑的豎向荷載全部由鋼框架來承擔,水平荷載引起的剪力主要由鋼筋混凝土墻板來承擔,水平荷載引起的傾覆力矩主要由鋼框架和鋼筋混凝土墻板所形成的聯合體來承擔。由于框架間設置了混凝土墻板,結構的抗推剛度和受剪承載力都得到顯著提高,地震作用的層間位移也就顯著減小。這種結構體系可以用于地震區較多層數的樓房。

2、鋼框架-現澆鋼筋混凝土墻的變形

“鋼框架-現澆混凝土墻”體系是由現澆鋼筋混凝土墻和鋼框架所組成,一般應沿房屋的縱向和橫向,均應布置鋼筋混凝土墻體??v、橫墻的數量應根據設防烈度和樓房層數多少由計算確定,縱墻和橫墻可分開布置,也可連成一體,現澆鋼筋混凝土墻體水平截面的形狀可以是一字型、L型、工資型。

二、剪力墻結構設計注意事項

1、對剪力墻結構,《建筑抗震設計規范》、《混凝土結構設計規范》、《高層建筑混凝土結構技術規程》都有一些規定,高規的內容要多一些,且有關于短肢剪力墻的規定(7.1.2條共8款)。一般剪力墻為hw(墻肢截面高度,個人認為此應稱為“墻肢長度”,與高規表7.2.16注1及抗震設計規范6.4.9條與表6.4.7注4、混凝土結構設計規范表11.7.15注4統一)/bw(墻肢截面厚度)>8,墻肢截面高度不宜大于8m,較長的剪力墻宜開設洞口(即所謂結構洞)(高規7.1.5條)。短肢剪力墻hw/bw=5(認為按老習慣取4較合理)~8,抗震等級應提高一級。hw/bw<5(認為按老習慣取4較合理),即為異形柱。L形、十字形剪力墻等,只要其中的一肢達到一般剪力墻的要求,則不應認為是短肢剪力墻。

2、高規7.1.1條規定“剪力墻結構的側向剛度不宜過大”,如果采用全剪力墻結構,即除門窗洞外均為剪力墻,無一片后砌的填充墻,第一周期只有1.02秒,側向剛度過大,使地震作用過大,不經濟,不合理。

3、關于底層剪力墻的厚度:高規7.1.2條規定“高層建筑結構不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構”,當短肢剪力墻較多時,其第2款規定“抗震設計時,筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于總底部地震傾覆力矩的50%”。SATWE程序在計算時,是將各個墻肢的高厚比進行單獨計算,凡hw/bw=5~8,即歸入短肢剪力墻,這樣算得的短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩就可能容易大于50%。而TAT程序在計算時,是將L形等剪力墻等只要其中的一肢達到一般剪力墻的要求,則不歸入短肢剪力墻,在相同的結構中,這樣算得的短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩就有可能不大于50%,建議宜按TAT計算該項指標。

4、在短肢剪力墻較多的剪力墻結構中,多數設計人員將較短的墻段都畫為約束邊緣構件或構造邊緣構件,將計算需要的縱向鋼筋均勻配置在整個墻段內,這是不妥的,因為配置在墻肢中和軸附近的鋼筋并不能發揮作用,因此縱向鋼筋應向墻肢端部集中,宜打印剪力墻邊緣構件配筋計算結果復核。抗震設計規范6.4.9條規定:“抗震墻的墻肢長度不大于墻厚的3倍時,應按柱的要求進行設計,箍筋應沿全高加密”,SATWE等程序在計算時也是照此條規定辦理。如墻厚為200mm,墻肢長度600~800mm,雖然墻肢長度達到墻厚的3~4倍,認為仍宜按柱配筋。

三、框架―剪力墻結構設計注意事項

1、剪力墻應有邊框:邊框梁(或暗梁)、邊框柱(抗震設計規范6.5.1條,混凝土結構設計規范11.7.17條,高規8.2.2條)。不能只設幾段剪力墻,就成框架―剪力墻結構體系了。

2、剪力墻承擔的地震傾覆彎矩應≥50%,否則應按框架結構查抗震等級,其最大適用高度只可比框架結構適當增加(抗震設計規范6.1.3條1款)。

3、框架―剪力墻結構中不應采用短肢剪力墻。

參考文獻:

[1]鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規范(JGJ3-91).

第2篇

關鍵詞: 框架剪力墻; 高層建筑

Abstract: this article from the frame shear wall structure with the basic concept of design, this paper analyzes the frame shear wall in the design process of the need to control a few parameters, and through the application of PKPM, combined the high-rise building reinforced concrete structure technical regulation JGJ3-2002 (hereinafter referred to as the "high rules") and the code for seismic design of building GB50011-2010 (hereinafter referred to as the "resistance rules") of the related provisions of the proposed some attention points.

Keywords: frame shear wall; High-rise building

中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:

一 、前言

隨著我國城市化的快速發展,城市空間日益緊張,對高層建筑的需求越發明顯。高層體系一般分為框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、筒中筒結構等多種體系。其中框架剪力墻結構就是集框架結構和剪力墻結構的優點于一身,取長補短,即有框架結構建筑布置靈活,空間分隔容易使用靈活;又利用了剪力墻抗側剛度較大,在水平力作用下側向變形較小的優點。因此這種結構體系同時具有框架、剪力墻結構的優點,是一種適用性很廣的結構形式。

二 、框架剪力墻結構布置原則

框架剪力墻結構體系結構布置除應符合《高規》、《抗規》及其各自的相關規則外,框架柱和剪力墻的布置還應注意滿足以下幾個要求:

(1)框架剪力墻結構中剪力墻的布置一般按照“均勻 、對稱 、分散 、周邊”的原則布置 。

(2)框架剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系,抗震設計時結構兩主軸方向均應布置剪力墻。

(3)剪力墻宜貫通建筑物全高,沿高度墻的厚度宜逐漸減薄,避免剛度突變 。

三 、工程概況

某工程位于上海市浦東新區,東北鄰近唐陸路、西北緊靠新金橋路,總建筑面積約為30萬 m2,包括10棟高層,其中E1,E2,A1,A2為12層,B1,B3為10層,B2,C1,C2為11層,兩層地下室及裙房兩層(地下二層部分為人防區,設計圖紙由其他設計單位完成),高層的結構形式為框架剪力墻結構。E3為一層局部三層的框架結構,±0.000以下連成整體,中間為下沉式廣場,框架的抗震等級三級,剪力墻抗震等級二級;所在地區的抗震設防烈度為7度;設計基本地震加速度為0.10g;設計地震分組為第一組;場地土類別為Ⅳ類;特征周期: Tg =0.9S; 50年一遇的基本風壓值取0.55kN /m2;地面粗糙度類別為B類;風載體型系數1.3。本文僅以E1辦公樓為例,下圖為E1框架-剪力墻標準層結構布置圖:

從結構平面布置中可以看出結構的的核心筒偏向一邊,這對于結構扭轉來說非常不利,所以我們可以在不影響建筑使用空間的前提下,在核心筒較遠出布置一些墻肢,同時增大周邊梁的剛度來解決由核心筒偏向一邊而引起的扭轉等問題。

四 、框架—剪力墻結構設計主要控制要點

1、框架柱傾覆彎矩及0.2Q調整系數:

(1)框架剪力墻結構中框架柱傾覆彎矩控制及計算:根據《高規》第8.1.3條、《抗規》第6.1.3條規定,框架剪力墻結構,在基本振型地震作用下,框架部分承擔的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50% ,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定,柱軸壓比限值宜按框架結構采用,其最大適用高度和高寬比限制可比框架結構適當增加。

本工程E1由PKPM計算得出的結果為:

本工程由PKPM得出的柱傾覆力矩均小于總地震傾覆力矩的50%。此結構為框架剪力墻結構。

(2) 0.2Q0調整

根據《抗規》第6.2.13條規定,側向剛度沿豎向分布基本均勻的框架-剪力墻結構和框架核心筒結構,任一層框架部分的地震剪力值,不應小于結構底部總地震剪力的20%和按框架剪力墻結構、框架核心筒結構計算的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值,對于框架剪力墻結構,一般由剪力墻吸引了大量的地震力,而框架部分所承擔的地震力較小,其主要目的是為了保證框架部分在地震作用下的抗剪能力。

本工程由PKPM計算得出的結果為:

本工程各個樓層均按0.2Qox、0.2Qoy進行調整,各個樓層不滿足上值時均乘以不同的調整系數來滿足規范要求。

2、位移及位移比:

位移比主要為控制結構平面布置的不規則性,以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。見《抗規》第3.4.2條, 《高規》第4.3.5條及相應的條文說明。位移比不滿足主要是結構平面不規則、質量與剛度偏心和抗扭剛度太弱引起的,應調整改變結構平面布置,減小結構剛心與形心的偏心距;同時在設計中,應在構造措施上予以加強。本工程由于地下室頂板中間有一萬多平米的下沉式廣場整體剛度較弱不能作為上部結構嵌固端。依據抗震審查意見為了減少多塔效應對地下室頂板的不利影響應,盡量把首層位移控制在接近1/2000范圍內,主要通過以下手段使地上一層位移接近1/2000:

1增加地下室剪力墻數量;

2適當加大底部加強區核心筒及周邊剪力墻的厚度;

3加大首層梁、柱截面尺寸。

為了保證結構的抗扭剛度,我們又必須保證結構周邊有足夠剛度就需在不影響建筑使用空間的前提下在結構周邊布置剪力墻增加結構周邊的剛度,同時通過加大結構周邊梁的截面尺寸來保證結構的抗扭剛度。

本工程由PKPM得出的結果如下:

1)最大位移角(《高規》第4.6.3條框架—剪力墻最大值層間位移角≤1 /800)

X方向最大值層間位移角: 1 /963 首層位移角:1/1839

Y方向最大值層間位移角: 1 /967 首層位移角:1/1832

2)最大位移比(《高規》第4.3.5條最大位移層間位移和與層平均值的比值A級高度高層建筑不宜大于1.2,不應大于1.5的規定;B級高度高層建筑不宜大于1.2,不應大于1.4的規定。)

X方向最大層間位移與平均層間位移的比值: 1.16

第3篇

關鍵詞:框架剪力墻結構;剪力墻

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

1.框剪結構可應用于多種使用功能的多的高層房屋,如辦公樓、飯店、公寓、住宅、教學樓、實驗樓、病房樓等等,其組成型式一般有:

(1)框架與剪力墻(單片墻、聯肢墻或較小井筒)分開布置,各自形成抗側力結構;

(2)在框架結構的若干跨度內嵌入剪力墻(有邊框剪力墻);

(3)在單片抗側力結構內連續布置框架和剪力墻;

(4)上述兩種或幾種型式的混合。

框剪結構由框架和剪力墻兩種不同的抗側力結構組成,這兩種結構的受力特點和變形性質是不同的。在水平力作用下,剪力墻是豎向懸臂彎曲結構,其變形曲線呈彎曲型,樓層越高水平位移增長速度越快,頂點水平位移值與高度是四次方關系:

均布荷載時u=qH4/8EI倒三角形荷載時u=11qmaxH4/120EI式中H—總高度EI—彎曲剛度在一般剪力墻結構中,由于所有抗側力結構都是剪力墻,在水平力作用下各道墻的側向位移曲線相類似,所以,樓層建立在各道剪力墻之間是按其等效剛度EIeq比例進行分配。

框架在水平力作用下,其變形曲線為剪切型,樓層越高水平位移增長越慢。在純框架結構中,各個框架的變形曲線類似,所以,樓層剪力按框架柱的抗推剛度D值比例進行分配。

框剪結構,既有框架,又有剪力墻,它們之間通過平面內剛度無限大的樓板連接在一起,在水平力作用下,使它們水平位移協調一致,不能各自自由變形,在不考慮扭轉影響的情況下,在同一樓層的水平位移必須相同。因此,框剪結構在水平力作用下的變形曲線呈反S形的彎剪型位移曲線。

框剪結構在水平力作用下,由于框架與剪力墻協同工作,在下部樓層,因為剪力墻位移小,它拉著框架變形,使剪力墻承擔了大部分剪力;上部樓層則相反,剪力墻的位移越來越大,而框架的變形反而小,所以,框架除負擔水平力作用下的那部分剪力以外,還要負擔拉回剪力墻變形的附加剪力,因此,在上部樓層即水平力產生的樓層剪力很小,而框架中仍有相當數值的剪力。

框剪結構在水平力作用下,框架與剪力墻之間樓層剪力的分配比例、框架各樓層剪力的分配比例以及框架各樓層剪力分布情況,是隨著樓層所處高度而變化,與結構剛度特征值λ直接相關??蚣艚Y構中的框架底部剪力墻為零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而純框架最大剪力在底部。因此,當實際布置有剪力墻(如樓梯間墻、電梯井道墻、設備管道井墻等)的框架結構,必須按框剪結構協同工作計算內力,不應簡單按純框架分析,否則不能保證框架部分上部樓層構件的安全。

框剪結構,由延性較好的框架、抗側力剛度較大并有帶邊框的剪力墻和有良好耗能性能的連梁所組成,具有多道抗震防線,從國內外經受地震后震害調查表明,的確為一種抗震性能很好的結構體系。

框剪結構在水平力作用下,水平位移是由樓層層間位移與層高之比Δu/h控制,而不是頂點水平位移進行控制。層間位移最大值發生在(0.4~0.8)H范圍的樓層,H為建筑總高度。具置應按均布荷載或倒三角形分布荷載,可從協同工作側移法計算表中查出框架樓層剪力分配系數ψf或ψˊf最大值位置確定??蚣艚Y構在水平力作用下,框架上下各樓層的剪力取用值比較接近,梁、柱的彎矩和剪力值變化較小,使得梁、柱構件規格減少,有利于施工。

2.框剪結構布置的規定和要求

框架—剪力墻結構的結構布置除應符合規范中有關框剪結構設計的規定外,其框架和剪力墻的布置尚應分別符合框架結構和剪力墻結構的有關規定。

框架—剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系,主體結構構件之間不宜采用鉸接??拐鹪O計時,兩主軸方向均應布置剪力墻。梁與柱或柱與剪力墻的中線宜重合,框架的梁與柱中線之間的偏心距不宜大于柱寬的1/4。

2.1框架—剪力墻結構中剪力墻的布置宜符合下列要求:

(1)剪力墻宜均勻對稱地布置在建筑物的周邊附近、樓電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位;在伸縮縫、沉降縫、防震縫兩側不宜同時設置剪力墻。

(2)平面形狀凹凸較大時,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。

(3)剪力墻布置時,如因建筑使用需要,縱向或橫向一個方向無法設置剪力墻時,改方向可采用壁式框架或支撐等抗側力構件,但是,兩個方向在水平力作用下的位移值應相接近。壁式框架的抗震等級應按剪力墻的抗震等級考慮。

(4)剪力墻的布置宜分布均勻,單片墻的剛度宜接近,長度較長的剪力墻宜設置洞口和連梁形成雙肢墻或多肢墻,單肢墻或多肢墻的墻肢長度不宜大于8m。每段剪力墻底部承擔水平力產生的剪力不宜超過結構底部總剪力的40%。

(5)縱向剪力墻宜布置在結構單元的中間區段內。房屋縱向長度較長時,不宜集中在兩端布置縱向剪力墻,否則在平面中適當部位應設置施工后澆縫以減少混凝土硬化過程中的收縮應力影響,同時應加強屋面保溫以減少溫度變化產生的影響。

(6)樓電梯間、豎井等造成連續樓層開洞時,宜在洞邊設置剪力墻,且盡量與靠近的抗側力結構結合,不宜孤立地布置在單片抗側力結構或柱網以外的中間部分。

(7)剪力墻間距不宜過大,應滿足樓蓋平面剛度的需要,否則應考慮樓蓋平面變形的影響。

2.2在長矩形平面或平面有一向較長的建筑中,其剪力墻的布置宜符合下列要求:

(1)橫向剪力墻沿長方向的間距宜滿足規范的要求,當這些剪力墻之間的樓蓋有較大開洞時,剪力墻的間距應予減小。

(2)縱向剪力墻不宜集中布置在兩盡端。剪力墻上的洞口宜布置在截面的中部,避免開在端部或緊靠柱邊,洞口至柱邊的距離不宜小于墻厚的2倍,開洞面積不宜大于墻面積的1/6,洞口宜上下對齊,上下洞口間的高度(包括梁)不宜小于層高的1/5。

(3)剪力墻宜貫通建筑物全高,沿高度墻的厚度宜逐漸減薄,避免剛度突變。當剪力墻不能全部貫通時,相鄰樓層剛度的減弱不宜大于30%,在剛度突變的樓層板應按轉換層樓板的要求加強構造措施。

(4)框剪結構中,剪力墻應有足夠的數量。當基本振型分析框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%時,框架的抗震等級應按框架結構考慮。

第4篇

[關鍵詞] 剪力墻 少量 框架結構

建筑物中的豎向承重構件主要由墻體承擔時,這種墻體既承擔水平構件傳來的豎向荷載,同時承擔風力或地震作用傳來的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規范定名為抗震墻)。剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護墻,因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結構布置的要求。剪力墻結構體系,有很好的承載能力,而且有很好的整體性和空間作用,比框架結構有更好的抗側力能力,因此,可建造較高的建筑物。剪力墻的間距有一定限制,故不可能開間太大。剪力墻結構的樓蓋結構一般采用平板,可以不設梁,所以空間利用比較好,可節約層高。

1剪力墻的設計原則

剪力墻抗震等級可按照《抗震規定》第6.1.3條確定,按照構造配筋設計可不考慮剪力墻的配筋計算數值,直接按照構造配筋繪制施工圖。

在剪力墻很少的框架結構中,框架是主要的抗側力結構,在多發地震作用下,剪力墻副主框架結構滿足規范對框架結構的彈性層間位移角要求,提供的剪力剛度,在罕遇地震作用時,剪力墻退出工作。

2少量剪力墻結構體系

帶有少量剪力墻的框架結構,屬于一種特殊的結構形式,但仍是框架結構,明確結構體系的目的在于分型框架及剪力墻在結構中的地位,其中框架是主體,是承受豎向荷載的主體也是主要的抗側力結構。結構分析計算中除了應按照純框架接哦股計算外,還要考慮剪力墻與框架的協同工作??梢岳斫鉃槭且环N補充計算的要求,設計中要要滿足按照純框架結構進行計算和包絡設計的要求。更需要注意的是,這一特殊的框架結構,現行規范和規程對鋼筋混凝土框架結構的所有要求都應該得以滿足。因此,按純框架結構的要求進行設計計算是必須的。對這類框架結構按純框架結構和按照框架與剪力墻謝工工作分別計算,包絡設計是必須的。

3設計中的相關問題

布置少量剪力墻的框架結構與剪力墻較少的框架結構定量上無明確的界限,在結構位移能滿足框架限值要求的前提下,可將框架和剪力墻協同工作的結構描述為配置少量剪力墻的框架結構,擋結構位移滿足框架剪力墻結構限值的情況下,可將框架剪力墻協同工作的結構描述成框架―剪力墻結構。對于結構體系的定性把握界限的模糊性,加大了結構設計中的對于結構體系描述的困難。少量剪力墻的框架結構中,剪力墻只用來輔助框架結構,滿足規范對框架結構在多遇地震下結構的彈性層間位移角限值要求,換句話說,用的只是剪力墻的彈性剛度(即只與EI有關,而與結構開裂以后的彈塑性剛度沒有關系,所以,可不關注剪力墻及連梁的超筋問題),少量的剪力墻(由于墻的數量太少)并沒有象框架-剪力墻結構中的剪力墻那樣,起到一道防線的作用,所以對少量剪力墻中的剪力墻設計應有別于框架-剪力墻結構中的剪力墻。

4兩個結構主要的區別就是承重不一樣

剪力墻結構和框架剪力墻結構(簡稱框剪結構)有很大區別,剪力墻結構無明柱、明梁、無填充墻,所有強提除門窗預留洞以外全部采用混凝土澆筑。而框剪結構的主要結構是框架,既由梁柱構成,很小一部分是剪力墻,墻體全部采用填充墻體。全剪力墻結構一般很少使用,雖然體整體性好,但他的自身重量太大,對基礎的要求很高。我們現在高層、小高層建筑絕大多數采用框剪結構。剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱,能承擔各類荷載引起的內力,并能有效控制結構的水平力,這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構。這種結構在高層房屋中被大量運用。剪力墻是建筑的一種豎向承重構件,但其受力方式與柱子是不同的。一般在結構體系中,由于剪力墻的剛度比較大,所以在承擔結構的側向力方面有較大的貢獻,而在受力是往往剪力墻不出現反彎點。一般剪力墻用于高層建筑中較多,當然在底框結構中也要布置剪力墻。

框架結構是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工,效率較高,工程質量較好??蚣芙Y構由梁柱構成,構件截面較小,因此框架結構的承載力和剛度都較低,它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,樓層越高,水平位移越慢,高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力,這時,現澆樓面也作為梁共同工作的,裝配整體式樓面的作用則不考慮,框架結構的墻體是填充墻,起圍護和分隔作用,框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間,但抗震性能差,框架-剪力墻結構也稱框剪結構,這種結構是在框架結構中布置一定數量的剪力墻,構成靈活自由的使用空間,滿足不同建筑功能的要求,同樣又有足夠的剪力墻,有相當大的剛度,框剪結構的受力特點,是由框架和剪力墻結構兩種不同的抗側力結構組成的新的受力形式,所以它的框架不同于純框架結構中的框架,剪力墻在框剪結構中也不同于剪力墻結構中的剪力墻。因為,在下部樓層,剪力墻的位移較小,它拉著框架按彎曲型曲線變形,剪力墻承受大部分水平力,上部樓層則相反,剪力墻位移越來越大,有外側的趨勢,而框架則有內收的趨勢,框架拉剪力墻按剪切型曲線變形,框架除了負擔外荷載產生的水平力外,還額外負擔了把剪力拉回來的附加水平力,剪力墻不但不承受荷載產生的水平力,還因為給框架一個附加水平力而承受負剪力,所以,上部樓層即使外荷載產生的樓層剪力很小,框架中也出現相當大的剪力。

5關于少量剪力墻的框架結構

(1)少量剪力墻的框架結構仍應歸類為框架結構;

(2)只有在純框架結構強度計算滿足規范要求,而框架結構的彈性位移角不滿足1/550的要求時,才設置少量剪力墻以使結構的彈性位移滿足1/550的要求,設置剪力墻的根本目的是為了利用剪力墻的彈性剛度,滿足規范對框架結構的彈性位移限值要求;

(3)規范只規定“結構分析計算應考慮該剪力墻與框架的協同工作”,但僅進行協同工作計算是不夠的,對框架結構應分步計算,即按純框架結構(去除剪力墻)計算、按框架-剪力墻結構計算,采用包絡設計的原則,框架的抗震等級按框架結構確定;

(4)應特別注意:對少量剪力墻的框架結構應驗算在剪力墻失效后(去除剪力墻)結構的彈塑性變形,并應使其滿足規范對框架結構的要求。

(5)剪力墻的設計

規范未明確少量剪力墻的框架結構中剪力墻的設計原則,這給剪力墻設計帶來相當的困難,剪力墻的設計也成為此類結構設計的焦點,其關鍵問題集中在剪力墻的抗震等級的確定和配筋原則等。

有文獻要求按框架-剪力墻結構確定剪力墻的抗震等級并配筋,實際工程中問題很多,首先,結構體系混淆不清,與框架-剪力墻結構混為一談,其次,由于設置的剪力墻很少,剪力墻的超筋現象很普遍,也無法按一般剪力墻設計。

結論

布置少量剪力墻的框架結構在實際工程中難以廣泛應用,應謹慎把握設置少量剪力墻的框架結構,如必須設計少量剪力墻結構應對結構體系的搖擺性進行足夠認識和理解。

參 考 文 獻

[1]高層建筑混凝土結構技術規程 2005 中國建筑工業出版社

第5篇

關鍵詞:高層住宅 框架 剪力墻 設計方法

近年來,人們生活水平不斷提高,對居住環境的要求越來越高,高層住宅以其節省用地、使用合理等優點,越來越受到人們的青睞,本文就結合高層項目就框架剪力墻的設計進行總結歸納。

一、框架-剪力墻結構體系的受力特點

我們知道框架是由梁柱線性桿件組成的,框架的受力特點類似豎向懸臂剪切梁,其變形曲線為剪切形,在純框架的結構中,所有框架的變形曲線都是類似的,所以,水平力按各框架的抗推剛度D比例分配,剪力墻是豎向懸臂彎曲結構,其變形曲線為彎曲形,在平面內有很大的抗彎曲剛度,在一般剪力墻結構中,所有抗側力構件剪力墻的側移曲線都是類似的,水平力在各片剪力墻之間按其等效剛度EI比例分配。

在同一結構單元中,二者是通過水平面內剛度無限大的樓板連接在一起的,以至于它們不能單獨按各自的彎曲變形或剪切變形而自由變形,它們在同一樓層的位移必須相等,在不考慮扭轉的情況下,由于框架與剪力墻共同工作,彼此相互作用,這樣,在框架-剪力墻結構上部,剪力墻被框架向后拉,在框架-剪力墻結構下部,剪力墻被框架向前推,而框架的受力情況正好與此相反,沿豎向剪力墻與框架之間水平力的分配不是一個定值,它隨著樓層的改變而改變,水平力在框架與剪力墻之間既不按等效剛度EI分配,也不能按抗推剛度D分配,框架-剪力墻結構中,頂部剪力不為零,這是因為頂部剪力墻共同工作,相互之間必然產生荷載;框架的最大剪力值在結構中部,框架底部剪力為零,全部剪力均由剪力墻承擔。

框架-剪力墻結構中剪力墻的布置

剪力墻的布置一般原則是均勻、分散、對稱、周邊及均勻,分散原則是要求剪力墻片數不要太少,而且每片剪力墻剛度不要太大,連續尺寸不要太長,使抗側力構件數量多一些,分散一些,每片剪力墻的彎曲剛度適中,在使用中不會因為個別墻的局部破壞而影響整體的抗側力性能,也不會使個別墻的受力太集中,負擔過重而引起過早的破壞,剛度過大的墻承擔的內力也大,相應的基礎處理難度增加,同時也考慮到剪力墻相距太遠,樓面剛度要求大,很難滿足要求,周邊的原則是考慮建筑物抵抗扭轉能力,便于保證剛度中心與平面中心相吻合。

剪力墻布置在周邊對稱位置,增加抵抗扭轉的內力臂,在不增加剪力墻面積的情況下,提高抗扭轉能力,剪力墻布置的位置應設在平面形狀變化處,即:角隅、端角、凹角,這些部位往往是應力集中處,設置剪力墻給予加強是很有必要的;高層建筑的樓梯間、電梯間、管道井處等的樓面開洞嚴重地削弱樓板剛度,對保證框架與剪力墻協同工作極為不利。

因此,在工程設計中用剪力墻來加強這些薄弱端部,如樓梯間、電梯道處、豎向管道井設計加強的鋼筋混凝土墻是十分有效的,剪力墻的間距:現澆鋼筋混凝土樓蓋L/B=2~4為宜;裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋L/B=1~2.5為宜,原則是建筑物愈高、抗震設防烈度愈高,間距取值愈小,剪力墻應沿建筑物全高設置,不得沿高度有突變,剪力墻應落地,剪力墻并應在兩個主軸方向組合部署成L形、T形或形成封閉的筒,這樣可以提高剪力墻自身的剛度,且一片剪力墻的長度不宜大于8m,當超過時,應利用洞口分割成兩片墻,功能上不需要洞時,洞口可用不同的材料或輕質材料填充,過長的剪力墻中央部分的鋼筋尚未到達屈服階段,墻端部的鋼筋早因變形過大而斷開破壞、工程具體情況、建筑物高度、地區設防烈度及參考上面方法取值。

三、框架-剪力墻結構方案的確定

1、框架-剪力墻結構方案選型

對于有抗震設防的框架-剪力墻結構,正確而合理的設計方案其首要任務必須滿足抗震設防的要求,在場地地基、建筑體型、結構體系的質量、剛度分布、構件強度、延性等方面要慎重考慮。

2、框架-剪力墻結構設計

框架-剪力墻結構具有較好的延性和耗能能力,是一種較為理想的抗震結構型式,對于框架-剪力墻結構,合理設計框架、剪力墻以及連梁,對框架剪力墻結構抗震能力是非常重要的,鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程(JGJ3-91)考慮了框架-剪力墻結構中剪力墻開裂后剛度降低,使框架承受的水平荷載大于彈性分析結果,則規定框架承受水平剪力不小于0.2V01框架-剪力墻結構進入彈塑性階段后,剪力墻上部彎矩增大,下部彎矩減小,反彎點位置下移,剪力墻擔負的剪力上、下部變化較大,中部變化較小,但是剪力墻設計控制內力變化不大,框架-剪力墻結構屈服以后,結構的剛度特征值λ將改變,框架的最大剪力層轉移,如果屈服順序依次為剪力墻框架梁框架柱,則λ值增大,框架的最大剪力層下移;如果是框架梁先屈服,則λ值降低,最大剪力層上移,框架-剪力墻結構抗震設計中,應盡可能設置抵抗地震的多道防線,一般情況下,剪力墻作為第一道防線首先屈服,將框架設計作為第二道防線。

因此,要充分認識到框架在剪力墻屈服后增加的荷載效應,讓框架柱承擔豎向荷載的構件有充分的安全儲備,并且針對第二道防線,框架結構作抗震驗算,總之,適當處理構件的強弱關系,使其形成多道抗震防線,是增強結構抗倒塌能力的重要措施。

四、合理分析計算結果

1、合理分析,正確簡化計算程序要求的計算,如TBSA程序對剪力墻按薄壁柱考慮的分析是有條件的,即剪力墻的總高度比截面最大尺寸要大得多,洞口上下基本對齊,上下層剪力墻截面不要突變,每片剪力墻不得多于19個墻段,實際工程中如果不符合這個要求,將影響計算結果的正確性1對于屋頂上部設置擴播電視電信的鋼塔,用TBSA程序計算時,首先將鋼塔轉換成為等剛度、等質量的薄壁筒體與下面結構整體計算,然后,再按得到的內力另外進行鋼塔的設計,框架-剪力墻結構中,剪力墻不落地時,形成框肢剪力墻結構,用TBSA程序分析,先將計算洞口劃分為平面剪力墻或較簡單的L形和I形剪力墻,轉換層設托梁支承,用無柱連接點與上層剪力墻連接,當每片墻的支承柱數為3根或更多時,轉換梁的剛度要取得很大的高度,這種簡化便于整體分析,但轉換層和上下相鄰層的內力和配筋運用另外的計算程序進行設計。鋼管混凝土、型鋼混凝土構件有按剛度相等的條件轉換成圓形或矩形截面的混凝土構件進行整體計算,求得內力后再按有關規定對構件進行承載力設計。

第6篇

關鍵詞:框架一剪力墻;剪力墻數量;剪力墻布置

前言

現代社會,人們對于環境、生存質量的要求逐漸提高,然而隨著地震等自然災害的發生,各種的問題隨之而來,給人們的日常生活帶來了極大的危害和困難。近些年來我國地震的反復發生給人們敲醒了警鐘,在地震中致命的不是地震本身,而是未采取抗震措施或抗震措施采用的不當低質量的建筑物的倒塌,因此結構的選型、施工的質量等問題是建筑行業必須關注的重要問題。

一般來說,框架結構的受力比較均勻,加設剪力墻之后,更提高了抗震性能,本文從框架-剪力墻結構入手,說明了在當前的建筑設計中,一些合理的結構方案布置會帶來更好的抗震效果,為我們的生活提供了更加安全保障。

一、框架-剪力墻結構概述

過去,由于人們對于地震等自然災害的認識不足,造成了在地震中大面積建筑物的倒塌,這主要是自然和人為兩個因素造成的。自然因素是近些年我國地質災害增多,很多的未進行抗震設防的建筑難以抵制;人為因素主要是指在建筑、結構的設計和施工中缺乏一定的標準,或是抗震設計達不到法規的要求,造成房屋倒塌的危險。

因此,抗震性能良好的建筑物被廣泛興建,特別是框架-剪力墻結構的建筑物,以其良好的抗震性能受到工程師的青睞。在框架-剪力墻結構的建筑物中,合理布置剪力墻,即滿足建筑對大空間使用的要求,又使材料的剛性和空間的配置能夠達到規范的要求,這種情況下,房屋的承載能力和防震能力會進一步提升,從而減少地震等自然災害對于房屋的影響。

1.框架-剪力墻結構概述

框架-剪力墻結構俗稱框-剪結構,這種結構主要是由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻組成,剪力墻的作用是主要的抗側力構件,是抗震設防的第一道防線。這種結構普遍應用于高層建筑或抗震設防烈度較高地區的多層建筑。規范規定,在基本振型地震作用下,當剪力墻承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%時,我們定義為框架-剪力墻結構,房屋最大高度、框架及剪力墻的抗震等級按框架-剪力墻結構取值;當剪力墻承受的地震傾覆力矩不足結構總地震傾覆力矩的50%時,我們定義為帶有少量剪力墻的框架結構,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定,最大適用高度可比框架結構適當增加。

2.框架一剪力墻結構的優點

2.1. 在抗震設防烈度相同時,框架一剪力墻結構因其抗震能力較接近剪力墻結構,規范允許的房屋最大高度比框架結構要高很多;

2.2 框架一剪力墻結構比起剪力墻結構,其建筑空間布置更加靈活,可以有較大的空間區域,更容易滿足使用功能的需求,如辦公樓、醫院的住院樓等;

2.3. 框架一剪力墻結構在水平荷載作用下的整體側向變形介于彎曲型與剪切型之間,是中庸的類型;在建筑材料用量、工程造價、施工速度、使用的舒適度等各方面都比較適中。

3.框架一剪力墻結構的受力特點

框剪結構的受力特點,是由框架和剪力墻結構兩種不同的抗側力結構組成的新的受力形式,所以它的框架不同于純框架結構中的框架,剪力墻也不同于純剪力墻結構中的剪力墻??蚣芙Y構的變形是剪切型,上部層間相對變形小,下部層間相對變形大;剪力墻結構的變形為彎曲型,上部層間相對變形大,下部層間相對變形小。框架一剪力墻結構,由于兩種結構協同工作,變形協調,形成了彎剪變形,從而減小了結構的層間相對位移比和頂點位移比,使結構的側向剛度得到了很大的提高。

因此,在這種結構中,需要合理地確定剪力墻的位置、數量,成為關鍵問題。

二、.剪力墻數量的合理確定

2.1地震荷載與剪力墻剛度之間的關系

地震荷載與剪力墻剛度成正比關系,即地震荷載隨剪力墻剛度的增大而增大,隨剪力墻剛度的減小而減小,剪力墻剛度越大,吸收的地震荷載也越大。但如果剪力墻的布置過少,則其剛度會相應的減少,房屋的變形增大,層間位移角不滿足規范要求,不能抵抗地震荷載;反之,如果剪力墻布置的過多,則其剛度會相應的很大,房屋的自振周期減小,引起了地震荷載的增大,而且所耗的材料也會增大,施工工期也會加長,同時限制了建筑空間的有效使用。所以,我們要研究的主要任務是怎樣合理選取剪力墻的剛度,選取一個合適的剪力墻剛度不僅減小了地震荷載,而且又滿足了房屋的使用和變形要求。

2.2剪力墻合理數量的確定

根據參考文獻[1]中有關公式,可以大致算出剪力墻的用量。但實際設計過程中,多數工程師更傾向于先參考以往類似布局及房屋高度的工程,根據實際工程情況,在征得建筑師的同意并在其密切配合下,利用方便的計算程序,經過多次試算,最終確定剪力墻的布置數量。另一方面,剪力墻數量的合理與其布置的位置密切相關。

三、剪力墻位置的合理設置

《高層建筑混凝土結構技術規程》中規定:框架-剪力墻結構可采用下列形式:

1 框架與剪力墻(單片墻、聯肢墻或較小井筒)分開布置;

2 在框架結構的若干跨內嵌入剪力墻(帶邊框剪力墻);

3 在單片抗側力結構內連續分別布置框架和剪力墻;

4 上述兩種或三種形式的混合。

對于框架-剪力墻結構中剪力墻的布置宜符合下列要求:

1 剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻間距不宜過大;

2 平面形狀凹凸較大時,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻;

3 縱、橫剪力墻宜組成L形、T形和[形等型式;

4 單片剪力墻底部承擔的水平剪力不宜超過結構底部總水平剪力的40%;

5 剪力墻宜貫通建筑物的全高,宜避免剛度突變;剪力墻開洞時,洞口宜上下對齊;

6 樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側力結構結合布置;

7 抗震設計時,剪力墻的布置宜使結構各主軸方向的側向剛度接近。

剪力墻的布置還應注意以下幾個方面:

3.1平面布置

剪力墻應雙向布置,每個方向的剪力墻應盡量做到均勻、對稱,當結構的第一周期為扭轉周期時,應沿結構平面的周邊布置,且布置在端部、轉角部位更能有效地控制結構的扭轉,同時盡量做到樓層平面的剛度中心與樓層結構的質量中心相結合,保證結構的第一及第二周期為平動,且結構的第一扭轉周期與第一平動周期的比值小于0.9,以滿足規范的要求,提高結構抗扭能力,增加結構的安全性。

3.2剪力墻的厚度

剪力墻的厚度不應小于160mm且不應小于層高的1/20,底部加強部位的剪力墻厚度不應小于200mm,且不應小于層高的1/16。剪力墻的周邊應設置邊框梁,和端柱組成邊框;邊框梁宜與同層框架梁相同;端柱截面宜與同層框架柱相同;剪力墻底部加強部位的端柱和緊靠剪力墻洞口的端柱宜箍筋沿柱全高加密間距100mm。剪力墻的豎向和水平向分布鋼筋,配筋率均不應小于0.25%,并且雙排布置,拉結筋問距雙向不大于600x600mrn,直徑不應小于6mm。

3.3剪力墻的間距

對于長矩形平面或平面有一部分較長的建筑,其橫向剪力墻沿長方向的間距宜滿足規范的要求,當這些剪力墻之間的樓蓋有較大開洞時,剪力墻的間距應適當減小;且縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端。

3.4剪力墻的長度

每一墻肢的長度不宜大于8m,過長的墻肢可以利用留設高度不小于2/3層高的施工洞口,劃分成兩個以上的墻肢,形成聯肢墻。施工洞口的留設,同時也方便了施工時的運輸及通行,施工洞口可后砌輕質填充墻,材料與框架間的輕質填充墻體一致。

四、結語

現今,在我國的房屋設計中,結構的抗震設計是必不可少的,抗震規范也逐漸從嚴控制。具有優異抗震性能的框架—剪力墻結構現已被廣泛地應用于各類房屋建筑中。這種結構融入了框架及剪力墻的優勢,能夠更好的承擔地震的負荷,保證人民的生命和財產安全,做好防震減災工作,不僅是建筑行業的大事,也是我國經濟發展和社會進步的保證。

參考文獻

[1] 張瑞文. 框架—剪力墻高層建筑結構優化設計研究[J]. 山西建筑. 2010(01)

第7篇

【關鍵詞】高層建筑結構;框架-剪力墻結構;動力特性

1框架-剪力墻結構體系概述

框架-剪力墻結構體系是在框架結構中布置一定數量的剪力墻所組成的結構體系。由于框架結構具有側向剛度差,水平荷載作用下的變形大,抵抗水平荷載能力較低的缺點,但又具有平面布置較靈活、可獲得較大的空間、立面處理易于變化的優點;剪力墻結構則具有強度和剛度大,水平位移小的優點與使用空間受到限制的缺點。將這兩種體系結合起來,相互取長補短,可形成一種受力特性較好的結構體系-框架,剪力墻結構體系。剪力墻可以單片分散布置,也可以集中布置[1]。為了初步了解結構的動力特性,對框架.剪力墻結構進行模態分析,并從影響結構的動力特性的不同因素考慮結構的固有頻率和振型的變化規律。

2框架-剪力墻結構的動力特性探討

2.1結構的模態分析

結構的地震反應決定于結構本身固有特性和地震動特性。結構體系中比較重要的動力特性是結構在無阻尼情況下的自由振動頻率和相應的振型。結構在動荷載作用下結構內部構件的最大內力、位移和變形等都與結構的固有頻率和振型特點密切相關,因此尋求自振頻率和振型是進行各項動力分析的前提和基礎,尋找結構的固有頻率和振型是計算分析的主要內容,因此首先進行模態分析。本文利用ANSYS中的子空間迭代法,對初始模型進行模態分析,初步了解了框架.剪力墻結構的動力特性。

考慮豎向重力荷載對模態的影響,采用子空間迭代法進行模態求解,分析不同模型下的自振頻率及前幾階振型圖,觀察此框架-剪力墻結構的自振頻率規律及各階模態的振型曲線、振型特性的規律。

表1前十階振型特點,通過表1可以看出,出模型的第一振型為X方向整體平動,對應頻率為O.6897Hz,周期為1.4536s,對應最大位移為0.8310mm;第二振型為Y方向整體平動,對應頻率0.8740Hz,周期為1.1494s,對應最大位移為0.7865mm。第一、第二振型沿高度都呈較明顯的彎曲型位移分布,即底部變形較小,而上部位移較大,且第一主振型X方向的最大位移大于第二主振型Y方向的最大位移,這是由于結構X方向為長軸方向,沿X方向布置的剪力墻間距較大,Y方向為短軸方向,沿Y方向布置的剪力墻間距較小,使x方向的剛度較Y方向的小,因此結構的振動控制方向為x方向。又由第一、第二周期相差不大,可知結構的剛度分布是比較均勻的。第三振型為繞Z方向的扭轉振型,對應頻率為1.3721Hz,周期為0.7288s,符合高層建筑結構設計規范中前兩階振型不能為以扭轉振型為主的規定。結構以平動為主的第一自振周期

T1=1.4536s,以扭轉為主的第一自振周期T3=0.7288s,其比值T3/T1=0.5014,小于《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2002)中規定的值0.85,從扭轉變形分布特點上看,整體協調性較強,沒有出現顯著的局部位移放大現象,說明本結構體系平面布置對稱、規則合理,立面上質量、剛度分布較均勻,結構抗扭能力滿足要求。

從以上分析結果表明,本文的框架-剪力墻結構計算模型具有良好的整體性能,適合于計算研究。

2.2結構內部特性對結構動力特性的影響

幾個低階振型的運動在總運動中占主導地位,因此這里主要對結構前兩階振型即結構的X向一階、Y向一階進行分析,研究框架-剪力墻結構的動力特性變化規律。結構的動力特性及抗震性能跟結構的內部構造有關系,因此本文針對不同剪力墻厚度、不同樓板厚度、不同底層高度、有無中間剪力墻這幾種情況來分析框架,剪力墻結構的固有頻率、振型的變化規律,從而研究結構抗震性能。

2.2.1不同剪力墻厚度的模態分析

通過不同剪力墻厚度情況下結構的固有頻率和幅值比較分析,隨著剪力墻厚度的增加,框架-剪力墻結構的固有頻率逐漸增大,結構振動的振幅即最大位移逐漸減小,這說明剪力墻厚度影響著結構的動力特性,剪力墻厚度的增加在一定程度上提高了結構的抗震能力。

2.2.2不同樓板厚度的模態分析

通過不同樓板厚度情況下結構的固有頻率和幅值比較分析,隨著樓板厚度的增加,框架-剪力墻結構的固有頻率逐漸減小,減小趨勢趨緩,結構振動的振幅即最大位移也逐漸減小,這說明樓板厚度同樣影響著結構的動力特性,但影響不是很明顯,樓板厚度的增加也不一定提高了結構的抗震能力。因此,對于高層框架.剪力墻結構樓板的選擇要根據其結構固有特性進行驗算選擇適當的樓板厚度。

2.2.3不同底層高度的模態分析

通過不同底層高度情況下結構的固有頻率和幅值比較可得,隨著底層高度的增加,框架-剪力強結構的固有頻率逐漸減少,結構振動的振幅即最大位移也逐漸減小,且X向的一階最大位移在底層高度4.5-5.5m時變化幅度較大。以上分析說明框架-剪力墻結構的底層高度對結構的動力特性有很大影響,單從固有頻率角度考慮,應該減少底層高度,單從振動幅值角度考慮,應增大底層高度,所以對于高層框架-剪力墻結構底層高度的選取,應大于樓層高度的1.5倍,小于樓層高度的2倍。

2.2.4有無中間剪力墻的模態分析

從有無中間剪力墻情況下的結構的固有頻率和幅值比較分析,對于沿Y方向結構中間位置是否布置剪力墻的情況,以X方向為第一主振型的一階固有頻率,無中間剪力墻較有中間剪力墻稍大些,而以Y方向為第二主振型的二階固有頻率,在無中間剪力墻情況下較有中間剪力墻情況小些,這說明沿Y方向中間位置布置的剪力墻對于以Y方向為主振型的結構的固有頻率影響較大。而以X、Y方向各自為主振型的X向一階最大位移和Y方向一階最大位移,在無中間剪力墻情況下較有中間剪力墻情況下都有所增大,這說明有中間剪力墻的結構,無論在Y方向還是x方向上,剛度都有所增加。從以上分析可知,整體考慮,對于框架.剪力墻結構,應適當在中間位置布置剪力墻以調節結構的整體剛度,從而提高結構的抗震能力。

第8篇

關鍵詞:框架-剪力墻;組合墻;連梁;剪壓比超限

中圖分類號:S611 文獻標識碼: A

引言

隨著經濟的發展和科技的進步,人們對建筑的安全和經濟效益的要求越來越高,框架-剪力墻結構的設計也在精益求精。這就要求我們設計人員在對框架-剪力墻結構有很好的理解與把握的基礎上,在能很好的實現功能要求的前提下,通過對結構構件正確的受力分析和合理的配筋,達到節約資源的目的。

1、房屋結構中框架-剪力墻結構特點

1.1、框架-剪力墻的受力與變形特點

框架-剪力墻的結構組成不是單一的結構形式,它是由框架和剪力墻兩種不同的結構組合而成,而這兩種結構在水平荷載下的受力和變形都差異很大。其中框架以剪切型變形為主,此時樓層越高層間側移越小,而剪力墻是以彎曲型變形為主,樓層越高層間側移越大,通過本身平面內剛度很大的樓板把它們連在一起,迫使框架和剪力墻在樓板標高處發生共同變形。正是這種協同工作,使得框架下部變形減小,負擔剪力較小,剪力墻下部變形增大,負擔剪力增加,而框架上部變形加大,負擔剪力增大,剪力墻上部變形減小,負擔剪力減小。這樣,框架-剪力墻結構中框架的剪力及變形都趨于均勻化。

1.2、框架-剪力墻結構的概念設計

在房屋中抗震設計一般要遵循“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設計原則。一般地震的破壞力是多方向性的,所以建筑物在進行抗震設計時要在各個方向布置抗側力構件,以抵抗水平荷載,保證結構的承載力,提高建筑物的抗震性。框架剪力墻結構中,柱子的抗剪剛度相對于剪力墻來說是很小的,柱子承擔的樓層地震總剪力也是很小的,而將框架作為抗震的第二道防線,應通過調整地震剪力使框架本身具有足夠的抗震能力。

2、框架-剪力墻的計算方式

在框架-剪力墻結構中,剪力墻所承受的豎向荷載,一般是通過樓面傳遞到剪力墻上。豎向荷載在連梁內和墻肢內產生的軸力不同,一般按照剪力墻的受荷面積進行簡單計算。在水平力作用下,用二維平面分析剪力墻受力問題,同時運用平面問題求解,結合計算機,利用有限元方法計算。在工程設計中,依據具體情況進行分別設計。

3、框架-剪力墻結構問題的探討

3.1、組合墻的認識與應用

在框架-剪力墻結構設計中,我們一般都是在計算機中建好模型,利用計算機對結構進行分析和計算。而在利用計算機進行計算,一般軟件在計算剪力墻端部縱筋時,先將各種各樣的剪力墻分成一個個的直線墻段,再對各個直線墻段按單向偏心受力構件進行計算,在計算結果中輸出的也是直線墻段單個端部暗柱的計算配筋,對于由墻肢相交的邊緣構件配筋是把各個墻肢的配筋相加得出的。對于帶邊框柱的剪力墻,最終邊緣構件配筋是先幾部分構件單獨計算,一部分為與邊框柱相連的剪力墻暗柱的計算配筋量,另一部分為邊框柱的計算配筋量,然后疊加配筋結構,并與規范構造要求比較取大值。這樣就會讓一些能夠發揮作用的構件沒有參與計算(例如翼墻),并且兩個方向同時取各工況下的最大配筋,明顯與現實中有的情況不符(例如X向和Y向地震不可能同時出現),導致計算結果偏于保守,還可能會產生相鄰墻體配筋相差較大,使計算結果不合理。正是基于上述原因,我們有必要對組合墻進一步的分析。

組合墻的配筋原理是假定該組合墻滿足平截面假定,按照雙偏壓原則進行配筋計算。它的內力是通過將組合墻中的各個墻肢或柱的內力按各個工況組合向組合墻的中心轉化得到的。因此在用計算機對組合墻進行計算時,我們首先要確定一組組合墻是否滿足平截面假定。

《建筑抗震設計規范》中第6.2.13條第1項規定:抗震墻結構、部分框支抗震墻結構、框架-抗震墻結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構、板柱-抗震墻結構計算內力和變形時,其抗震墻應計入端部翼墻的共同工作。第6.2.13條第3項條文說明:抗震墻應計入腹板與翼墻共同工作。2001規范規定:“每側由墻面算起可取相鄰抗震墻凈間距的一半、至門窗洞口的墻長度及抗震墻總高度的15%三者的最小值”,可供參考。《混凝土結構設計規范》中第9.4.3條規定:在承載力計算中,剪力墻的翼緣計算寬度可取剪力墻的間距、門窗洞間翼墻的寬度、剪力墻厚度加兩側各6倍翼墻厚度、剪力墻墻肢總高度的1/10四者中的最小值。規范在進行受力計算時是以平截面假定為基礎的,我們可以認為當翼墻的長度小于規范允許的計算長度時,可以將該段翼墻定義為組合墻的一部分。這樣在設計時就可以將滿足規范要求的定義為組合墻,按照組合墻的形式進行計算和配筋,使結果更加經濟合理。

3.2、框架-剪力墻結構中連梁超限的問題

連梁作為結構的第一道防線,在地震作用下,使連梁屈服先于墻肢,在連梁端部出現彎曲屈服塑性鉸,以此消耗地震能量,并且讓墻肢形成多鉸機構,使結構具有更大的延性。框架-剪力墻結構中,連梁與框架梁相比容易超限的原因:一方面是連梁跨度小,另一方面是連梁線剛度大,對墻肢的約束作用大,梁端的約束彎矩也大。較大的彎矩除以較小的跨度,連梁剪力較大,容易超限。而連梁的超限,一般都是剪壓比超限。剪壓比超限會使連梁出現脆性破壞,也就意味著地震時延性連梁的失效。因此,我們要控制連梁的剪壓比,保證在地震作用下連梁能很好的發揮作用。

對于連梁的剪壓比超限,我們習慣于加大連梁高度來減小連梁的剪壓比。但連梁剪壓比并不是隨著梁高的增加而一味的降低,它是和連梁與墻肢(框架柱)的線剛度之比K相關的。當K小于1/3時,連梁的剪壓比隨梁高的加大而增加,隨梁高的減小而降低;當K大于1/3時,連梁的剪壓比隨梁高的加大而降低,隨梁高的減小而增加。常見的連梁線剛度相較于墻肢或框架柱的線剛度是較小的,我們可以采用減小梁高來降低連梁的剪壓比,即對連梁剛度折減、減小連梁計算高度、采用雙連梁的方法,也可以采用彎矩可塑性調幅或連梁的鉸接處理的方法進行調整。

對連梁剛度進行折減,可以使連梁線剛度減小,對墻肢的約束作用減小,梁端的約束彎矩、梁端剪力也相應減小,以此來調控剪壓比。對于剛度折減后仍不能滿足要求的,我們可以局部的減小連梁計算高度,但在實際施工圖中還是按原來的連梁截面,縱向鋼筋按照減小后的連梁約束彎矩進行計算,這樣既滿足了“強剪弱彎”的要求,又使連梁的計算滿足規范。對跨高比較小的深連梁,可以從中間以水平縫隔開形成“雙連梁”。在結構設計中,一般是將雙連梁按連梁抗剪截面面積相等的原則等效,等效連梁的寬度是“雙連梁”寬度的兩倍,高度和“雙連梁”相等,按簡單等效后的連梁截面進行結構分析計算,再根據計算結果對連梁進行配筋計算。在調幅法中,我們可以通過對梁端彎矩和剪力進行塑性調幅,但要考慮連梁內力重分布時,抗震墻的地震效應設計值要加大。在連梁的鉸接處理中,我們要注意對抗震墻的包絡設計,即對抗震墻按獨立墻肢進行第二次多遇地震作用下的結構內力分析,并按兩次計算所得的較大內力進行配筋設計。

結束語

框架-剪力墻結構作為當代建筑中一種重要的結構形式,在社會的發展與進步中發揮著舉足輕重的作用,作為一名結構工程師,我們應在靈活運用已有成果的基礎上,不斷的改進和完善這種結構形式,使它更加經濟適用。

參考文獻

[1]高文皂,沙曉東,高強.剪力墻連梁的剪壓比超限問題初探[J].建筑結構,2010,04:495-501.

第9篇

關鍵詞:小高層住宅;結構體系;異形柱框架剪力墻

目前,國家住宅規范中規定,中高層住宅為7~9層的住宅,高層住宅為10層及以上的住宅。對于層數為7~11層的住宅,它們具有共同的特點就是其平面布局類似于多層住宅,有載人電梯但無消防電梯,這類住宅摒棄了12層以上高層住宅的缺點,同時保持了多層住宅節約用地、接近自然的優勢,同時具有良好的通風、采光、觀景效果和良好的戶內布局等優點,因此這類住宅更能滿足人們的需求。中高層住宅常采用的結構體系有異形柱框架剪力墻結構、短肢剪力墻結構和一般剪力墻結構,通過對中高層住宅的3種常用結構體系的論述,對其進行分析比較。

1 異形柱框架剪力墻結構

異形柱是指截面形式為L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高與肢厚的比值不大于4的柱。當樓層較多時,異形柱往往因柱截面、軸壓比、抗側剛度的影響,難以滿足要求。此時常用的做法是增大異形柱的肢長,使柱肢高寬比大于4.0,演變為短肢剪力墻,或者與短肢剪力墻一起使用,使結構變為異形柱框剪結構。異形柱結構的一個獨立單元內,結構的平面形狀宜簡單、規則、對稱,減少偏心,剛度和承載力分布均勻。異形柱結構的框架縱、橫柱網軸線宜分別對齊拉通;異形柱截面肢厚中心線宜與框架梁及剪力墻中心線對齊。對異形柱結構中處于受力復雜、不利部位的異形柱宜采用一般框架柱,改善結構的整體手里性能。

異形柱框架剪力墻結構中的剪力墻間距不宜太大,當剪力墻之間的開洞較大時,剪力墻的間距宜適當減小。結構豎向布置時要求立面及剖面規則、均勻,避免過大的外挑和內收;結構的側向剛度沿豎向宜均勻變化,避免抗側力結構的側向剛度和承載力沿豎向的突變,豎向結構構件的截面尺寸和材料強度不宜在同一樓層變化;異形柱框架剪力墻結構體系的剪力墻應上下對齊連續貫通房屋全高。試驗研究及理論分析表明:異形柱的雙向偏壓正截面承載力隨荷載作用方向不同而有較大的差異。在T形、L形和+形3種異形柱中L形柱差異最為顯著。

2 短肢剪力墻結構

短肢剪力墻屬于剪力墻結構,根據JGJ3—2002《高層建筑混凝土結構技術規程》,短肢剪力墻是指墻肢截面高度和厚度之比為5~8的剪力墻。高層住宅不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構,在樓梯、電梯間等位置處設置筒體或一般剪力墻,與部分的豎向構件,在間隔墻交接處布置適量的短肢剪力墻共同抵抗水平力。短肢剪力墻形式為L形和T形,也有少量的十字形、Z字形、一字形。各墻肢間布置框架梁或連梁把短肢剪力墻和核心筒連成一個整體。短肢剪力墻結構的布置時要求:

① 內外剪力墻應盡量拉通,對直,平面布置上宜周邊布置均勻,增大房屋的剛度,從而減小結構的扭轉周期;要求每片剪力墻的抗側剛度相差不大,避免出現剛度特大的剪力墻造成受力過于集中;對稱布置有利于使結構的質心和剛心重合,可以減少建筑物受到的扭矩;縱橫向剪力墻宜合并布置成T形、L形、)形、+形,以使縱墻可以作為橫墻的翼緣,橫墻可以作為縱墻的翼緣,提高其承載力和剛度。短肢剪力墻宜布置在房間分隔墻的交點處且豎向荷載較大處,短肢剪力墻宜設置翼緣,滿足豎向荷載和抗側力的需要。

②在豎向布置上剪力墻應連續,剪力墻的洞口宜上下對齊,成列布置,使剪力墻形成明確的墻肢和連梁,成列開洞的抗震墻傳力途徑合理,受力明確。不宜采用錯洞墻。

③在外凸部分、平面外邊緣和角點處,應力集中的部位,設置短肢剪力墻時要滿足平面剛性和抗扭的要求,這些部位都是整個結構體系抗震比較薄弱的部位,當存在扭轉效應時,這些部位的墻肢容易先開裂,因此在這些部位應加強抗震構造措施,例如采取減小軸壓比、增加縱筋和箍筋的配筋率等方法。

④剪力墻的門窗洞口宜規則,均勻布置,上下對齊,形成明確的墻肢和連梁,應避免各墻肢間剛度相差懸殊。

⑤一字形短肢剪力墻延性及平面外穩定性十分不利,因此不宣布置單側樓面梁與之平面外垂直或者斜交。同時剪力墻的布置并不是越多越好,因為布置過多的剪力墻雖然結構剛度增大,能抵御很大的地震力,但在使用功能上有時很不方便,且結構自重將明顯增加,造成結構和基礎材料的過多消耗。因此,在短肢剪力墻的布置中,初始墻率的選取極為重要 以七度抗震設防地區短肢剪力墻結構體系(墻厚200 mm)墻率的范圍為4.5%~6.0%較合適。結構的剛重比和剪重比均隨著墻厚的增加而增大,這說明增加墻厚可以提高結構的安全性和穩定性。增加結構的墻肢長度也可以提高結構的抗側移剛度。

3 一般剪力墻結構

按照《高層建筑混凝土結構技術規程》規定,剪力墻是指墻肢截面的高度與厚度之比大于8的剪力墻,而一般剪力墻結構就是指除短肢剪力墻以外的純剪力墻結構。剪力墻結構中,剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置,避免僅單向有墻的結構布置形式。剪力墻墻肢截面宜簡單、規則。剪力墻結構的側向剛度不宜過大。剪力墻結構應具有延性,高寬比大于2的剪力墻屬于彎曲破壞的延性剪力墻,可以避免脆性的剪切破壞,因此較長的剪力墻宜開設洞口,將其分成長度較為均勻的聯肢墻或整體強,墻段之間宜采用連梁連接,墻肢截面高度不宜大于8 m。相對于其他結構形式,一般剪力墻結構的墻肢高度較大,平面內的剛度和承載力大,而平面外剛度及承載力小,應沿梁軸線方向設置與梁相連的剪力墻,抵抗該墻肢平面外彎矩。一般剪力墻結構的布置原則、計算方法等與短肢剪力墻的類似。

第10篇

關鍵詞: 框架―剪力墻 特一級 超長結構

中圖分類號:TU2 文獻標識碼: A

1、框架―剪力墻結構建筑特點

框架―-剪力墻結構體系是指把框架和剪力墻兩種結構共同組合在一起形成的結構體系。這種結構既具有框架結構布置靈活、使用方便的特點,又有較大的剛度和較強的抗震能力,因而廣泛應用于高層公共建筑中。

在框架―剪力墻結構中,框架和剪力墻同時承受豎向荷載和側向力。在豎向荷載作用下,框架和剪力墻分別承擔其受荷范圍內的豎向力;在側向力作用下,框架和剪力墻協同工作,共同抵抗側力??蚣芙Y構的變形是剪切型,上部層間變形小,下部層間變形大。剪力墻結構的變形是彎曲形,上部層間變形大,下部層間變形小。當框架結構和剪力墻結構相互配合,相互作用的時候,原來各自的變形就會綜合成彎剪變形,減小了層間的相對位移和頂點位移,使得整個結構受力更為均勻,結構更為穩定。

2工程概況及基本參數

某醫院門急診兒科綜合樓,地下三層,地上十三層(不包括設備層),另有機房層局部突出屋面。結構總高度為54.50 m(不包括局部突出屋頂部分)。地下二、三層為設備用房、停車庫;地下一層為設備用房;一層布置門診和住院大廳、急診、兒科、影像中心等;二層是門診、口腔科、窺鏡中心;三層是門診、超聲中心、功檢科;四層是門診、病理科、檢驗科;五層是手術部、ICU;設備層是信息機房和設備用房等;六層至十三層為病房;十四層為屋頂機房層;機房層屋面為直升飛機停機坪。

本工程所在地,抗震設防烈度為8度,設計地震分組為第一組,設計基本地震加速度值為0.2g,建筑場地類別為III類,設計特征周期值為0.45s,抗震設防類別為乙類,地震作用按8度,構造措施按9度,剪力墻和框架抗震等級均為一級,抗震構造措施均為特一級。地面粗糙度為C類,基本風壓按照50a重現期的風壓值采用,取基本風壓為0.4kN/m2.

3結構平面布置

1)建筑標準層平面為長方形,長96.0米,寬53.0米。標準層的中部為交通核,設為鋼筋混凝土剪力墻核心筒,建筑四角的樓電梯間部位亦設計為剪力墻,以增強結構的抗扭剛度。其余位置采用鋼筋混凝土框架柱,與剪力墻共同構成抗側力體系。樓面梁采用主次梁形式,主梁截面以350mmx700mm和350mmx800mm為主。樓板采用現澆混凝土樓板。地下3層至地下室頂板的板厚均取為200mm,地上部分樓板以120mm為主,梁板混凝土強度等級為C30?;A采用梁板式筏基,基礎底板厚度,中間核心筒處為1800mm,其余位置為700mm。標準層平面布置見圖1。

圖1

4結構立面

1)建筑立面強調豎直線條,材質以石材玻璃豎條窗為主,窗下墻為深灰色鋁板。石材豎條間以深色金屬線條對比突出建筑的挺拔感,外觀整體造型簡約純凈,彰顯建筑物的挺拔、大氣,體現了簡潔明快的現代風格。由于建筑的立面較為規則,結構的框架柱和剪力墻的尺寸及混凝土強度由下而上均勻減小,相鄰層剛度沒有出現明顯的突變,整體剛度變化均勻。

2)按《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定:抗震墻的厚度,一、二級不應小于160mm且不宜小于層高或無支長度的1/20。底部加強部位的墻厚,一、二級不應小于200mm且不宜小于層高或無支長度的1/16。本工程框架柱、剪力墻截面尺寸見表1,混凝土強度等級見表2。

表1 框架柱、剪力墻截面尺寸

表2 柱、墻混凝土強度等級

5結構計算

本工程設計基準期50a,設計使用年限50a,采用多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件satwe進行計算分析。樓面活荷載標準值按荷載規范取值。結構在豎向重力荷載、風荷載及多遇地震作用下的內力和位移均按彈性方法計算。樓板平面內剛度無限大,框架梁和連梁等構件考慮局部塑性引起的內力重分布。考慮雙向水平地震下的扭轉地震作用效應,。施工過程的模擬采用分層加載法。結構計算結果見表3:

表3 結構計算結果:

6構造措施

框架―剪力墻結構的柱和墻軸壓比、配筋要求、底部加強部位和邊緣構件設置等,都應符合《高層建筑混凝土結構技術規程》3.10條和第8章的有關規定。

1)本工程的剪力墻,未設邊框梁時,均在結構樓層標高處的剪力墻內設置暗梁,暗梁寬度同墻厚,高度同本層框架梁。

2)底部加強部位和其上一層的墻肢端部設置約束邊緣構件,其余各層設置構造邊緣構件。邊緣構件均按特一級設置。

3)考慮到結構在地震作用下破壞后的延性問題,應控制剪力墻和框架柱的軸壓比不超過《高層建筑混凝土結構技術規程》第6.4.2條和7.2.2條的規定。

4)由于本工程地下室及地上為超長結構(96.0m左右),為減小結構的混凝土收縮和溫度應力等對結構的不利影響,除設置800mm后澆帶外,同時采取以下措施:

a、屋面板的最小配筋率控制在0.25%,設置雙層雙向貫通鋼筋。

b、混凝土原材料應采用低收縮、低水化熱水泥,采用碎石骨料,基礎底板的混凝土加入適量防水劑;同時應嚴格控制混凝土外加劑的品種、質量和劑量。

c、施工中控制混凝土的澆筑時間和澆筑溫度,以部分抵消混凝土收縮和溫度應力對結構的不利影響。在混凝土澆筑施工中,采取二次振搗措施,并加強混凝土養護,特別是前期養護。

7結語

對于框架―剪力墻結構,應盡量發揮剪力墻抗側剛度大的特點和優勢,在平面布置上適當規整,在立面空間上要避免剛度突變,力求簡潔整齊。相應的構造措施能提高結構的受力性能,同時也要仔細分析比對模型的計算結果,以合理的完成此類型結構的設計。

參考文獻

(1)姜學詩 混凝土結構設計問答實錄 北京.機械工業出版社.2009

(2)建筑抗震設計規范(GB50011-2010)

第11篇

關鍵詞:建筑工程;剪力墻結構施工;轉換層技術

1、建筑工程案例

某建筑工程占地面積大概2363m2,總建筑面積為13720m2,地上共12層。建筑施工方打算把一到三層用作商鋪,四層作轉換層,五到十一層用作商品住宅,十二層則用作躍式住宅。這項工程的基礎以預應力混凝土的管樁為基礎,其主體結構采用鋼筋混凝土式的框架結構。另外施工人員需在電梯井位置設置剪力墻,整個屋蓋需制作成全現澆鋼筋的混凝土屋面??蚣芗袅Y構也被人們廣泛的稱之為框剪結構,是通過在工程施工中布置了一定數量的剪力墻體系,構成了靈活自由的使用空間,從而滿足了現代化社會發展中人們多樣化社會需求,也實現了現代化社會發展中的多樣化與個性化要求。

2、房建工程剪力墻結構施工技術分析

建筑工程的剪力墻結構施工分類很多,因此施工中所要使用的技術種類也相對較多,下面就來簡要分析下剪力墻施工中關鍵性應用技術。

2.1 鋼筋工程的施工技術

由于該工程的鋼筋用量約610噸,加之它的規格不一,比如直徑有6mm的、8mm的以及10mm的Ⅰ級鋼,也會選擇一些直徑分別是12mm、14mm以及 16mm不等的Ⅱ級鋼。由于鋼筋的直徑大,節點鋼筋的安裝密集,以至于整個鋼筋安裝過程中很難將保護層厚度控制好,同時在對混凝土進行澆筑時還容易導致鋼筋出現位移情況,因此澆筑混凝土節點位置等施工工序便成了工程的施工難點。這些問題并非不能防治,我們通??梢赃x擇如下措施進行處理:1)在柱筋的設置工作完成后才能定位箍筋框,另外還要采用墻體水平梯格筋以及豎向梯格筋來控制鋼筋以免發生位移。對一些圓柱進行箍筋和定位時要先進行實體放樣并制作一些定型的加工模具,這樣才能取得極佳的施工效果。2)由于鋼筋梁柱節點分布比較密集,因而需要施工人員先利用計算機進行繪圖放樣,然后按照1:1的比例在施工現場把模擬模板制作好,而且每根鋼筋該如何放置、放置在哪以及交叉的形式都需要提前安排好,以便現場施工時能夠更加高速快捷的完成施工作業。3)由于主體工程每層層高都不一樣,比如一層可能為6m,二至三層可能為5.2m,四到十層則可能為4.5m,而十一層為3.8m,對每層進行施工時都需要按照層高來把墻柱直螺紋的接頭甩頭位置計算出來,而且要嚴格的按照甩頭位置對鋼筋進行下料和施工,以確保接頭位置以及接頭的百分率。4)施工人員要嚴格按照樣板引路制進行施工,也就是說每個施工隊伍在全面開展工程的施工前,要現場對各實體部位的樣板進行制作,一旦驗收合格后,才能正式開展施工,并嚴格按照樣板的標準實施。

2.2 模板工程的施工技術

1)采用多層板加方木肋條系統施工。主體工程的混凝土結構外觀需要滿足混凝土施工規范和施工設計的要求,為了達到這一目的,施工人員著重關注墻、柱、梁以及模板這些環節使用材料的選型和細部節點的處理問題,并且取得了極好的施工效果。在對墻體模板進行選材時,一定要嚴格把握材料的質量。通常梁以及板模板要選擇厚度為18mm的新多層膠合模板,此外根據該工程層高分布不一的特點,施工人員可以對不同的層高采取不同的組拼方法。2)分析高支模板支撐架的施工流程。這項工程的首層高為6m。所以怎樣確保支撐架體系的穩定以及安全性變得至關重要。在高支頂板模施工時會采用以碗扣架為主的支撐體系,施工時采用的鋼管、木方等各種施工材料所應具備的計算參數要根據現場測量的數據來取值。對于支撐高度在6m位置的碗扣架要每隔4排設置一個水平剪力撐,且要將剪力撐和立桿連接起來,此外支架四周的外立面也要設置一些剪力撐。在安裝頂板模板前要先把項目部門編制的高支模板施工方案報由上級主管部門的技術負責人進行簽字審批,待審批合格后才能正式開展施工,而且在頂板混凝土的施工開始前,要先組織技術、生產、安全以及其它各部門驗收支撐架的質量,如果確定沒有任何問題,才能正式開展施工。

3、房建工程剪力墻結構轉換層的施工技術分析

房建工程項目十一層中有四層都屬于結構轉換層,它的大部分梁高都在0.7-1.8m之間,其中最大的為1.5m,跨度最大的則是8.6m。整個轉換層的施工流程特點如下:1)轉換層施工時會使用大量的混凝土;2)采用鋼筋進行穿插時,程序比較復雜,而且排布時對密實度的要求特別高;3)施工設計規定在對混凝土進行澆筑時需連續施工,以免留下施工縫隙,給轉換層的整體性帶來不利影響,更增加了工程施工難度;4)一般房建剪力墻施工時工程的荷載力比較大,加上通??臻g荷載會比較多,這便促使混凝土自重和其它荷載力也相應的變大,有的凈跨梁的自重甚至高達25噸,然而普通的支撐系統是極難確保工程作業人員的施工安全的。

4、房建工程剪力墻的大體積砼裂縫的防治措施

房建工程的第四層通常屬于結構轉換層,其轉換梁的最大截面一般設計成8.2m×0.7m,其高度則設計成1.4m,這一層的施工常在溫度相對來說比較高的6月份進行,因而很容易引發砼裂縫的出現,不過施工人員在施工時可以采取以下措施進行防治:1)優化施工原料的配合比設計,原材料要選取質量最優的,且需在里面摻加一定量的高效減水劑,而混凝土中水泥的單方用量最好控制在250kg/m3左右,此外不應往混合料里面添加任何的微膨脹劑。2)施工人員一定要嚴格控制剪力墻施工時所使用的混凝土入模時的溫度,一般需不大于30℃,除此以外還要把混凝土里面真實的最高溫升值降低。3)剪力墻工程施工開展前要科學合理的組織施工隊伍開展施工作業,其中混凝土泵送施工技術要按施工規范進行操作,還需注意的是剪力墻的板以及大梁需分別澆筑,通常采用斜面分層的辦法開展施工工作,但是墻體和框架柱則需采用整體分層法進行施工,而且要把分層的厚度控制好。4)施工人員在澆筑完混凝土后要做好工程的養護工作,一般需給水平構件蓋上一層塑料布,另要在豎向構件外部掛上一層麻袋片,且外面一層要用塑料布包上。此外養護工作人員要定期對混凝土進行澆水,澆水的次數要控制好,一般會以塑料布里面出現凝結水為標準。施工人員一定要把混凝土養護工作做好,根據規定,施工后的12h內就要派專人進行覆蓋或灑水養護,24h過后才可把梁側模板和支撐松動,從而確保養護效果達到最佳狀態。需注意的是混凝土表面的濕潤時間不能低于7d。5)剪力墻的混凝土構件里面需要設置一定的監測設備,以便施工人員能夠第一時間了解建筑物的自身溫度?,F在建筑市場應用比較廣泛的是電子測溫儀,施工人員常用它對建筑物里面設置的測點進行定時監測,以便能夠了解和熟悉掌握混凝土施工時的真實數據,也有利于后期工程的開展,并為其提供質量保證。

5、輕骨料混凝土小型空心砌塊施工技術

本工程內隔墻采用粉煤灰混凝土小型空心砌塊砌筑,層高分別為5.5m、4.2m、3.1m、3.5m,抗震構造措施采用的設防裂度為6度。所以,施工人員要沿著墻壁長度每隔4m設置一個構造柱,墻端、拐角以及十字交叉的位置都需要設置構造柱,而門窗的洞口兩邊位置要設置抱框;沿墻高每隔2m設鋼筋混凝土現澆帶,沿墻高每隔400mm設置通長拉結筋。墻上洞口均事先預留,嚴禁事后剔鑿。

第12篇

關鍵詞:框架-剪力墻,抗震性能,Pushover分析,

ABSTRACT

The article made the 3dimension finite element model of a frame-shear wall buildings using general FEM software ANSYS. And numerical study on dynamic characteristics,dynamic responses and seismic behavior evaluations of elastic-plastic stage of this structure would be performed.It is demosrated that the structure of the plastic stage, the extension of performance to meet certain specifications.

KEYWORDS: frame-shear,seismic behavior,Pushover analysis,

Qinghaishengjianzhukanchashejiyanjiouyuanyouxiangongsi baoguangquan 810001

1、彈塑性靜力分析方法介紹

彈塑性靜力分析方法,它本質上是一種與反應譜相結合的彈塑性靜力分析法,它是按一定的水平側向力分布模式加載,對結構施加單調遞增的水平荷載,逐步將結至一個給定的目標位移來研究分析結構的非線性性能,從而判斷結構及構件的變形受力是否滿足要求。彈塑性靜力分析一般基于三個基本假定[3]:

(1)結構的反應與該結構的等效單自由度體系的反應是相關的,這表明結構的反應由結構的第一振型控制;

(2)在每一加載步內,結構沿高度的變形由形狀向量{Ф}表示,在這一步的反應過程中,不管變形大小,形狀向量{Ф}保持不變。

(3)樓板在自身平面內的剛度無限大,平面外剛度可不考慮。樓面的整體性較好,在平面內的剛度非常大。所以,在內力和位移計算中,樓板一般作為剛性平板,在平面內只有剛移(即平移和轉動)。

在上述基本假定的基礎上,Pushover分析方法得到了較為廣泛的研究和應用,本文基于這三個基本假定,對一實際工程進行了彈塑性靜力分析,從而了解此結構在大震下的抗震性能。

2、 ANSYS模型的建立

2.1單元的選取

本文對結構進行彈塑性分析,采用ANSYS10.0版本。建模采用GUI和命令流相結合的方式,采用梁單元Beam189模擬梁和柱;殼單元Shell43模擬剪力墻和樓板,其上活荷載以采用換算質量密度加在各樓層上。

2.2混凝土本構關系的確定

確定混凝土本構關系在彈塑性分析中至關重要,本論文所建立的辦公樓模型規模龐大,不可能使用實體單元建模分析,所使用的梁單元、殼單元均不能直接輸入混凝土的力學特性。ANSYS中的彈塑性分析采用Mises屈服準則,對混凝土材料,通常使用隨動強化準則。

3、基于ANSYS的Pushover分析方法及實施

基于力控制方式的Pushover分析方法的實施步驟基本上與基于目標位移控制方式的實施步驟一致,只是將“目標位移點”變為“目標力點”,底部剪力法可以當作求“目標力點”的一種雛形。對于大震來說,如果直接以彈性反應譜算出來的地震作用力作為目標力,將會高估地震反應。應該先將彈性反應譜轉化成彈塑性反應譜,再來求地震作用力。將此地震力以一定的加載方式作用在結構上,從而便可進行比較分析。

4、加載方式結果分析

文中將用上四種加載模式得到的基底剪力-頂點位移曲線、層位移曲線和層間位移角曲線,進行比較分析。找出比較合理的加載方式。

這幾種加載方式的底部剪力-頂點位移曲線大體走向一致,均布加載方式使結構產生較小的位移。當結構達到目標位移時,下部底部剪力會很大,這樣會高估結構的上部抗震能力。根據抗震規范中的底部剪力法可知,合理的加載方式是結構的上部承受較大的地震作用。其它三種加載方式均符合這種要求,而且這三種加載方式的數值比較接近,尤其是按第一振型加載模式處于三種加載模式的中間。這樣比較得按第一振型加載模式比較優。

5、結構性能點確定

5.1 能力譜的建立

利用下公式(7-1)、(7-2)可將以第一振型加載模式得到的基底剪力-頂點位移曲線轉換為能力譜曲線,如下圖7所示。

式中:(Vi、ΔTi)為力-位移曲線上的任一點;(,為能力譜曲線上相應的點;G為總的等效荷載代表值;為第一振型頂點振幅;為第一振型質量系數;為第一振型參與系數)。

5.2 需求譜的建立

Pushover原理是建立在UBC規范(美國統一建筑規范)反應譜基礎之上的,抗震系數CA、CV與中國現行抗震規范的轉換公式如下:

(7-3)

譜的兩個折減系數SRA、SRV由有效阻尼轉換得到。關于由有效阻尼到譜折減系數的轉換,在美國已經有比較成熟的做法,并己列入1991UBC、FEMA、1994NEHRP 等規范中,SRA、SRV的公式為:

(7-4)

(7-5)

ATC-40定義有效阻尼為:

(7-6)

式中,為有效阻尼;k為小于1的阻尼修正因子。

6、抗震性能評估

以基于力的控制方式對結構進行第二次非線性加載模式,從而對結構進行抗震性能評估。利用等效阻尼將彈性反應譜折減為彈塑性反應譜,利用此彈塑性反應曲線對結構進行譜分析,得到X向的總的地震作用力為56382KN,將此地震力以第一振型加載模式作用于原結構,進而得到各樓層位移圖和最大層間位移角曲線,從而判斷結構的抗震性能。

參考文獻

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