高层建筑框架剪力墙结构设计中的问题探讨.docx

高层建筑框架剪力墙结构设计中的问题探讨摘要：随着我国国民经济不断发展对高层建筑的需求愈来愈大且高层建筑体型日趋复杂各种不同功能的用房综合在一起组成形态各异高层建筑给结构设计增加了一定的难度虽然已经有大量的研究成果但是在实际设计中仍然存在着大量的问题有待进一步的解决。本文将对框架—剪力墙结构设计中涉及到的几个问题进行主要介绍。关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计1、引言在我国大多数高层建筑都采用的是框架-剪力墙结构进行设计该结构除了抗震性能优越还能够更好的发挥建筑功能其中剪力墙结构对于整体结构的控制尤为重要具有刚度大整体性强抗侧移能力强等特点下面就主要介绍一下剪力墙结构在结构设计中的一些问题。2、剪力墙的布置剪力墙的平面布置一般原则是均匀、分散、对称、周边。分散原则是要求剪力墙片数不要太少而且每片剪力墙刚度不要太大连续尺寸不要太长使抗侧力构件数量多一些分散一些每片剪力墙的弯曲刚度适中在使用中不会因为个别墙的局部破坏而影响整体的抗侧力性能也不会使个别墙的受力太集中负担过重而引起过早地被破坏刚度过大的墙承担的内力也大相应的基础处理难度增加同时也考虑到剪力墙相距太远楼面刚度要求大很难满足要求周边的原则是考虑建筑物抵抗扭转能力便于保证刚度中心与平面中心相吻合；剪力墙布置在周边对称位置增加抵抗扭转的内力臂在不增加剪力墙面积的情况下提高抗扭转能力。剪力墙布置的位置应设在平面形状变化处平面形状变化处；角隅、端角、凹角部位往往是应力集中处设置剪力墙给予加强是很有必要的在高层建筑的楼梯间电梯间管道井处楼面开洞严重地削弱楼板刚度对保证框架与剪力墙协同工作极为不利。因此在工程设计中用钢筋混凝土剪力墙来加强这些薄弱端部如楼梯间电梯井道处竖向管道井等是十分有效的。3、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。用结构自振周期校核剪力墙布置数量是否合理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能宽松的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结构自振周期的合理范围大致在：T1=（0.09-0.12）NS式中：NS——楼层数剪力墙数量多导致框架—剪力墙结构刚度就大一些地震时周期短地震力也加大一些材料耗量增大。日本震害调查表明当每m2楼面平均剪力墙长度少50mm长时震害严重；在50-150mm之间时震害中等；长150mm以上震害轻微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。4、剪力墙肢截面短肢分类按墙肢截面高度与厚度之比剪力墙墙肢可分为一般剪力墙、短肢剪力墙、超短肢剪力墙及柱形墙肢。一般剪力墙的墙肢截面高厚比大于8短肢剪力墙的墙肢截面高厚比为5～8当墙肢截面高厚比在3～5之间时为超短肢剪力墙墙肢截面高厚比小于3时为柱形墙肢。一般剪力墙墙肢较长抗侧刚度大能承受很大的水平及竖向荷载因此无论是整截面墙还是整体小开口墙及联肢墙的墙肢都应优先布置一般剪力墙。短肢剪力墙因墙肢较短有利于住宅建筑布置可以减轻结构自重应用比较广泛但其抗震性能较差地震区应用经验不多可用于整截面墙或整体小开口墙及联肢墙的墙肢中考虑到高层建筑的安全其数量不宜过多规范对其有严格的限制。因此在结构设计中应多布置一般剪力墙少量采用短肢剪力墙如有可能尽量不用超短肢剪力墙及柱形墙肢。但一般剪力墙也不是墙肢越长越好当墙肢高长比H/hw或剪跨比大于2的一般剪力墙称为高墙其受力状态为弯剪型和弯曲型其破坏为弯曲破坏属于延性破坏。墙肢高长比H/hw或剪跨比不大于2的在水平地震作用下的破坏模式或为剪切破坏或为剪弯破坏很难避免出现剪切斜裂缝尤其H/hw≤l或剪跨比小于l的墙肢称为矮墙其破坏均为剪切破坏类似短柱属于脆性破坏在高层建筑中严禁采用。对于矮墙及中矮墙可通过开洞分成若干墙段每个墙段的高长比大于2墙段可以是一般剪力墙也可以是联肢墙各墙段间宜设置弱连梁连接。5、框架-剪力墙中连梁设计框架-剪力墙结构中框架与剪力墙、剪力墙与剪力墙的连接方式有铰结与刚结两种。铰结为通过楼板连接来保证剪力墙与框架协同工作刚结为通