浅析框剪结构设计中的几个问题.docx

浅析框剪结构设计中的几个问题【摘要】简要分析了框架剪力墙结构设计过程的几个难点。【关键词】框架剪力墙嵌固端连梁一、工程简况本工程为上海市嘉定区的一栋高层商务办公楼结构高度为53米地上十二层地下二层。标准层结构布置图如下：横向柱间距为8.4米；为了形成大空间办公布局所以纵向柱间距为3.3米和8.8米楼梯和卫生间都位于短跨柱距间。采用钢筋混凝土框架剪力墙体系框架抗震等级为三级剪力墙抗震等级为二级。二、结构布置总结由于业主要求灵活的办公空间Y方向大跨度柱距间尽量不设剪力墙隔断所以Y向剪力墙全部设于短跨柱间一共四道。楼梯处两道横墙作为X方向的主要抗侧构件。在Y向端部的大跨度柱间设置八字型柱间支撑增加结构的抗扭性能采用H型钢。不考虑偶然偏心的位移角和规定水平地震力作用下考虑偶然偏心的位移比：数据自震周期T1=1.44T2=1.1969T3=1.0818最大层间位移角风载X向1/9999Y向1/1854地震X向1/1112Y向1/903位移比风载X向1.02Y向1.01地震X向1.01Y向1.21由此看出X方向的抗侧刚度强于Y方向。三、嵌固部位的选择嵌固部位在地下室顶面是最合理最经济的选择此时应满足下列条件：（1）地下室顶板与室外地坪的高差不能太大一般宜小于本层层高的1/3（高差过大对水平力的传递不利）。（2）地下室顶板应为梁板体系楼面的框架梁应有足够的抗弯刚度地下室顶板的梁截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际承载力之和。（3）地下室结构的布置应保证地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度和承载力能将上部结构的地震作用传递到所有地下室抗侧力构件上为此地下室顶板的厚度不宜小于180mm且该层楼面不得留有大洞混凝土强度等级不得小于C30并双层双向配筋每个方向的每层配筋率不小于0.25%。（4）地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用地下室楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍。（5）地下室柱截面每侧配筋面积除应满足计算要求外不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积地下室剪力墙的配筋也不应少于地上部分。本工程由于地下车库的入口需在地下室顶板开大洞口（最右边一跨）而且首层楼板标高为0.8米与室外地面的高差为2.2米地下一层层高为3米地下室顶板与室外地面的高差大于地下室层高的1/3不能满足地下室顶板作为结构嵌固部位的要求所以选择地下一层的底板作为结构的嵌固端。见图（二）地下室一层的底板作为嵌固端时除了满足以上所提到的条件还必须满足下列条件：（1）地下一层的剪切刚度应大于地上一层的楼层剪切刚度；（2）地下二层的楼层剪切刚度应大于地上一层的楼层剪切刚度的2倍而不必满足高规中规定的当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。以本工程的计算结果举例：剪切刚度（单位：107KN/m）地下二层12.52（X向）7.769（Y向）地下一层3.04（X向）4.704（Y向）地上一层1.81（X向）2.207（Y向）地下一层的剪切刚度大于地上一层的剪切刚度且地下二层的剪切刚度大于地上一层的2倍所以地下一层的底板满足作为结构嵌固端的条件。地下室外墙尽量只参与地下二层的剪切刚度计算而不增加地下一层的剪切刚度为了满足这个计算假定地下室外墙与地下一层的顶板结构尽量不发生关系所以采用图（三）节点处理方法。注意：此时地下室一层外墙即作为剪力墙受剪又作为挡土墙受弯地下一层底板与外墙连接处需加强平衡地下室外墙的弯矩。四、连梁超筋处理在本工程中连梁超筋现象很明显。如果根据超筋的数量来确定是否对连梁进行处理是不合适的规范建议的处理方法如下：1）连梁的调幅处理：抗震设计剪力墙中连梁的弯矩和剪力可进行塑性调幅以降低剪力设计值。但是在结构设计中已对连梁进行了刚度折减时调幅范围应限制或不再调幅。2）减小连梁的截面主要是降低连梁的截面高度从而达到减小连梁计算内力的目的同时加大剪力墙的地震效应设计值。3）连梁铰接处理：连梁不作为次梁或主梁的支承梁时可将连梁按两端铰接梁进行计算即假定该连梁在大震下的破坏对剪力墙按独立墙肢进行二次多遇地震作用下的结构内力分析墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计以保证墙肢的安全。上