框架―剪力墻結(jié)構(gòu)布置一般原則

1、框架 剪力墻結(jié)構(gòu)布置一般原則框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)布置除應(yīng)符合其各自的相關(guān)規(guī)則外， 其框架和剪力墻的布置還應(yīng)滿足下列要求：(1) 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間不宜采用鉸接。抗震設(shè)計時，兩 主軸方向均應(yīng)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) 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置一般按照“均勻、對稱、分散、周邊”的原則布置： 剪力墻宜均勻?qū)ΨQ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(cè)不宜同時設(shè)置剪力墻。 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

2、。 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(shè)置剪力墻時， 該方向可采用壁式框 架或支撐等抗側(cè)力構(gòu)件，但是，兩方向在水平力作用下的位移值應(yīng)接近。壁式框架的抗震等級應(yīng)按剪力墻 的抗震等級考慮。 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(shè)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8 m。每段剪力墻底部承擔(dān)水平力產(chǎn)生的剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總剪力的 40%。 縱向剪力墻宜布置在結(jié)構(gòu)單元的中間區(qū)段內(nèi)。 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(yīng)設(shè)置施工后澆帶以減少混凝土硬化過程中的收縮應(yīng)力影響，同時應(yīng)加強屋

3、面 保溫以減少溫度變化產(chǎn)生的影響。 樓梯間、豎井等造成連續(xù)樓層開洞時，宜在洞邊設(shè)置剪力墻，且盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合，不 宜孤立地布置在單片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)或柱網(wǎng)以外的中間部分。 剪力墻間距不宜過大，應(yīng)滿足樓蓋平面剛度的要求，否則應(yīng)考慮樓蓋平面變形的影響。(3) 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，宜設(shè)計成周邊有梁柱(或暗梁柱)的帶邊框剪力墻。縱橫向相鄰剪力墻宜連接在一起形成 L形、T形及口形等，以增大剪力墻的剛度和抗扭能力。(4) 在長矩形平面或平面有一項較長的建筑中，其剪力墻的布置宜符合下列要求： 橫向剪力墻沿長方向的間距宜滿足表 4-18 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(yīng)

4、予減小。 縱向剪力墻不宜集中布置在兩盡端。 20(5) 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(yīng)按轉(zhuǎn)換層樓板的要求加強構(gòu)造措施?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的變形及受力特點在框架結(jié)構(gòu)中加設(shè)適量的剪力墻，二者通過樓蓋協(xié)同工作，以滿足建筑物的抗側(cè)要求，從而組成框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架中局部增加剪力墻可以在對建筑物的使用功能影響不大的情況下，使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛 度和承載力都有明顯提高，所以這種結(jié)構(gòu)體系兼有框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，是一種適用性很廣的結(jié)構(gòu)形 式。1. 變形特點在水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形曲

5、線以剪切型為主，而剪力墻的變形則以彎曲型為主。由于 兩者是受力性能不同的兩種結(jié)構(gòu)， 因而兩者之間需要通過樓板的協(xié)同工作。 由于樓板平面內(nèi)剛度很大 （ 計算 中假定為無限剛性），因此在同一樓板處必有相同的位移，這就形成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)特有的變形曲線， 呈反S形的彎剪型變形曲線?？蚣芟虏课灰圃鲩L迅速，上部增長較慢，剪力墻則與之相反。在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)下部，側(cè)移較小的剪力墻對框架提供幫助，墻把框架向左邊拉，框架一剪力墻的側(cè)移比框架單獨側(cè)移小，比剪力墻單獨側(cè)移大; 而上部，框架又可以對剪力墻提供支持，即框架把墻向左邊推，其側(cè)移比框架單獨側(cè)移大，比剪力墻單獨側(cè)移小。最終框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移大大減小，

6、且使框架和剪力墻中內(nèi)力分布更趨合理。2. 受力特點剪力墻的側(cè)移剛度遠大于框架， 因此剪力墻分配到的剪力也將遠大于框架。 由于上述變形的協(xié)調(diào)作用， 框架和剪力墻的荷載和剪力分布沿高度在不斷調(diào)整?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平力作用下，框架與剪力墻之間樓層剪 力的分配比例和框架各樓層剪力分布情況隨著樓層所處高度而變化，與結(jié)構(gòu)剛度特征值入直接相關(guān)?？蚣艚Y(jié)構(gòu)中的框架底部剪力為零，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(shè)備管道井墻等 ）的框架結(jié)構(gòu)，必須按框架結(jié)構(gòu)協(xié) 同工作計算內(nèi)力，不應(yīng)簡單按純框架部樓全。層構(gòu)件的分析，否則不能保證框架部分

7、上安剪力墻的分類界限判別1. 各墻肢間的整體性當剪力墻上無洞口或洞口很小，連梁剛度很大而墻肢剛度又相對較小時，這時的剪力墻受力猶如一片 懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)件， 正應(yīng)力在整個剪力墻的截面中呈線性分布或近似于線性分布; 當剪力墻上的洞口很大， 墻肢剛度與連梁剛度的剛度比較大時，連梁對墻肢約束作用很小，這時每一個墻肢相當于一個單肢的剪力墻。 正應(yīng)力在各單墻肢的截面中呈局部線性分布 ; 當剪力墻、連梁對墻肢的約束作用介于上述兩種情況之間時， 其受力狀態(tài)介于上述兩者之間。在剪力墻整個截面上，正應(yīng)力已不再呈線性分布，墻肢中的局部彎矩已十 分顯著，這就是雙肢墻的工作情況。整截面墻，小開口墻以及雙肢墻沿墻肢高度方向上

8、的彎矩圖都沒有反a表示。因此,彎點或僅在個別高層房屋上才局部發(fā)現(xiàn)反彎點。 剪力墻的整體性以剪力墻的整體性系數(shù)即反映了連梁與墻肢的剛度比，同時又考慮了墻肢軸向變形的影響。2. 墻肢慣性矩比剪力墻分類時，在一般情況下利用其整體工作系數(shù)a 是可以說明問題的，但也有例外情況。例如：對洞口很大的壁式框架，當連梁比墻肢線剛度大很多時，則計算的a 值也很大，表示它具有很好的整體性。因此， 壁式框架與整截面墻或整體小開口墻都有很大的 a 值， 但從兩者彎矩圖分布來看， 壁式框架與整截 面墻或整體小開口墻是受力特點完全不同的剪力墻。所以，除根據(jù) a 值進行剪力墻分類判別外，還應(yīng)判別沿高度方向墻肢彎矩圖是否出現(xiàn)反

9、彎點。墻肢是否出現(xiàn)反彎點與墻肢慣性矩的比值/ n I I 、整體工作系數(shù)a 和層數(shù) n 等多種因素有關(guān)。 / n I I 的大小反映了剪力墻截面削弱的程度，若 / n I I 小，則截面削弱 較少，說明洞口狹窄 ; 若/ n I I 較大，則截面削弱較多，說明洞口較寬。因此，當 / n I I 增大到某一值 時，剪力墻的剪肢表現(xiàn)出框架的受力特點，沿高度方向上墻肢出現(xiàn)反彎點。此時/ n I I 值可作為剪力墻分類的第二個判別準則。判別墻肢出現(xiàn)反彎點 / n I I 的界限值用Z表示，見表4-16。3. 剪力墻分類的判別綜上所述，根據(jù)剪力墻的整體工作系數(shù) a 和墻肢慣性矩比值 / n I I ，高

10、層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī) 程對剪力墻分類的判別如下：(1) 當剪力墻無洞口，或雖有洞口但洞口面積小于墻面總面積的16%，且孔洞凈距及洞口邊至墻邊距離大于孔洞長邊尺寸時，按整截面計算。(2) 當 a1 時，可不考慮連梁的約束作用，各墻肢分別按獨立懸臂墻進行計算。(3) 當K a 10時，應(yīng)按雙肢墻或多肢墻進行計算。(4) 當a10時，且/ n I I Z 時，按壁式框架進行計算。剪力墻結(jié)構(gòu)、截面尺寸選擇剪力墻的截面尺寸按下列要求確定：(1) 按一、二級抗震等級設(shè)計的剪力墻的截面厚度，底部加強部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/16，且不應(yīng)小于200 mm;其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的

11、1/20，且不應(yīng)小于160 mm當為無 端柱或翼墻的一字形剪力墻時，其底部加強部位截面厚度不應(yīng)小于層高的1/12; 其他部位不應(yīng)小于層高的1/15 ，且不應(yīng)小于 180 mm。(2) 按三、四級抗震等級設(shè)計的剪力墻的截面厚度，底部加強部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/20，且不應(yīng)小于160 mm;其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/25，且不應(yīng)小于160 mm(3) 非抗震設(shè)計的剪力墻，其截面厚度不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/25 ，且不應(yīng)小于 160 mm。(4) 剪力墻井筒中，分隔電梯井或管道井的墻肢截面厚度可適當減小，但不宜小于160 mm。(5) 墻肢高厚比為58的短肢剪

12、力墻厚度不應(yīng)小于200 mm連梁的截面設(shè)計及構(gòu)造1. 剪力墻洞口處連梁的承載力的計算(1) 當連梁的跨高比大于 5 時，其正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力應(yīng)按對一般受彎構(gòu)件的要求 計算。(2) 跨高比不大于 5時，連梁的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：無地震作用組合時：有地震作用組合時。(3) 連梁的剪力設(shè)計值 b V 應(yīng)按下列規(guī)定計算： 地震作用組合，取考慮水平荷載組合的剪力設(shè)計值。 地震作用組合的一、二、三等級抗震時，連梁剪力設(shè)計值應(yīng)按下式進行調(diào)整。(4) 連梁的斜截面受剪承載力，應(yīng)按下列公式計算： 無地震作用組合時： 有地震作用組合時。2. 連梁配筋應(yīng)滿足的要求(1) 連梁上下縱向受力鋼筋伸入

13、墻內(nèi)的錨固長度抗震設(shè)計時不應(yīng)小于aE l ，非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于 al ，且不應(yīng)小于 600 mm。(2) 抗震設(shè)計的剪力墻中， 沿連梁全長箍筋的構(gòu)造要求應(yīng)按框架梁梁端加密區(qū)箍筋構(gòu)造要求采用; 非抗震設(shè)計時，沿連梁全長的箍筋直徑應(yīng)不小于6 mm,間距不大于150 mm(3) 在頂層連梁錨入墻體的鋼筋長度范圍內(nèi)，應(yīng)配置間距不大于 150 mm 的箍筋，構(gòu)造箍筋直徑與該 連梁的箍筋直徑相同。(4) 截面高度大于700 mm的連梁，在梁的兩側(cè)面應(yīng)設(shè)置縱向構(gòu)造鋼筋(腰筋)，沿高度間距不大于200mm直徑不應(yīng)小于10 mm。宜將墻面水平分布鋼筋拉通。(5) 在跨高比不大于 的連梁中，梁兩側(cè)的縱向分布筋

14、(腰筋)的面積配筋率應(yīng)不低于 %，并宜將墻肢中 水平鋼筋拉通連續(xù)配置，以加強剪力墻的整體性。(6) 一、二級剪力墻底部加強部位跨高比不大于，墻厚大于等于 250 mm 的連梁，可采用斜向交叉配筋，以改善連梁的延性，每方向的斜筋面積按下式計算(如圖 所示)： 非抗震設(shè)計時 有抗震設(shè)防時。剪力墻結(jié)構(gòu)的布置原則剪力墻結(jié)構(gòu)是利用建筑物墻體作為建筑物的豎向承載體系，并用它抵抗水平力的一種結(jié)構(gòu)體系。其側(cè)向剛 度大，整體性好，用鋼量較省，缺點是自重大。剪力墻間距一般為3 m-5m平面布置的靈活性受到限制。由于其良好的抗側(cè)性、整體性和抗震性能，可以建造較高的建筑物。剪力墻的布置原則為：(1) 剪力墻結(jié)構(gòu)中全部

15、豎向力和水平力都由剪力墻承受。所以一般應(yīng)沿建筑物的主要軸線雙向布置。 特別是在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，并宜使兩個方向抗側(cè)剛度接近，即兩個方向的 自振周期宜相近。(2) 剪力墻應(yīng)盡量拉通對直，以增加抗震能力。門窗洞口上下各層對齊，形成明確的墻肢和連梁，使 受力明確，計算簡單。在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)錯洞剪力墻和疊合錯洞墻。疊合錯洞墻的特點是洞 口錯開距離很小，甚至疊合，不僅墻肢不規(guī)則，而且還在洞口之間形成薄弱部位，對抗震尤為不利。(3) 剪力墻沿豎向應(yīng)貫通建筑物全高。剪力墻沿豎向改變時，允許沿高度改變墻厚和混凝土等級，或 減少部分墻肢，使抗側(cè)剛度逐漸減小，避免各層剛度突變，造成應(yīng)力集中。(4) 剪力墻要避免洞口與墻邊， 洞口與洞口之間形成小墻肢。 小墻肢寬度不宜小于三倍墻厚 ( 否則應(yīng)按 框架柱設(shè)計 ) ，并用暗柱加強。(5) 較長的剪力墻宜開設(shè)洞口，將其分為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱梁連接，每個獨立墻段 的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于 2，墻長較小時，受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，墻體配筋能夠充分的發(fā) 揮作用，因此墻肢截面高度不宜大于 8 m。(6) 高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，短肢墻