關(guān)于少墻框架結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

關(guān)于少墻框架結(jié)構(gòu)設(shè)計探討隨著我國建筑業(yè)發(fā)展，很多建筑已跨出了傳統(tǒng)的框架、框剪、剪力墻等結(jié)構(gòu)形式，其中就有少墻框架的結(jié)構(gòu)體系，但是目前規(guī)范中并未對少墻框架做出具體設(shè)計要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工圖審查中無據(jù)可依，各種觀點因人而異，本文將對各種觀點進(jìn)行比較探討。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，大體有以下三種情況需要設(shè)置少量鋼筋混凝土墻：在多遇地震下，當(dāng)純框架結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角θ不能滿足規(guī)范θ≤1/550的要求時，需布置少量混凝土墻以滿足位移角限值。當(dāng)純框架結(jié)構(gòu)能滿足位移角限值要求，為適當(dāng)減小結(jié)構(gòu)在多遇地震下側(cè)向變形而設(shè)置少量混凝土墻。在防震縫兩側(cè)設(shè)置防撞墻的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。二、規(guī)范中的規(guī)定：1、《抗規(guī)》6.1.3條“設(shè)置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)，在規(guī)定水平力作用下，底層框架部分所承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時，其框架的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定，抗震墻的抗震等級可與其框架的抗震等級相同”，本條條文中“在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置少量抗震墻，往往是為了增大框架結(jié)構(gòu)的剛度、滿足層間位移角限值的要求，仍然屬于框架結(jié)構(gòu)范疇，但層間位移角限值需按底層框架部分承擔(dān)傾覆力矩的大小，在框架結(jié)構(gòu)和框架-抗震墻結(jié)構(gòu)兩者的層間位移角限值之間偏于安全內(nèi)插”。2、《抗規(guī)》6.2.13條“設(shè)置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)，其框架部分的地震剪力值，宜采用框架結(jié)構(gòu)模型和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)模型二者計算結(jié)果的較大值”。3、《甘肅省抗震設(shè)計規(guī)程》6.2.3條，“少墻框架結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量宜按層間位移角限值以及考慮扭轉(zhuǎn)影響時滿足位移比、扭平周期比等限值要求進(jìn)行控制，多遇地震作用下其抗震變形驗算的彈性層間位移角限值，可按底層框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩與結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的比值參照表6.2.3內(nèi)插取值”。少墻框架結(jié)構(gòu)計算原則：應(yīng)按純框架和框架剪力墻兩種結(jié)構(gòu)，考慮多遇地震和罕遇地震作用（罕遇地震作用下少墻退出工作），按最不利情況控制該結(jié)構(gòu)的層間位移角和承載能力。剪力墻間距不滿足框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻間距要求時，應(yīng)按彈性樓板假定進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；少墻框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)縱橫兩主軸方向均應(yīng)布置剪力墻，并應(yīng)設(shè)計為縱、橫雙向剛接全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架體系。主體結(jié)果除個別部位外不應(yīng)采用鉸接；少墻框架宜設(shè)計成帶邊框的剪力墻，端柱的截面尺寸應(yīng)考慮框架縱筋的錨固要求，并不宜小于同層其他框架柱的尺寸，其邊框梁或暗梁的高度可取剪力墻厚度和400mm的較大值，邊框梁或暗梁的縱筋配筋率不得小于0.3%，且應(yīng)滿足框架梁的要求。三、對規(guī)范的理解及設(shè)計應(yīng)用探討設(shè)置少量剪力墻并沒有改變框架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，帶有少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)屬于一種特殊的結(jié)構(gòu)形式，但仍屬于框架結(jié)構(gòu)體系，但在《抗規(guī)》中對于少墻框架又提出“位移角限值需按底層框架部分承擔(dān)傾覆力矩的大小，在框架結(jié)構(gòu)和框架-抗震墻結(jié)構(gòu)兩者的層間位移角限值之間偏于安全內(nèi)插”，在《甘肅省抗震規(guī)程》中將此條更細(xì)化，總體來看，位移角限值均比框架結(jié)構(gòu)更小，但這樣的做法也違背了設(shè)置少量剪力墻用來減小結(jié)構(gòu)位移角的初衷，個人認(rèn)為此條過于嚴(yán)格，在朱炳寅“對少量剪力墻框架結(jié)構(gòu)的理解與設(shè)計建議”一文中，提出當(dāng)Mro/Mo＞75%時，可確定為剪力墻很少的框架結(jié)構(gòu)，此時，位移角限值可以按框架結(jié)構(gòu)取值，并且設(shè)計中應(yīng)盡量減少剪力墻設(shè)置，使結(jié)構(gòu)整體受力盡量接近框架結(jié)構(gòu)或直接采用框剪結(jié)構(gòu)。對于少墻框架結(jié)構(gòu)中框架部分，應(yīng)采取純框架和框架剪力墻結(jié)構(gòu)分別計算，包絡(luò)設(shè)計，對純框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震彈塑性位移驗算，對純框架計算時剪力墻的處理上，有的認(rèn)為可以不計入剪力墻，但是在目前PKPM和YJK軟件中都有“按純框架計算時墻彈模折減系數(shù)”選項，可根據(jù)實際情況折減，更接近實際情況：對于剪力墻部分，因為對于剪力墻很少的框架結(jié)構(gòu)，剪力墻太少難以形成第一道防線，這和框剪結(jié)構(gòu)有本質(zhì)卻別，因此不能完全按照框剪模型計算結(jié)果設(shè)計，應(yīng)分以下情況：對于計算不超筋的剪力墻按計算配筋；對抗彎超筋而抗剪不超筋的剪力墻，剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋面積可取0.1bw2；對抗剪超筋的剪力墻，應(yīng)優(yōu)先第剪力墻采取開豎縫措施（降低墻的抗彎剛度，減小地震剪力），降低剪力墻的剪力設(shè)計值。當(dāng)不設(shè)置豎縫時，應(yīng)根據(jù)墻體的實際抗剪承載力按強(qiáng)剪弱彎原則進(jìn)行設(shè)計，近似計算如下：確定剪力墻的抗剪承載力，按《混規(guī)》式11.7.3-1,計算剪力設(shè)計值Vw并確定墻的水平分布鋼筋，按《混規(guī)》11.7.4計算。按強(qiáng)剪弱彎要求確定墻的豎向鋼筋，剪力墻的彎矩設(shè)計值取Mw=λVwh0/ηvw，為有利于實現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎，此處取λ=1.5計算，并按Mw=1/rRE*fyAs(h0-b)計算，同時按構(gòu)造要求配置剪力墻的豎向分