高層框剪結構設計技術初探

1、高層框剪結構設計技術初探 高層框剪結構設計技術初探 摘要：隨著經濟的開展，人們對現代城市高層建筑的質量要求越來越嚴格，在設計中，經常采用的是框剪結構，這種結構體系是由框架結構和剪力墻結構相結合的一種新型結構，能夠有效的提高建筑物的穩(wěn)定性。本文就以此為出發(fā)點，從框剪結構的受力和變形的特點、設計中的考前須知以及合理布置等方面的問題進行論述。 關鍵字：高層框剪結構受力和變形注意問題合理布置 Abstract: Along with economical development, the people are more and more strict to the modern city high-r

2、ise construction quality requirement, in the design, uses is frequently the frame cuts the structure, this kind of structure system is one kind of new structure which unifies by the portal frame construction and the shearing force wall structure, can effective enhance the building the stabilityhis a

3、rticle on take this as a starting point, cuts the structure from the frame the stress and distortion aspect and so on in characteristic, design matters needing attention as well as reasonable arrangement questions carries on the elaboration. Key words: The high-level frame cuts the structure stress

4、and the distortion attention question reasonable arrangement 中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號： 高層建筑框架剪力墻結構具有較大的抗側力剛度，同時也能夠提供更大的建筑物使用空間，因為廣泛的應用在建筑物的設計中。需要注意的是在實際的設計過程中需要做到細致入微，防止因為對細小問題的忽略而影響這個高層建筑的質量。下面本文就對高層框剪結構設計中的相關問題進行詳細的論述。 一 高層框剪結構的受力和變性特點分析 框架剪力墻結構的手里特征分析 在進行設計前，需要把握好框剪結構的實際受力情況和變性特征。由于框架結構是由梁柱線性桿件

5、組合而成的一種結構，在其受到側向力的作用下，其受力特點就相當于豎向懸臂剪切梁，變形情況那么呈現出剪切型，因此說在對于進行設計時，要保證框架的水平力按照各個框架的抗側剛度比例進行設計，防止出現框架結構承受不住拉力的作用而出現變形的情況。 剪力墻是一個類似于豎向懸臂的玩去結構，其變形會呈現出彎曲變形狀態(tài)，因此說在所有的剪力墻結構中，抗側力構建都需要有很大的抗彎曲剛度，同時要保證水平力按照等效剛度的比例進行分配，以到達最正確的效果。 框剪結構是由框架結構和剪力墻結構兩種不同的抗側力結構組合而成，在相同的結構單元中，兩種結構是通過水平面內剛度無限大的樓板結合在一起，所以說在同一層樓上，兩種結構在拉力的

6、作用下產生的位移必須要均等。兩種結構是充分發(fā)揮自身優(yōu)勢協(xié)同工作的，在水平力的作用下，框剪結構的上部樓層，剪力墻位移較大，而框架的變形那么會越??；而在框剪結構的下部樓層，那么會因為剪力墻較小，其約束框架變形，就會使剪力墻承當較大的剪力。在實際設計中，需要弄清楚這一概念，這樣能夠保證設計者更為合理的進行設計。 對于框剪結構的受力進行分析，還需要考慮到沿豎向剪力墻和框架之間的受力，這個水平力的分配不是一個定值，而是隨著樓層的變化而變化的，這個水平力在剪力墻和框架之間既不能夠按照抗推剛度進行分配，也不能夠按照等效剛度進行分配。在框架剪力墻結構中，頂部的剪力是零，是因為頂部的剪力墻共同工作，因此會產生荷

7、載，在框剪結構中，框架的最大剪力值在該結構的中部，因此說框架的頂部剪力是零的時候，全部的剪力將會由剪力墻承當。 框架剪力墻結構的變性特點分析 在水平力的作用之下，框剪結構的側向力位移和該結構的剛度特征值有關系，當剛度的特征值小于或者等于1的時候，即框架的總剪力剛度和剪力墻彎曲剛度的比值比擬小時，那么側向的位移呈現彎曲變形的狀態(tài)；而當剛度的特征值大于或者等于6的時候，即框架的總剪力剛度和剪力墻的彎曲剛度比值比擬大的時候，也能夠說是框剪結構中剪力墻數量較少時，那么側向位移呈現出剪切變形的狀態(tài)；而當剛度的特征值處在1到6之間的時候，側向位移的曲線那么處于彎曲和變形的中間區(qū)域，隨著該值逐漸接近6，框架

8、結構承受的荷載就會逐漸增加，剪力墻的抗彎剛度和框架的總剪力剛度之間的比值就會逐漸增大，就會導致框剪結構的變形曲線越來越接近總框架的變形曲線形態(tài)。由此可見，在進行設計的時候，一定要認真地考察框剪結構體系的變性特點，控制好剛度的特征值。 二 高層框剪結構設計中的考前須知分析 高層建筑物框剪結構設計和抗震緊密相連，因此說在設計的過程中，對于框剪結構的抗震等級、寬高比等要根據框架局部承當的總傾覆力矩的百分比確定，這樣才能夠保證建筑物的穩(wěn)定性。如果這個百分比比擬接近百分之百，那么框剪結構的抗震等級、寬高比等因素要選取和框架結構的抗震等級和寬高比想接近的數據，如果是這個百分比和零比擬接近，那么需要選擇和剪

9、力墻結構的抗震等級、寬高比比擬接近的數據。 在框剪結構設計中，要合理選擇振型的組合，保證設計符合實際的需求。一般情況下，普高建筑框剪結構中，選取三個振型組合就能夠滿足需求，而對于高度質量不均勻的情況下，那么需要選取六個振型組合才能夠滿足精度需求。除此之外，要保證連梁的剪跨比大于1.0，同時需要根據實際情況進行調整，保證連梁的受剪承載力始終大于受彎承載力。為了減輕重量，通常情況下，框剪結構的設計中選用的材料都是較為輕便的，以此作為圍護結構的材料能夠更有效的保證建筑物的穩(wěn)定性能和平安性能，需要注意的是材料使用之前一定要進行質量檢查，防止以次充好的現象發(fā)生。 在高層框剪結構設計中，還需要注意充分運用

10、概念設計的思想，要對相對薄弱的環(huán)節(jié)采取加強措施。剪力墻抗側力的主要構件需要承當起比擬大的水平剪力，所以說在設計的過程中需要滿足剪力墻設計的要求，使得其能夠具有較強的延性保護。 三 高層框剪結構設計中剪力墻的合理布置問題 在高層框剪結構中，對于剪力墻的布置要高度關注，在布置過程中要將剪力墻的數量和位置最為重中之重進行設計。剪力墻多，框剪結構的剛度就會大一些，側向變形就會小一些，但是剪力墻太多也會在布置上產生一定的難度，所以說一定要在控制數量的根底上到達最正確的效果。一般情況下，剪力墻的數量最正確的狀態(tài)是能夠使得結構的層間位移角在標準規(guī)定的范圍之內。需要注意的是，在根本振型地震的作用下，剪力墻的局

11、部承受傾覆力矩小于結構的總傾覆力矩一半以上的時候，就說明剪力墻的數量過少，這時需要適當的增加剪力墻的數量。 在框架剪力墻結構中，剪力墻的布置需要注意以下幾個方面的要求：首先要保證橫向剪力墻要盡量的均勻且對稱的設置在建筑物的樓梯間或者是其他地方，但是在不宜同時設計剪力墻的沉降縫等部位不能夠布置；縱向的剪力墻需要布置在結構單元的中間區(qū)域。其次要保證剪力墻的軸線跟框架的梁和柱的軸線保持重合并在一個平面內。當框架梁和框架柱的中線之間偏心距為6到8度的抗震設計時，最好不要大于柱截面在這個方向寬度的四分之一，當偏心度為9度的時候，也不能夠大于柱截面在這個方向寬度的四分之一。最后，要合理的控制剪力墻的距離，

12、保證距離不能夠太大。在高層建筑中，如果有較長的平面，在側向力作用之下，兩片墻之間的樓板可能會在平面內產生彎曲變形，因此說需要限制剪力墻的間距，最好不要超過規(guī)定的限值。 除了上面的規(guī)定之外，還需要在滿足框剪結構設計標準要求的位移限制值的條件下，盡可能的降低剪力墻的數量，并且能夠保證充分發(fā)揮框架剪力墻的作用。 結束語：框剪結構在當前高層建筑設計中應用較為廣泛，文章就以此為出發(fā)點，結合工作的經驗，從高層框剪結構的受力和變性特點分析、高層框剪結構設計中的考前須知分析以及高層框剪結構設計中剪力墻的合理布置問題三個方面進行了詳細的論述，希望通過本文的論述對今后高層建筑框剪結構的設計有所幫助。 參考文獻： 【1】 耿超 淺析某