高层建筑框架剪力墙结构设计研究

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1、高层建筑框架剪力墙结构设计研究　　摘要：框架剪力墙结构被广泛的运用到高层建筑物中，高层建筑物的防震设计非常重要，所以，需要合理的设计框架剪力墙结构，正确的分布剪力墙的位置，增强框架，改善整体抗震能力都可以对建筑物防震起到巨大的作用。本文作者结合多年来的工作经验，对高层建筑框架剪力墙结构的设计进行了研究，具有重要的参考意义。关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；中图分类号：TU97文献标识码：A引言随着建筑高层化的发展，对剪力墙性能及施工质量提出了更高要求。对于从事高层结构设计的工程师来说，只有对框架结构剪力墙结构的优缺点和技

2、术要点全面把握，并能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。一、框架、剪力墙的受力特点1框架结构的受力特点8柱子是承重的关键，柱子上方架着横梁，横梁上面铺设楼板。框架结构的建筑物往往有粗大的柱子，这样才能够能够保证柱子有足够的强度支撑建筑物的重量。框架结构的这一受力特点导致采用框架结构的建筑物对横向受力的抵抗力不足，尤其是如果遇到地震，楼层间甚至可能出现移动。2剪力墙结构的受力特点剪力墙结构是利用钢

3、筋混凝土结构的墙体作为主要承重结构，比如建筑外墙，这些墙体有着抗震，抗侧刚度大，结构的整体性好的特点。尤其是现浇的钢筋混凝土，负载高，水平荷载大，抵抗水平力的作用明显。3框架一剪力墙结构的受力特点框架一剪力墙结构是由梁柱搭建框架，再在部分框架间布置剪力墙，框架间填充加气混凝土轻型墙体，让剪力墙和框架一起承重，增加建筑物的承重能力。利用框架结构的灵活多变的特点划分建筑空间，利用水平荷载能力强的剪力墙抵抗水平方向的受力。框架一剪力墙结构把框架和剪力墙的优点结合在一起，相互弥补了对方的弱点。二、设计计算中的几个问题1剪力墙的布置

4、8原则上，布置剪力墙应该尽量保证对称、均匀、分散。剪力墙应该沿着房屋的方向，纵横布置，以外墙、电梯、楼梯、拐角剂周边等处为宜。在分布上尽量满足对称原则，这样的分布可以尽量使建筑物的刚度中心和质量中心接近。增加抵抗扭转的内力臂，最大化的加强建筑物的整体强度，提高抗扭转能力。在纵向方向布置的剪力墙应该从地基一直到房顶，保证墙体刚度。每片剪力墙的尺寸不要太长，最好不超过8m，尽量分散成多片，增加一片剪力墙就等于增加了一个抵抗水平力的结构。尤其是具有一定转折的剪力墙拥有更加优秀的抗侧力效果，比如L形、十字、圆形等形状。2剪力墙的厚

5、度框架一剪力墙结构中，对于带有边框的剪力墙厚度有一定的规范。如果该建筑处于震区，或者要考虑到抗震设计，那么剪力墙的高度大于等于建筑物层高的1/16，底部的剪力墙加强部位厚度应该大于等于200mm，无论是第一级还是第二级剪力墙都应该满足这个规范。如果不考虑抗震设计，那么剪力墙的高度应该大于等于建筑物层高的1/20，且厚度大于等于160mm。而边框的梁最合适的宽度就等于剪力墙的厚度，边框梁的高以剪力墙的2倍为宜。3重视屋面小塔楼的不利影响8现在的高层建筑物，在屋顶处常会设计小塔楼、电梯间、等突出屋顶的建筑结构。由于塔楼结构的质

6、量和刚度比建筑物主体小很多，一旦发生地震，在鞭梢效应的影响下，小塔楼会产生水平位移。就算建筑物主体并未受到损坏，塔楼也可能会因为鞭梢效应的作用遭到破会。目前，大部分高层建筑物在设计的时候都将塔楼和建筑物主体分离设计，在抗震设计的时候也是分别进行计算。计算高层建筑物顶部小塔楼的地震作用非常重要，现在主流的计算方法是底部剪力法，计算顶部塔楼受到的地震作用需要考虑增大系数。由于底部剪力法计算比较复杂，为了简化计算方法，我们可以将小塔楼看做一个单独的结构，在地面计算小塔楼受到的地震作用，将得到的结果乘以增大系数就可以得到小塔楼在屋

7、顶受到的地震作用了。由于设计建筑主体的时候一般都忽略塔楼对建筑主体的地震作用，仅仅计算和塔楼连接的部位。这样的算法还是存在缺陷，如果遇上强震，塔楼在鞭梢效应的影响下，必定会对建筑物主体产生不良作用。4框架剪力墙结构的抗震设计在设计框架剪力墙结构的抗震性能时，必须符合相关规程。在水平力作用下，框架剪力墙结构底层的框架部分所承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩有一个比值(以下简称力矩比值)，根据这个比值的不同，要采取不同的设计：当力矩比值小于lO％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计。当

8、力矩比值大于10％时，按框架一剪力墙结构设计，力矩比值在5O％至80％之间的，可以适当的增加框架剪力墙8的最大高度。框架和剪力墙的部分应该按照各自的标准设计抗震等级及轴压比。当力矩比值大于80％时，框架剪力墙的最大高度必须按照框架结构设计，在抗震等级及轴压比的设计上也和前一种情况有所不同，框架部分按照框