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1、对框架中设置少量剪力墙的结构体系的探讨摘 要】根据 高层建筑混凝土结构技术规程 和建 筑抗震设计规范 ，对布置少量剪力墙的框架 -剪力墙结构在 设计时采用不同的结构体系分析进行探讨，以确定结构计算 中选取合适的结构体系。【关键词】框架；框架 - 剪力墙；规定的水平力；倾覆 力矩Discussion on the framework set up a small amount of shear wall structure systemCheng Hai-yan,Cheng Qi-fen(Three Gorges University Institute of Architectural Des
2、ign Yichang Hubei 443002)【Abstract 】 According to "high-rise building concrete structures" and "Seismic Design of Buildings", arranged for a small amount of shear wall frame - shear wall structure with different structural systems designed to explore the analysis to determine the
3、 structural calculations, select the appropriate architecture.【Key words 】 Frame;Frame - shear wall;Horizontal forcerequired;Overturning moment1. 前言 近年来在结构设计中会碰到一些高层建筑，由于功能 要求不好布置剪力墙， 不能采用框架 -剪力墙结构体系。 当采 用框架结构体系时，虽能满足高层建筑混凝土结构技术规 程(JGJ3-2010)(以下简称高规)中对A级高度钢筋混 凝土高层建筑最大使用高度的要求，但计算结果中位移和周 期比无法满足规范要求，在框
4、架结构体系中增加少量的剪力 墙才能使计算满足规范要求。那就会有如下几个问题： ( 1 ) 布置多少剪力墙算少量剪力墙？(2)布置了少量剪力墙的框架应算框架结构还是框架 -剪力墙结构？ ( 3)在进行计算 时，程序中的结构体系信息是选择框架结构还是框架-剪力墙结构？2. 建筑抗震设计规范(GB50011-2010 )以下简称抗 规中第 6.2.2条对抗震等级为一、二、三、四级的框架梁 柱的内力设计值做了调整， 有目的的增大柱的内力， 体现“强 柱弱梁”的设计概念。“n c框架柱端弯矩增大系数；对 框架结构，一、二、三、四级可分别为1.7、1.5、1.3、1.2；其他结构类型中的框架，一级可取1.
5、4，二级可取 1.2，三、四级可取1.1.”； 6.2.5条：“n vc柱剪力增大系数；对框 架结构，一、二、三、四级可分别取1.5、1.3、1.2、1.1；对其他结构类型的框架，一级可取1.4，二级可取 1.2，三、四级可取 1.1。”从中可以看出框架柱弯矩增大系数和柱剪力增 大系数不仅与结构的抗震等级有关，还与其结构体系有关； 框架结构的计算及构造措施更高于框架-剪力墙结构， 故在对高层建筑进行结构设计之前，必须先判定其结构体系，本文 仅针对在框架中设置少量剪力墙的结构体系进行探讨（1）高规第 8.1.3条明确了抗震设计的框架 -剪力墙 结构，应根据在规定水平力作用下结构底层框架部分承受的
6、 地震倾覆力矩与结构总倾覆力矩的比值来确定相应的计算 方法。当在规定的水平力作用下框架部分承担的倾覆力矩大 于结构总倾覆力矩的 50% 但不大于 80%时，意味着剪力墙的 数量偏少， 按框架 -剪力墙结构设计， 最大适用高度可比框架 结构适当增加，框架部分抗震等级和轴压比均宜按框架结构 规定采用；当框架承担的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的 80% 时，意味着结构中剪力墙的数量极少，按框架-剪力墙结构设计，最大适用高度应按框架结构采用，框架部分抗震等 级和轴压比均应按框架结构规定采用。（2）框架结构设置少量剪力墙的结构体系以框架结构 作为受力主体，通过增加适量的剪力墙数量，对框架结构的 受力性能和
7、结构指标进行调节和改善以满足规范的要求。（ 3）以某大楼为例，抗震设防烈度6 度，场地类别为川类，地上15层，地下1层，结构嵌固在地下室顶板，地 下室层高为4.2m，第1层层高为5.5m，第27层层高为4.2m, 8层及以上各层层高为 3.6m，室内外高差为0.45m，房屋结 构计算高度为 H=5.5+4.2x6+3.6x8+0.45=59.95m 。此高度小于 60m,满足高规第 331条A级高度钢筋混凝土高层建 筑的最大适用高度， 此结构可采用框架结构体系， 但经计算， 其结构位移及周期指标不满足高规的要求，需要采取增 加剪力墙的措施，由于建筑功能的限制，仅在建筑四角角部 布置了剪力墙，计
8、算后发现，在规定水平力作用下，底层框 架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 80%，意味着该结构的剪力墙数量极少。（4）按高规第 8.1.3.4条的要求，该结构应按框架 剪力墙进行设计，抗震等级及轴压比控制按框架结构控制。（5）抗规第 613 条指出，钢筋混凝土房屋抗 震等级的确定：当设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水 平力作用下，底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构 总地震倾覆力矩的 50时，其框架的抗震等级应按框架结构 确定，抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。（6）对抗规 的上述规定可以从以下几个方面理解： 关于框架和抗震墙组成的结构的抗震等级。设计中有三种情
9、况：其一，个别或少量框架，此时结构属于剪力墙结构体系 的范畴，其剪力墙的抗震等级，仍按剪力墙结构确定；框架 的抗震等级可参照框架 -剪力墙结构的框架确定。 其二， 当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时， 其框架部分是次要抗侧力 构件，按本规范表 612 框架-抗震墙结构确定抗震等级； 其三，墙体很少，在规定的水平力作用下，框架部分承受的 地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定。（7）抗规明确了底层框架部分所承担的地震倾覆 力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50时仍属于框架结构范 畴。（8）按多道抗震防线的概念设计要求， 框架 -剪力墙结 构，墙体是第一道防线，
10、对于这种少墙框架结构，剪力墙抗 震性能较差，剪力墙受力过大，易过早破坏，当剪力墙出现 裂缝而刚度退化后，引起框架和剪力墙之间的塑性内力重分 布，使框架成为主要的抗侧力构件， 此时虽然整体刚度减小， 所吸收的地震能量也减少，但框架部分承担的地震作用反而 有可能增大，故笔者认为，这种少墙框架应同抗规的规 定按框架结构进行设计，让框架部分成为抗震的第一道防 线。（9）虽然高规第 8.1.3.4 条规定“ , 框架部分的 抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。 , ”但 在模型计算时选用了框架结构和框架 -剪力墙结构其计算结 果是不一样的， 如前所述的内力调整， 柱子的最小配筋率等， 为满足“小
11、震不坏，大震不倒”的抗震设防目标，应选用对结构有利的结构形式进行设计。3. 结语 框架中布置少量剪力墙的框架剪力墙结构属于一种特 殊的结构体系，在设计中和使用中存在很多不确定的因素， 加之高规与抗规的不同，给我们的结构设计带来了 很多的疑惑，又因为这种少墙框架结构抗震性能差，所以在 进行结构设计的时候，当一定要采用此种结构体系时，一定 要认真对待， 仔细分析， 按框架结构及框架 -剪力墙结构均进 行计算比较，合理设计。同时设计中应尽量采用概念清晰， 体系明确的框架 -剪力 墙结构形式，以使结构更安全合理，经济适用。参考文献 1 JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程 S 2 GB50011-2010 建筑抗震设计规范 S作者简介 程海艳，女，职称：工程师。 程其芬，女，职称：工程师。