框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是一種常見的建筑形式,有人說它是框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于可在提高的建筑的靈活性同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

也是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)結(jié)合了兩者的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在設(shè)計(jì)框剪結(jié)構(gòu)時(shí),需要綜合兩種結(jié)構(gòu)的規(guī)范,新手在設(shè)計(jì)時(shí)往往效率不高不說,對于參數(shù)、限值和構(gòu)造方面存在較多問題。

益韌小編對于梳理了框架-剪力墻的相關(guān)規(guī)范,并在下面和大家聊一下設(shè)計(jì)思路,希望對大家有所幫助。

1、規(guī)范認(rèn)定

根據(jù)《高規(guī)》8.1.3條,以規(guī)定水平力作用下結(jié)構(gòu)底層框架部分承受的地震傾覆彎矩占總地震傾覆彎矩的百分比,來認(rèn)定結(jié)構(gòu)是不是一個(gè)正經(jīng)八百的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

MC/M0<10%,約等于剪力墻結(jié)構(gòu),按剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),僅有的一點(diǎn)框架可以按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

MC/M0<10%~50%,最正宗的,不管走到哪里都沒有異議的標(biāo)準(zhǔn)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

MC/M0<50%~80%,有爭議的,框架部分需要按框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

『在這里有兩個(gè)部分規(guī)范條文有差異:

一是結(jié)構(gòu)的最大適用高度:

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考慮到《抗規(guī)》出版年份更新,且“適當(dāng)”一詞難以量化,筆者認(rèn)為采用框架結(jié)構(gòu)的適用高度比較合理。

二是剪力墻部分抗震等級和軸壓比的取值:

《高規(guī)》8.1.3條條文說明

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《抗規(guī)》2016版,6.1.3條

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對于高度在60m以下的建筑,在抗震等級選取方面,出現(xiàn)差異。

此處《高規(guī)》的描述更為清晰,而《抗規(guī)》的"可以"二字優(yōu)先級不高,因此可以按《高規(guī)》執(zhí)行。

MC/M0>50%~80%,也叫做少墻框架,雖然有墻但仍是框架,各種指標(biāo)宜按框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),或進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。

2、內(nèi)力調(diào)整

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『內(nèi)力調(diào)整可歸納為以下幾項(xiàng):

1.未經(jīng)調(diào)整,指未經(jīng)過其他調(diào)整,但是應(yīng)滿足剪重比的要求,剪重比判別優(yōu)先于內(nèi)力調(diào)整

2.如結(jié)構(gòu)中有薄弱層,則應(yīng)先進(jìn)行薄弱層的調(diào)整,薄弱層的調(diào)整優(yōu)先于剪重比的判別

3.僅調(diào)整地震作用的單項(xiàng)內(nèi)力

4.地下室框架的地震剪力可不調(diào)整

5.少量框架的剪力墻結(jié)構(gòu)的框架也可不調(diào)整

6.框架柱剪力、彎矩調(diào)整,軸力不調(diào)整

7.框架梁剪力、彎矩調(diào)整,內(nèi)力調(diào)整系數(shù)可取上下層柱調(diào)整系數(shù)的平均值

8.《高規(guī)》9.1.2條,H≤60m的框筒結(jié)構(gòu)也要按本條進(jìn)行調(diào)整

3、剪力墻的平面布置

1.宜均勻布置在建筑物周邊,平面形狀變化及恒載較大的部位,間距不宜過大

2.建筑平面形狀凹凸,宜布置在凸出部分的端部附近;

3.宜布置T形、L形和[形等,不宜布置一字形

4.單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不應(yīng)超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%

5.宜貫通建筑全高,宜避免剛度突變

6.樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置;

7.各主軸方向的側(cè)向剛度接近。

8.長矩形平面或平面有一部分較長的建筑

9.橫向(短邊)滿足下表,縱向(長邊)不宜集中布置在兩盡端

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今天有人問我間距大了怎么辦?

怎么辦?加墻唄。什么沒得加?那就改方案?隨即,猝。

規(guī)范中只對長矩形截面的剪力墻間距做了要求,對其他截面的間距并沒有一個(gè)量化的指標(biāo)。筆者認(rèn)為,這里的間距不宜過大應(yīng)和均勻布置結(jié)合考慮。

為滿足傾覆力矩占比的要求,剪力墻的數(shù)量是有限的,有限的剪力墻在一部分區(qū)域間距過大,必然導(dǎo)致其在別的區(qū)域過分集中,因此有“單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不應(yīng)超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%的要求”,用于控制某一主要墻肢出現(xiàn)問題,其他墻肢無法承擔(dān)轉(zhuǎn)嫁來的地震作用,造成結(jié)構(gòu)整體安全問題。

另剪力墻布置于建筑物周邊附近,可最大限度的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭能力,因此類似凸出的部分的端部,建筑周圈部位都是比較高效的布置方式。

至于結(jié)合樓梯,井道,上下均勻等,都是常見手法,別的地方也不會(huì)給一片墻,就別想太多了。

4、構(gòu)造要求

1.剪力墻最小配筋率:抗震0.25%,非抗震0.2%

帶邊框的剪力墻:

2.厚度:一、二級的底部加強(qiáng)部位≥200mm,其他≥160mm

3.邊框梁:框架梁高=該榀框架梁,暗梁高=兩倍墻厚,抗震等級同剪力墻

4.邊框柱:邊框柱是墻不是柱,軸壓比和配筋要同時(shí)滿足框架柱和剪力墻要求,與7.2.15端柱要求不同。(參考《抗規(guī)》6.5.1條文說明)端柱主要是用來約束墻體并提高墻體平面外的穩(wěn)定性,而邊框柱主要與梁或暗梁形成閉合的邊框,給抗震墻提供平面內(nèi)約束。

*剪力墻端部的縱向受力鋼筋應(yīng)全部配置在邊框柱截面內(nèi)

*截面同該榀框架其他柱

*符合框架柱的構(gòu)造要求

*底部加強(qiáng)部位箍筋宜沿全高加密

*帶邊框剪力墻上的洞口緊鄰邊框柱時(shí),邊框柱的箍筋宜沿全高加密。

5、設(shè)計(jì)步驟

根據(jù)建筑平面和房屋高度初步判斷是否用采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

根據(jù)建筑平面布置主體框架

結(jié)合建筑平面布置剪力墻

設(shè)置基本計(jì)算參數(shù)和簡單的荷載信息

試算(參考“四大名著”)這里推薦采用不帶地下室的絕對嵌固的計(jì)算模型的底層傾覆力矩比值來判斷

依據(jù)試算結(jié)果中的框架傾覆力矩占比結(jié)合《高規(guī)》8.1.3條,通過調(diào)整每個(gè)方向的墻體數(shù)量,盡量使得框架傾覆力矩占比在10%~80%之間。下圖區(qū)域:

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核對結(jié)構(gòu)指標(biāo),注意MC/M0在不同區(qū)域時(shí),對結(jié)構(gòu)形式的選取、房屋最大適用高度的認(rèn)定,抗震等級的取值、以及彈性層間位移角限值、軸壓比限值、抗震縫寬度都是不同的,可以參考認(rèn)定一欄分別查表。

其他要求:

◇帶邊框的剪力墻厚度,一、二級剪力墻的底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小200mm,其他情況下不應(yīng)小于160mm

◇對于框架梁、柱中心線偏心距,9度不應(yīng)大于該方向柱截面的1/4,6-8度大于該方向柱截面的1/4時(shí),采取水平加腋等措施。

◇剪力墻的豎向、水平分布鋼筋的配筋率,抗震設(shè)計(jì)時(shí)均不應(yīng)小于0.25%,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)均不應(yīng)小于0.20%,綜合各本規(guī)范,豎向和水平分布鋼筋的直徑不宜小于10mm且不宜大于剪力墻厚度的1/10,間距不宜大于300。

◇特一級剪力墻的豎向、水平分布鋼筋的最小配筋率,底部加強(qiáng)部位0.4%,其他部位0.35%。

6、一點(diǎn)思考

☆在布置框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻時(shí),要多多嘗試,盡可能的避免抗震不利結(jié)構(gòu)出現(xiàn);

☆MC/M0能控制在10%~50%之間設(shè)計(jì)起來最為清晰明朗,各個(gè)規(guī)范中的條文也比較統(tǒng)一;

☆如受現(xiàn)實(shí)條件制約,只能做少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu),對于適用高度、抗震等級等指標(biāo)要加強(qiáng)注意,對規(guī)范不一致的問題盡可能先征詢審圖,避免認(rèn)定不一致造成的反復(fù)。