壁式框架內力計算 你對框架 剪力牆結構足夠了解嗎?

2021-10-14 15:50:04 字數 3621 閱讀 7436

也由於結合了框架和剪力牆的結構特點,在進行設計時常需要在框架結構,剪力牆結構,框架剪力牆結構等多個章節裡翻來翻去,如同乙隻忙碌的八爪魚。同時,由於《高規》和《抗規》對於結構形式認定的差異,也造成了設計時引數、限值和構造方面的爭議。

本文通過最近做的混凝土框架-剪力牆結構專案,梳理了規範中對於框架-剪力牆結構的基本內容,對比了在不同規範間條文的差異下的設計取值,並總結了在做框架-剪力牆結構的乙個設計思路。

01規範認定

根據《高規》8.1.3條,以規定水平力作用下結構底層框架部分承受的**傾覆彎矩佔總**傾覆彎矩的百分比,來認定結構是不是乙個正經八百的框架-剪力牆結構。

mc/m0<10%,約等於剪力牆結構,按剪力牆結構設計,僅有的一點框架可以按框架-剪力牆結構設計。

mc/m0<10%~50%,最正宗的,不管走到**都沒有異議的標準框架-剪力牆結構。

mc/m0<50%~80%,有爭議的,框架部分需要按框架結構設計的框架框架-剪力牆結構。

在這裡有兩個部分規範條文有差異:

一是結構的最大適用高度:

《高規》8.1.3條

對於高度在60m以下的建築,在抗震等級選取方面,出現差異。

此處《高規》的描述更為清晰,而《抗規》的"可以"二字優先順序不高,因此可以按《高規》執行。

mc/m0>50%~80%,也叫做少牆框架,雖然有牆但仍是框架,各種指標宜按框架結構設計,或進行包絡設計。

02內力調整

『內力調整可歸納為以下幾項:

1.未經調整,指未經過其他調整,但是應滿足剪重比的要求,剪重比判別優先於內力調整。

2.如結構中有薄弱層,則應先進行薄弱層的調整,薄弱層的調整優先於剪重比的判別。

3.僅調整**作用的單項內力。

4.地下室框架的**剪力可不調整。

5.少量框架的剪力牆結構的框架也可不調整。

6.框架柱剪力、彎矩調整,軸力不調整。

7.框架梁剪力、彎矩調整,內力調整係數可取上下層柱調整係數的平均值。

8.《高規》9.1.2條,h≤60m的框筒結構也要按本條進行調整

03剪力牆的平面布置

1.宜均勻布置在建築物周邊,平面形狀變化及恆載較大的部位,間距不宜過大。

2.建築平面形狀凹凸,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.單片剪力牆底部承擔的水平剪力不應超過結構底部總水平剪力的30%。

5.宜貫通建築全高,宜避免剛度突變。

6.樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側力結構結合布置。

7.各主軸方向的側向剛度接近。

8.長矩形平面或平面有一部分較長的建築。

9.橫向(短邊)滿足下表,縱向(長邊)不宜集中布置在兩盡端。

今天有人問間距大了怎麼辦?

怎麼辦?加牆唄。什麼沒得加?那就改方案?隨即,猝。

規範中只對長矩形截面的剪力牆間距做了要求,對其他截面的間距並沒有乙個量化的指標。筆者認為,這裡的間距不宜過大應和均勻布置結合考慮。

為滿足傾覆力矩佔比的要求,剪力牆的數量是有限的,有限的剪力牆在一部分區域間距過大,必然導致其在別的區域過分集中,因此有「單片剪力牆底部承擔的水平剪力不應超過結構底部總水平剪力的30%的要求」,用於控制某一主要牆肢出現問題,其他牆肢無法承擔轉嫁來的**作用,造成結構整體安全問題。

另剪力牆布置於建築物周邊附近,可最大限度的增強結構的抗扭能力,因此類似凸出的部分的端部,建築周圈部位都是比較高效的布置方式。

至於結合樓梯,井道,上下均勻等,都是常見手法,別的地方也不會給一片牆,就別想太多了。

04構造要求

1.剪力牆最小配筋率:抗震0.25%,非抗震0.2%帶邊框的剪力牆。

2.厚度:一、二級的底部加強部位≥200mm,其他≥160mm。

3.邊框梁:框架樑高=該榀框架梁,暗梁高=兩倍牆厚,抗震等級同剪力牆。

4.邊框柱:邊框柱是牆不是柱,軸壓比和配筋要同時滿足框架柱和剪力牆要求,與7.2.15端柱要求不同。(參考《抗規》6.5.1條文說明)端柱主要是用來約束牆體並提高牆體平面外的穩定性,而邊框柱主要與梁或暗梁形成閉合的邊框,給抗震牆提供平面內約束。

*剪力牆端部的縱向受力鋼筋應全部配置在邊框柱截面內。

*截面同該榀框架其他柱。

*符合框架柱的構造要求。

*底部加強部位箍筋宜沿全高加密。

*帶邊框剪力牆上的洞口緊鄰邊框柱時,邊框柱的箍筋宜沿全高加密。

05設計步驟

根據建築平面和房屋高度初步判斷是否用採用框架-剪力牆結構。

根據建築平面布置主體框架。

結合建築平面布置剪力牆。

設定基本計算引數和簡單的荷載資訊。

依據試算結果中的框架傾覆力矩佔比結合《高規》8.1.3條,通過調整每個方向的牆體數量,盡量使得框架傾覆力矩佔比在10%~80%之間。下圖區域:

核對結構指標,注意mc/m0在不同區域時,對結構形式的選取、房屋最大適用高度的認定,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,可以參考認定一欄分別查表。

其他要求

帶邊框的剪力牆厚度,一、二級剪力牆的底部加強部位不應小200mm,其他情況下不應小於160mm

對於框架梁、柱中心線偏心距,9度不應大於該方向柱截面的1/4,6-8度大於該方向柱截面的1/4時,採取水平加腋等措施。

剪力牆的豎向、 水平分布鋼筋的配筋率,抗震設計時均不應小於0.25% ,非抗震設計時均不應小於0.20%,綜合各本規範,豎向和水平分布鋼筋的直徑不宜小於10mm且不宜大於剪力牆厚度的1/10,間距不宜大於300。

特一級剪力牆的豎向、 水平分布鋼筋的最小配筋率,底部加強部位0.4%,其他部位0.35%。

06一點思考

在布置框架剪力牆結構的剪力牆時,要多多嘗試,盡可能的避免抗震不利結構出現;

mc/m0能控制在10%~50%之間設計起來最為清晰明朗,各個規範中的條文也比較統一;

如受現實條件制約,只能做少量剪力牆的框架結構,對於適用高度、抗震等級等指標要加強注意,對規範不一致的問題盡可能先徵詢審圖,避免認定不一致造成的反覆。

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