框架剪力墙设计

框架剪力墙设计（精选12篇）

框架剪力墙设计 篇1

摘要：通过综述框架—剪力墙结构的特点, 就剪力墙厚度的确定以及剪力墙布置原则作了探讨, 并指出框架—剪力墙结构对于一些抗震要求较高的地区是比较适合选用的结构形式。

关键词：框架—剪力墙结构,剪力墙,布置,设计

1 结构特点

在结构中同时布置框架和剪力墙, 就形成框架—剪力墙结构;两个方向的剪力墙围成筒体, 就形成框架—筒体结构 (不是框筒结构) , 二者可以统称为框架—剪力墙结构。当剪力墙承担的倾覆力矩小于总倾覆力矩的50%时, 虽然可以归入框架—剪力墙结构, 但是框架部分应当按纯框架结构确定其抗震设计等级。框架—剪力墙 (筒体) 结构兼有框架结构布置灵活、延性好的优点和剪力墙结构刚度大、承载力大的特点。框架—剪力墙结构可以设计成双重抗侧力体系, 一般情况下, 抵抗地震作用时, 剪力墙 (筒体) 为第一道防线, 框架为第二道防线, 形成多道抗震设防结构。

框架—剪力墙 (筒体) 体系适合于建造高层建筑, 是多高层建筑中最为广泛应用的一种体系。当建造高度不大, 约20层～30层建筑中, 剪力墙可以做成筒体, 也可以布置少片剪力墙, 比较灵活;当建造高度增大至40层～50层, 甚至更高时, 剪力墙做成筒体更为有效, 用多筒体或剪力墙与筒体结合常常可以满足建筑平面为各种几何形状的要求, 也容易满足平面布置刚度均匀的要求。

2 确定剪力墙的厚度

在框剪结构中, 剪力墙的周边应设置梁 (或边梁) 和端柱组成的边框。在规范中有规定剪力墙的截面厚度:1) 抗震设计时, 一、二级剪力墙的底部加强部位的厚度均不应小于200 mm, 且不应小于层高的1/16;2) 其他情况不应小于160 mm, 且不应小于层高的1/20。边框梁的宽度宜与墙同厚, 高度可取墙厚的2倍。端柱截面宜与同层框架柱截面相同, 并应满足框架结构中对框架柱的要求。

在这里应该强调的一点是, 一般情况下由于基础的埋置深度比较大而导致底层的层高比较高, 从而也就要求底层剪力墙的厚度比较大。但我们要在保证墙体稳定性的前提下, 尽量的不把层高较高楼层的剪力墙做的太厚。原因有以下几个方面:1) 由于最小配筋率影响, 导致剪力墙的配筋面积的增大;2) 在剪力墙变截面处, 为了避免相邻楼层间的刚度变化较大, 剪力墙的断面变化应是渐变的, 这势必会给施工带来麻烦;3) 剪力墙的厚度直接影响到边框柱的断面, 较大的剪力墙断面必然会导致较大的边框柱断面。

3 剪力墙的数量和布置

当建筑师给结构布置以灵活度时, 结构工程师应当优化剪力墙的布置, 剪力墙的数量不必太多, 以满足规范的侧移限制为好。剪力墙太多不仅加大地震力, 而且使结构重量加大, 施工工程量相应增加等。目前我国国内设计的主要倾向是剪力墙太多、刚度太大。剪力墙数量是否恰当, 还可以通过计算剪力墙分配到的总剪力是多少来检验。分配到总剪力的50%～85%之间较好。剪力墙分配到的剪力过大 (>90%) , 框架需要调整的内力就多, 说明框架太弱;剪力墙分配到的剪力分配比例过小, 则框架部分的延性要求要提高, 会导致用钢量增加。

3.1 剪力墙的平面布置原则

剪力墙的平面布置原则是均匀、分散、对称、周边布置。均匀、分散原则是要求每片剪力墙的刚度不要太大, 连续尺寸不要太长, 使剪力墙的数量多一些, 分散一些, 每一片墙肢的弯曲刚度适中, 不会因为个别墙肢的局部破坏而影响整体的抗侧力性能。刚度愈大的墙肢承担的吸收荷载也愈大, 同样的也要考虑墙肢开洞, 来减轻个别墙肢的刚度集中问题。周边原则是为了使建筑物的刚度中心和平面形心尽量吻合, 保证建筑物抗扭能力。

剪力墙的布置在应力易集中处 (平面形状出现变化的地方) :端部转角处、凸凹角处等等。另外, 对于高层建筑而言, 由于建筑的空间要求 (形成大面积的楼板开洞) 、楼梯间、电梯间以及管道井等处开洞对楼板刚度的连续性形成严重破坏的, 我们有必要在这些地方采取加强措施:增设剪力墙来补足薄弱。在尽量满足以上布置原则的基础上, 我们还应注意到对于剪力墙的间距的要求, 见表1。

注:1) B为楼面宽度, 单位为m;2) 现浇叠合层厚度大于60 mm时, 装配整体楼盖可作为现浇楼盖考虑;3) 在同等的抗震设防烈度下, 对于高度愈高的建筑物取值宜比表中数值适当减小;4) 纵向剪力墙不宜过于集中布置在建筑物的端部;刚度不连续的地方宜适当减小间距

3.2 剪力墙的竖向布置原则

剪力墙在竖向宜沿建筑物全高设置, 尽量不要随意中断, 且横向与纵向的剪力墙宜相连。

剪力墙宜在两个主轴方向组合布置成L形、T形以及口字形的筒体, 尽量避免一字形墙的出现, 这样可以提高剪力墙的刚度, 单片长度较长的剪力墙 (≥8 m) 宜开洞处理。洞口在竖向上宜对齐处理, 洞边距端柱不宜小于300 mm。洞口两侧应按现行规范设置边缘构件, 采取加强措施, 满足使用功能的要求。

4 结语

我们在对建筑进行合理的结构选型之后, 对结构形式进行优化。在优化的过程中我们需要的是反复的调整与计算, 对计算结构进行分析, 作为结构设计人员我们应是不厌其烦的。关于在框架—剪力墙结构中剪力墙的设计, 我们应该合理的利用规范中给我们提供的前提条件下, 尽量满足建筑 (平面布置等) 和甲方 (经济、实用等) 对我们的要求。框架—剪力墙结构中, 框架与剪力墙起到了很好的互补作用, 对于一些抗震要求较高的地区是比较适合选用的结构形式。

参考文献

[1]GB 50010-2002, 混凝土结构设计规范[S].

[2]GB 50011-2001, 建筑抗震设计规范[S].

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[4]王全凤, 张波, 罗漪.框—剪结构剪力墙中断和楼层刚度比[J].建筑结构, 2003 (5) :22.

[5]扈志恒.关于框架加少量剪力墙结构抗震设计的探讨[J].建筑结构, 2004 (3) :23.

[6]高立人, 方鄂华, 钱稼茹.高层建筑结构概念设计[M].北京:中国计划出版社, 2006.

[7]张大伟, 郭立英, 于学智.建筑结构抗震设计中的概念设计[J].山西建筑, 2008, 34 (13) :77-78.

框架剪力墙设计 篇2

实习总 结

实习地点：渭南蒲城基地建房项目部

工程名称：御景华城项目

实习时间：2012年9月28日—10月20日

姓

名：郭

虹

琳

实习总结

通过为期十二天的房建理论知识培训，让我对房屋的构造组成，构造原理及构造方法有了初步的了解，为了进一步的将理论和实际相结合，公司安排我们到蒲城御景华城基地项目部进行二十三天的实习。通过现场实践，受益匪浅，进一步提高了我对建筑知识，建筑施工及建筑材料的认识，巩固和扩展所学理论知识。

下面就实习期间掌握到的知识予以总结：

一、工程概况

工程地点：浦城县延安路西段铁一处家属院 工程名称：御景华城项目

实习时间：2012年9月27日至2012年10月20日

本工程为御景华城3#住宅楼，为黄土地区乙类建筑，地基复杂程度一级，具严重黄土失陷性。地下1层，地上18+1层住宅楼，结构采用全现浇剪力墙结构。建筑物面积为166645㎡，总高度分别为57.450米。工程设计使用年限为50年。为丙类建筑，抗震设防烈度为7.5度，结构抗震等级为：剪力墙三级，框架梁三级。

二、基础工程

1、地基

御景华城3#楼地基采用粱筏基础，地下车库为坡形独立基础，周边为剪力墙条形基础，为自重湿陷性黄土地基，采用沉管成孔，重锤孔内夯实的两次挤密法，用以消除自重失陷性和提高场地土承载力。桩体采用沉管成孔，重锤孔内夯实的两次挤密法，扩孔后桩径不小于550mm，桩长12.5m，桩距900mm，等三角形布置。

施工流程为：先选场地开挖基坑至桩顶标高-4.600m后，应对场地进行普探，对于坑内的杂填土、杂土、虚坑、墓坑、渗井等应与挖除，并用素土进行回填，场地普探时，应将整个场地的含水率控制在12~24%之间，做为试桩及工程桩的依据。挤密桩施工完成后，下挖50cm的虚桩头，在进行50cm 3:7灰土回填至设计标高-5.100m。

2、基础

待基坑验收合格后，施工铺设10cm厚垫层，基础混凝土等级为C35，梁筏底平，其下做100厚C15混凝土垫层宽出筏板200mm。测量人员用精纬仪开始基础放线定轴线，画出独立基础的轮廓线。并用红漆在独立基础上标注轴线的交点，垫层模板用4*6mm的方木支设，沿独立基础轴线上立模，外围定入钢筋，用钢筋固定模板，防止模版偏移跑模和胀模。

3、浇筑混凝土

在独立基础外围支好模板后，先湿润独立基础垫层，为保证混凝土一次连续浇筑完成，然后用塔吊移动布料机至地下车库，确定工作半径，连接地泵，确定工作范围，布料杆位置随混凝土浇筑位置随时移动，水平输送管在地面或工作面上通过支架固定。通过布料机开始人工浇筑混凝土，垫层厚度为10cm，混凝土等级为C15，现场施工人员开始在已经浇筑好的独立基础混凝土垫层上涂抹一层防水涂料，并用工具木抹子抹平。

4、钢筋铺设

在混凝土垫层终凝后，测量人员再基础放线确定模板位置及底部钢筋位置，开始铺设双层双向16间距为180mm的基础钢筋，应注意：长向钢筋在下，短向钢筋在上，相互错开，铺设完成后，调整钢筋位置进行钢筋绑扎，并在钢筋底部和基础垫层之间加入垫块，确保钢筋与垫层厚度为40mm。基础底面钢筋保护层厚度应不小于40mm。

5、柱插筋

在插柱插筋之前，应将钢筋表面和污锈清理干净，将柱伸入基础插筋与基础钢筋网片间，并在端部做成直弯钩。先放箍筋，竖向长短钢筋贯穿箍筋，绑扎竖向钢筋（四角长短钢筋交错布置），放4*4箍筋，用基础钢筋固定柱子插筋（共6根，外围斜放4根，基础钢筋加2根）。柱子插筋：短钢筋1.6m，长钢筋2.3m，箍筋间距12cm，垫层面距最上层箍筋1.35m。柱插筋固定好后，在竖向纵筋上用红漆标注50线，浇筑坡形截面时，先把混凝土浇与和模板平行，等初凝后，在浇筑到设计要求高度，进行坡形抹平,在终凝后拆模。

6、条形基础

绑扎剪力墙条形基础插筋，剪力墙竖向预留钢筋短筋应露出基础顶面≥500mm，长筋应比短筋长35d且≥500mm，长短钢筋交错布置，剪力墙水平钢筋交错搭接，相邻钢筋搭接应错开≥500mm，搭接长度为≥1.2Lae。条形基础的剪力墙钢筋下部弯钩6d，与基础钢筋绑扎。下面2条是取用6d还是15d的条件：

(1)当基础厚度> Lae（抗震）钢筋基本锚固长度，水平弯折为6d且≥150。（条形基础采用HRB400三级筋，C35混凝土，查表为34d故选择下部弯钩为6d）(2)当基础厚度< Lae钢筋基本锚固长度，水平弯折为15d。

7、扩大头混凝土灌注桩

在3#楼和地下车库施工中，11#，12#楼正在进行地基处理，我们前去参观学习了下，11#、12#地基采用扩大头混凝土灌注桩，用旋挖钻开挖孔深至26m，扩大头处横向偏差10cm，纵向偏差7cm，桩孔直径60cm，待孔成型后，将水泥，沙注入孔内，填满扩大头即可，之后放入钢筋笼。钢筋笼外露桩头为50cm。

钢筋笼的组成：采用12，14主筋交错布置，外围用5道14箍圈点焊固定，固定后在主筋外围环向缠绕环形加强筋，在钢筋笼顶部自第一道箍圈向下3.5m为加密区，设计为间距为10cm，钢筋笼直径为50cm。

三、主体结构

3#楼为框架剪力墙结构，基础埋深4.60m，地上18+1层，东西长为56.40m，南北宽为13.70m，框架剪力墙结构它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同样又有足够的剪力墙，有相当大的刚度，抗剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框架结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。

1、模板工程 一般要求

1、模板的材料、模板支架材料的材质符合有关专门规定。

2、模板及其支架要能保证工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置的正确。有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承载浇筑混凝土的自重和侧压力，以及在施工程中所产生的荷载。并且构造简单，装拆方便，并便于钢筋的绑扎、安装和混凝土的浇筑、养护要求。模板的接缝不得漏浆。

3、模板与混凝土的接触面应涂隔离剂。•对油质类等影响结构或妨碍装饰工程施工的隔离剂不采用。严禁隔离剂沾污钢筋与混凝土接槎处。（1）、柱模板：采用18厚釉面胶合板

柱模安装工艺流程：放线→柱根清理→搭架子→柱模安装→安柱箍加固→水平栏杆→锁定→预检。

柱模板内楞选用95*45mm的方木，柱子拉杆选用12圆钢、纵横距≤600mm，拉杆按规范要求攻丝，拉杆端部用标准螺帽紧固（要求每端均紧固2个螺帽）。对拉螺杆套管采用与拉杆直径配套的再生塑料管。

柱模板安装图：

（2）、剪力墙体模板支设

①、剪力墙体模板沿长度方向竖向放置，设φ14 对拉螺栓加固，钢管箍间距与对拉螺栓间距一致，第一道对拉螺栓距地越小越好，且不大于200mm，以防墙根部涨模。墙模内侧支撑与满堂架拉牢，形成一整体。②、为控制剪力墙的钢筋保护层符合规范要求，除要求按照操作规程要求放置砂浆垫块外，在墙钢筋网片上下、左右每隔1m 焊接φ10 等墙厚的短钢筋头顶住模板，防止剪力墙的钢筋网片偏移导致保护层厚度不足。剪力墙对拉螺栓加固如图所示：

（3）梁模板安装

底模、侧模板均选用胶合板，模板至作业现场安装。支撑选用扣件式满堂脚手架支撑体系。

a、工艺流程：搭支撑及操作架子→量标高→架管，调整木方→装梁底模→检查-→柱脖模板安装→梁侧模→梁垫块→调直加固→检验

b、根据建设单位提供的施工图，结合工程的自身特点，本工程的楼板模板采用18mm厚釉面胶合板。

C、现浇钢筋混凝土梁、板跨度大于或等于4m 时，模板应起拱：普通梁按3L/1000起拱（L为跨度），悬臂梁长度大于2.0米时,应按5L/1000起拱。d、施工放线：在搭设架子前进行放线工作：将柱边线、控制线、主梁投影线投放在楼板上。(4)、楼梯模板：楼梯模板安装楼梯底板采用胶合板铺设，木顶撑，胶合板从楼梯两端向中部铺设，拼缝处用胶带纸黏贴。

(5)、模板的拆除

模板的拆除，非承重侧模应以能保证混凝土表面及棱角不受损坏时(大于1.2N/mm2)方可拆除，承重模板应按《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关规定和本组织设计中的相关规定安排拆除。

模板拆除的顺序和方法，应按照配板设计的规定进行，遵循先支后拆、后支先拆、先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则，拆模时，严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。

a、柱模:先拆除楞、柱箍等连接、支撑件，再由上而下逐步拆除。B、梁模板:应先拆梁侧模，再拆楼板底模，最后拆除梁底模。其顺序如下: 拆除部分水平拉杆→拆除梁连接件及侧模→松动支架柱头调节螺栓，使模板下降2～3cm→分段分片拆除楼板模板及支承件→拆除底模和支承件。拆模时，操作人员应站在安全处，以免发生安全事故。待该片段模板全部拆除后方准将模板、配件、支架等运出堆放。

2、钢筋工程

钢筋分四种，一至四级钢筋，分别为：HPB235、HRB335、HRB400、RRB500，按轧制外形分，：HPB235一级钢筋为光圆钢筋，Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形，Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。该工程用的是HPB235一级筋和HRB400三级筋。

工艺流程： 材质进场检验三证→加工制作成型→现场保管→弹线→绑扎(水电配合)→验收。

1、施工准备：

①、钢筋进场：进场的钢筋要对其外观及力学性能进行检验，每批进场钢筋要检验其出厂合格证,•并做复试，在使用前复试合格并把试验报告送到现场方可使用。

②、钢筋加工及现场保管：钢筋在加工前，钢筋的表面保持洁净，无油污、泥污和浮皮铁锈等，在使用前清除干净。钢筋加工要按图纸及设计要求进行制作和验收。加工成型的钢筋进入现场注意防水防锈，钢筋区为硬地面，四周设排水沟，成品钢筋全部放于钢筋架格之上。

2、钢筋的连接方式

①、柱筋采用竖向电渣压力焊，梁、板采用搭接电弧焊、闪光对焊、绑扎连接。

②、钢筋连接前先熟悉施工图纸及规范，核对钢筋配料表及料牌，并对班组作好技术交底。

③、钢筋连接严格按《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、设计要求与操作程序施工，并达到相应的质量标准。

④、钢筋锚固长度、钢筋的保护层、钢筋接头位置严格按照工程规范和设计图纸要求。

3、钢筋绑扎及安装

（1）、暗柱钢筋施工流程：放线—竖向钢筋纠偏—套柱钢筋—搭接绑扎竖向受力筋—画箍筋间距线—绑箍筋。

①、在立好的柱子主筋上，用粉笔画出箍筋间距，然后将已套好的箍筋向上移动，由上往下采用扎丝绑扎。箍筋与主筋要垂直，箍筋转角与主筋交点均要绑扎，主筋与箍筋非转角部分的相交点成梅花交错绑扎。柱箍筋端头应弯成135°

②、暗柱采用电渣压力焊。焊包质量要求光滑饱满，像算盘珠子，宽度够4mm，轴线与外模间距200mm。③、柱上、下两端箍筋加密，加密区间距为100mm，非加密区间距为200mm。

④、为了保证柱筋的保护层厚度，柱保护层垫块要绑在主筋外皮上，并成梅花状。柱筋保护垫块绑扎示意图：

（2）、墙体钢筋施工流程：清理墙根松动混凝土石子、浮浆及杂物→立竖筋 →绑扎横竖筋。

（3）、梁底部设贯通筋（受力筋），上部设贯通筋和非贯通筋，非贯通筋在梁支座的L/3净跨处截断，架力筋不受力，只起结构作用，架力筋根据箍筋肢数设置。

①、梁箍筋加密，加密区间距为100mm，非加密区间距为200mm。

②、施工时主次梁位置，应将次梁筋置于主梁筋之上，当次梁与主梁同高时，次梁主筋应弯折。

（4）、楼梯钢筋施工流程：铺设楼梯底模—画位置线—绑平台梁主筋—绑踏步板及平台板主筋—绑分布筋绑踏步筋—安装踏步板侧模—验收—浇筑混凝土。

施工要点：先绑扎主筋后绑扎分布筋，每个交点都要绑扎，休息平台处，先绑梁筋后绑板筋，板筋锚固到梁内。底板筋绑完后，待踏步板吊帮支好后，再绑踏步钢筋。

（5）、楼板钢筋施工流程：墙体混凝土上部接槎部位凿毛处理—人工配合清理杂物—弹放底层钢筋位置及预留孔线—摆放绑扎底层钢筋—自检—互检—交接检—电工配管—自检、专检（看是否有高于板筋）—绑扎铁马凳及上层钢筋—铺设马道—支放垫块—安放固定预留孔模具—施工缝封挡—自检、互检—报监理隐检—交接检。

①、清扫模板杂物，用粉笔在模板上画好主筋、分布筋间距，然后用墨线弹好钢筋间距控制线。②、按弹出的间距线，先摆受力主筋，后摆分布筋。预埋件、电线管、预留孔等及时配合安装。

③、绑扎用八字扣，钢筋交点处均要绑扎。

④、楼板钢筋底部钢筋用垫块作垫层，以确保保护层厚度，上层负筋用马凳筋垫起，确保与底部钢筋的间距。马凳用ф8 钢筋加工成，按每m2设置1个，形状如图：

3、混凝土工程

混凝土全部采用现场搅拌，该工程为梁、板、柱同时浇筑混凝土。

1、混凝土浇捣前，模板、支撑、钢筋、预埋件及管线等均应进行检查和签署“隐蔽工程验收单”“技术复核单”并由业主监理工程师现场代表认可，最后由公司主任工程师签发砼“浇捣令”，上述工程未结束，未签发“浇捣令”，不得为抢进度擅自施工。

2、砼浇筑前，应将模板内的垃圾、杂物、油污清理干净，并浇水湿润模板，模板缝要堵严。

3、砼浇捣过程中，要保证砼保护层厚度及钢筋位置的正确性。不得践踏钢筋，不得移动预埋件和预留孔洞的位置，如发现偏差和位移，应及时校正，特别要重视竖向结构的保护层和板及挑梁结构负弯矩部分钢筋的位置。

4、在拆模过程中，如发现砼有影响结构安全质量问题时，应停止拆除，并报技术负责人研究处理后再行拆除。

四、砌体工程

本工程墙砌体工程采用普通粘土空心砖。

1、卫生间在楼面门两边翻边梁宽设计120cm，C20混凝土翻边，高度同梁宽。其余三边翻边墙设计宽200mm，高120mm。

2、砌块与砼块、墙 不同材料连接处应预留拉接筋，根据设计要求并伸入墙内锚入长度为20cm，外露70mm,每50cm设置26钢筋。光圆钢筋不允许后植筋。

3、内外墙丁字相交处，应设拉结筋26@500并伸入墙内900mm锚固。

4、临时施工洞口两边必须留马牙槎，并沿洞口两侧高度设置26@500长900拉结钢筋。

5、砌体墙顶用斜顶砖补砌挤紧，砂浆饱满，砌筑时间间隔至少为7天。

6、外墙在窗台处设计无窗台板时，砌筑时必须预埋2根6钢筋，伸入墙内200mm。

7、构造柱不起承重作用与横向拉结筋与砖墙形成整体性。

8、砌块必须错缝浇筑。砌筑灰缝应饱满，均匀密实。

五、安全防护

施工现场工具式脚手架作业防护措施：

1、附着升降脚手架，挂架，吊篮施工作业面必须用脚手板铺设坚实、严密，设一道180mm高的挡脚板，架体沿外排内侧用密且安全网进行封闭，吊篮架里侧应加设两道1.2m高护身栏杆，紧贴底层脚手架下方兜设安全网。

2、外挂悬挂点的穿墙螺栓应加垫板，并用双螺母紧固，同时悬挂点处建筑物结构强度必须满足施工要求。

3、吊篮升降时，必须采用独立的保险绳，绳径不小于15mm。

4、电梯井承重平台，物料固转平台必须根据专项方案搭设，并履行验收手续。

5、平台应在明显处设置标志牌，按规定使用。

在实习的这段时间，对我来讲是一个理论与实际相结合的过程，我学到了很多知识，在上个项目上我是个资料员很少去工地，都是根据图纸和对技术员的询问来写资料，根本想象不到现场施工到底是什么样子的。这次实习能亲临现场，亲眼看见施工过程，遇到 不懂的就问，自我感觉懂了好多。这次的实习课程给我们提供了一次最好的机会，我们可以把所学进行实践，进一步巩固所学的理论知识，并培养综合运在学习过程中，成功的将知识运用到实践中去，懂得了在工作中要讲求实际效率，与别人要协调配合的工作态度，使自己真正参与其中。

框架剪力墙设计 篇3

【关键字】框架结构；剪力墙结构；设计；措施

随着我国经济的飞速发展，建筑行业也在此期间有了快速的发展，从以前的多层占主导地位，到现今的高层鳞次栉比。但随着城市的快速发展，土地的消耗量与日俱增，这势必会促使人们就如何减少土地使用量的同时又满足消费者的刚性需求之间去寻求一种平衡。这样就促进了高层结构的广泛应用，而框架结构更多的应用于多层车间等结构。

1 结构体系的受力特点

1.1 框架结构体系

1.1.1 框架结构体系以梁与柱为受力构件，通过抗弯节点连接构成。即承受竖向荷载，也承受水平荷载，此种结构体系较适用于多层建筑及高度较低的高层建筑（详见《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中第48页表6.1.1）。

1.1.2 框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的车间、办公楼、会议室、教室等。当使用方需要时可自行分隔成小房间，或拆除部分隔墙形成大开间，因而使用上非常灵活；另外墙体均为非承重墙，立面设计可不受限制，能灵活多变。

1.1.3 框架结构可通过合理的设计，形成良好的抗震性能。但框架结构侧向刚度相对较小，结构顶点位移和层间相对位移较大，在水平地震力作用下，容易发生剪切变形，使得非结构构件在地震时容易破坏，因此一般框架结构适用高度相对较低。当框架结构平面布置较规则时，由于各部分刚度比较均匀，框架结构具有较大延性，自振周期长，因而对地震的作用不是很敏感，抗震性能较好。

1.1.4 框架结构在抗震设计时不应采用部分由砌体墙承重的混合形式，框架结构中的楼梯、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱等应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。楼梯休息板宜用柱支承，而不宜用折梁做法，局部突出屋面的结构不宜布置在房屋尽端。

1.2 剪力墙结构体系

1.2.1 剪力墙结构体系是利用混凝土墙体承受竖向及水平力，同时它又作为建筑物的维护结构及房间分隔墙。剪力墙在抗震设计中也称抗震墙，它在自身平面内刚度很大，强度很高，整体性能好，在水平荷载作用下变形小，抗震性能较强，因此它适用于高度较高的高层建筑。

1.2.2 剪力墙结构的墙间距不能太大，平面布置没有框架结构来的灵活，因此比较适用于高层住宅建筑及办公建筑，而不适用于大型公共建筑。当为满足大开间需求时，可把底部一层或几层的部分剪力墙取消，用框架代替，即可形成底部大空间剪力墙结构，这种结构称其为框支剪力墙结构。

1.2.3 剪力墙结构一般在水平荷载下发生弯曲变形。当把以上两种结构体系用在同一个结构中时，通过梁板等水平构件协同工作，共同抵抗水平荷载，即形成框架-剪力墙结构体系，此种体系的弯曲变形一般呈弯剪型，通过对两种结构的取长补短，达到更好的受力性能，上部位移也比纯剪力墙结构小好多，但比框架结构要大。

2 以上两种体系的延性设计

众所周知，结构延性越好，塑性铰出现的越多，结构的抗震性能就越好。在大震下，即使结构构件达到屈服，仍然可以通过屈服截面的塑性变形来消耗由地震产生的巨大能量，有效的避免了结构发生脆性破坏。

2.1 框架结构的延性设计原则

2.1.1 强柱弱梁。设计原则是控制塑性铰在框架中出现的位置。不会引起结构局部或整体破坏的塑性铰应早出、多出。在设计延性框架时，要控制塑性铰，使之在梁端出现（不允许在跨中出现塑性铰）。梁的延性远大于柱，这是由于柱是压弯构件，轴力大，其延性不如受弯构件；而作为结构的主要承重构件，柱子破损不易修复，也容易导致结构倒塌，因此延性框架应设计成强柱弱梁结构。

2.1.2 强剪弱弯。要保证梁、柱构件具有足够延性，其要害是防止构件过早出现脆性剪切破坏。这里对梁柱的剪跨比提出了具体的要求：<1>受弯构件，剪跨比＝a/h0;<2>受压构件，剪跨比＝M/(Vxh0) ;当框架柱反弯点在层高范围内时，柱剪跨比＝Hn/2h0。尽量使柱剪跨比大于等于2，若小于2既为短柱，柱子将发生以剪切为主的脆性破坏，延性低。

2.1.3 强节点，强锚固。必须保证各构件的连接部位不过早破坏，这样才能充分发挥构件塑性铰的延性作用，不出现脆性剪切破坏。

2.2 剪力墙结构的延性设计

2.2.1 强墙肢，弱连梁。与框架的强柱弱梁类似，联肢墙的破坏形态以强墙肢弱连梁为好，即连梁先于墙肢屈服，使塑性变形和耗能分散于连梁中，但允许墙肢屈服，降低对连梁延性和耗能能力的要求，《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中通过弹性计算时连梁的刚度折减，从而减小连梁的内力设计值，降低连梁的承载力。

2.2.2 强剪弱弯。采用剪力墙增大系数调整墙肢底部加强部位截面的剪力计算值和连梁梁端截面组合的剪力设计值，使墙肢和连梁实现强剪弱弯。

2.2.3 限制剪跨比。剪力墙的破坏形态与剪跨比有很大关系。剪跨比＝M/Vh,当超过2时，以弯曲变形为主，弯曲破坏的墙具有较大的延性。剪跨比小于1时，以剪切破坏形态为主，塑性变形能力很差。

2.2.4 限制墙肢轴压比。轴压比是影响墙肢延性的主要因素之一，因低轴压比墙肢有较好耗散能力，而墙肢底部是最有可能屈服，形成塑性铰的部位，当然底部轴压比肯定是最大的部位，所以底部的轴压比需受到严格限制。

2.3 墙肢的延性设计

2.3.1 避免出现小剪跨比。

2.3.2 设置底部加强部位。

2.3.3 设置约束边缘构件。

2.3.4 墙肢端部设置钢骨。

2.3.5 控制分布钢筋的最小配筋率。

2.4 连梁延性设计

2.4.1 降低连梁刚度或弯矩设计值。连梁是一个受到反弯作用的梁，通常跨高比都比较小，因而容易出现斜裂缝，也容易出现剪切破坏。为了做到强墙弱梁，减小连梁剪力，在内力计算后连梁可进行调幅来降低其弯矩及剪力。但折减系数也不能过小，以保证连梁有足够的承受竖向荷载的能力。

2.4.2 混凝土连梁开缝。将连梁沿梁高方向分成几根跨高比较大的梁，在大震时发生延性较好的弯曲破坏。

2.4.3 采用交叉配筋形式。斜筋抵抗由抗剪作用所引起的拉应力，可有效的防止斜裂缝的开展。

3 钢筋混凝土结构的构造措施

3.1 框架结构主要构造措施：

3.1.1 框架结构梁抗震设计时，纵向受拉钢筋的最小配筋百分率不应小于《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第62页表6.3.2-1中的数值；梁端箍筋的加密区长度，箍筋最大间距和最小直径应符合表6.3.2¬-2中的数值；当梁端纵向钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋直径应增加2mm。

3.1.2 框架柱的构造要求。柱剪跨比宜大于2，否则就变成短柱，箍筋需全高加密；柱截面高宽比不宜大于3；《建筑抗震规范》GB50011-2010对柱的轴压比限值有了修改。柱纵向受力钢筋最小配筋百分率需满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中第67页表6.4.3-1;抗震设计时，柱箍筋在规定的范围内加密，加密区的箍筋间距和直径应符合表6.4.3-2的要求。剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm；边柱、角柱及剪力墙端柱考虑地震作用产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。当柱截面大于等于600，且轴压比较大时，需手工验算柱箍筋加密区的体积配箍率。

3.2 剪力墙结构主要构造措施：

3.2.1 剪力墙各墙段的高度与墙段长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8米。

3.2.2 底部加强部位一般从地下室顶板算起，高度取地上两层及墙肢总高度的1/10二者的较大值。

3.2.3 不宜采用一字型短肢剪力墙，不宜在一字型短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁。

3.2.4 按墻肢轴压比合理设置剪力墙两端及洞口两侧的边缘构件。

3.2.5 剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率，一、二、三级时均不应小于0.25%;四级及非抗震时均不应小于0.20%。

3.2.6 剪力墙的竖向和水平分布钢筋的间距均不宜大于300mm，直径不应小于8mm。剪力墙的竖向和水平分布钢筋的直径不宜大于墙厚的1/10。

3.2.7 房屋顶层剪力墙、长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间纵向剪力墙以及端山墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不应小于0.25%,间距均不应大于200mm。

综上所述，我们设计人员均应从建筑的体型及平面功能要求合理选择适当的结构体系，并严格按照现行规范要求，设计出即经济又实用的结构。

框架-剪力墙结构的合理设计 篇4

1) 剪力墙的合理数量。

框-剪结构中剪力墙的合理数量, 一是指剪力墙不能太少, 少到不足以抵抗风力或地震作用等水平作用, 这是结构设计所不允许的;二是剪力墙不宜太多, 以满足规范的侧移限值为好, 即结构刚度不宜太大。若刚度大, 则地震力相应增大, 结构内力也随之增大, 这对结构抗震反而不利, 而且会造成造价上升, 是属于不合理的结构设计, 设计时应注意剪力墙数量的增多有提高结构侧向刚度和增大地震作用的双重性, 保证侧向刚度与地震作用在经济性上的相对平衡是结构设计人员的重要职责。本着“安全使用、技术先进、经济合理、方便施工”的结构设计原则, 按照规范, 在一个独立的结构单元体系内, 剪力墙的数量应符合以下的要求与原则。

(1) 剪力墙在结构底部承受的地震倾覆力矩应大于结构总地震倾覆力矩的50%, 否则框架部分的抗震等级应按框架结构采用, 即剪力墙布置的数量不能太少。剪力墙数量是否恰当, 还可以通过计算剪力墙分配到的总剪力的多少来检验。按工程实践经验, 分配到总剪力的50%～80%之间较好。若剪力墙分配到的剪力过大 (超过90%) , 框架需要调整的内力就多, 说明框架太弱;剪力墙的剪力分配比例过小, 则框架部分的延性要求要提高, 会导致用钢量的增加, 经济性降低。

(2) 沿结构单元的两个主轴方向, 按《抗震规范》地震力计算出结构弹性阶段层间位移角, 对于高度不大于150m的高层建筑, 其位移角限值应不大于1/800。

(3) 结构的重力荷载效应和地震效应组合后, 剪力墙边框柱的配筋不至于由拉力控制, 即剪力墙受拉区的边柱, 按拉力计算出的竖向钢筋量, 应该小于按受压状态计算出的钢筋量。

(4) 剪力墙数量的设置还应考虑抗震设防烈度、场地类别、场地土、地震分组、建筑总高、结构总重力荷载、框架结构的刚度等多方面因素的限制。

2) 剪力墙的合理布置位置。

除剪力墙的设置数量外, 还需正确确定剪力墙的位置, 地震造成的扭转破坏多数是由于剪力墙布置不恰当造成的。剪力墙的布置方式决定了框-剪结构的刚度, 剪力墙应沿结构的纵横两个方向布置, 且在每个方向上做到分散、均匀、周边、对称。在独立结构单元的纵向和横向, 均应沿两条以上且相距较远的轴线设置剪力墙, 使结构具有尽可能大的抗扭转能力。一般情况下, 剪力墙宜布置在竖向荷载较大处, 平面形状变化处和楼盖水平刚度变化处, 如角隅、端角、凹角等应力集中处;楼电梯间因楼面开洞严重削弱了楼板的刚度, 为保证框架和剪力墙协同工作也应设置剪力墙。但是纵向剪力墙不宜设置在结构单元的两端, 以免纵向框架梁和楼板因受到变形约束的区段过长而产生较大的收缩和约束应力。具体分述如下。

(1) 分散:剪力墙的布置应考虑地震力分散作用于刚度大致相等的多片剪力墙上。如果一两片剪力墙的刚度很大 (相对于其余剪力墙) , 按照刚度理论, 地震力首先集中作用在此剪力墙上, 会造成该墙体内力很大, 截面及基础设计困难, 且当此首先受力的大刚度剪力墙一旦屈服破坏后, 其余较弱的剪力墙和框架很难额外担负起该剪力墙传来的很大地震力, 以致出现各个击破从而导致建筑物的破坏。

(2) 均匀:同方向的剪力墙应均匀地布置在建筑平面的各个区段, 而不是集中地布置于同一区段内, 以防止楼盖因较大的水平变形导致地震力在各榀框架中的不均匀分配, 同时每道剪力墙承受的水平力不宜超过总水平力的40%, 以避免该片剪力墙对刚心位置影响过大及基础承担过大的水平力, 且其一旦破坏对整体结构不利。

(3) 周边:剪力墙应尽可能地沿结构平面的周边布置。在同等剪力墙面积的情况下, 沿周边布置可获得结构抗力的较大水平力臂, 充分提高整个结构的抗扭转能力, 同时又减小位于周边而受室外温度变化的不利影响。

(4) 对称:剪力墙应尽量做到对称布置, 如果在平面上难于做到对称布置时, 可通过调整剪力墙的长度与厚度, 使结构的抗侧刚度中心尽量与质量中心相接近, 缩小质心与刚心的偏心距, 以减弱地震时结构的扭转振动。

(5) 在一个结构单元内, 同一方向的各片剪力墙不宜是单肢墙, 应多设置一些双肢墙和多肢墙。因为对于单肢墙来说, 一个方向的刚度仅由该方向的的剪力墙提供, 而双肢墙和多肢墙, 一个方向的刚度由该方向的剪力墙和相连的翼缘共同提供。当把纵横墙连成T、L形及封闭形时, 可充分发挥剪力墙自身刚度, 避免同方向的所有剪力墙同时在结构底部屈服而形成不稳定的屈服机构。

(6) 剪力墙宜设置在不需要开大洞口的位置。这样可形成刚度较大的抗侧力构件, 因为框-剪结构中的剪力墙, 其片数是有限的, 为了使其起到主要抗侧力构件的作用, 每片剪力墙都需要一定的刚度, 如剪力墙上开大洞口, 则其刚度被大大削弱, 这与设置剪力墙的初衷相违背。

3) 剪力墙的位置和数量的验证。

剪力墙布置的位置和数量是否合适应通过一定的方法检验。侧向位移满足《高层规程》的要求, 是合理设计的必要条件之一, 但不是充分条件, 即合理设计其侧向位移一定要满足规范的限值, 但位移满足了规范限值的结构不一定是合理结构, 还要考虑周期、地震力大小等综合条件。因为抗震设计时, 地震力的大小与结构的侧向刚度直接相关, 侧向刚度小, 则吸收的地震力也小, 侧向位移也可能在规范允许的范围内, 此时的结构设计不一定是合理设计, 所以在满足侧移条件以及高层结构设计需控制的轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比、层间受剪承载力比等目标参数外, 还应考虑其他的综合因素。

(1) 通过结构自振周期的验算剪力墙的布置, 对于正常的设计, 不考虑周期折减的结构计算自振周期, 框-剪结构其第一振型的周期T1= (0.06～0.12) n, 第二、三振型的周期近似为T2= (1/3～1/5) T1, T3= (1/5～1/7) T1。

(2) 通过结构底部的计算剪力来验证剪力墙的布置。一是结构底部的剪重比要大于规范规定的最小限值, 二是对于截面尺寸、结构布置都比较正常的结构, 其位移曲线应为反S形曲线, 且接近直线, 在刚度比较均匀的情况下, 位移曲线应连续光滑, 无明显的突变和拐点。

4) 剪力墙的构造。

结构的抗震构造措施应和抗震计算具有同等重要的地位, 在进行概念设计时, 构造措施甚至比抗震计算还要重要。在注意满足规范要求的同时, 尚应注意以下几点:

(1) 框-剪结构中的剪力墙一般是零星分散布置的, 所形成的结构刚度并不很大, 为了使剪力墙成为主要的抗侧力构件, 《抗震规范》第6.1.8条规定“一、二级抗震墙的洞口连梁跨高比不宜大于5, 且梁截面高度不宜小于400”, 这是要求连梁的刚度不宜太小。相反, 在剪力墙结构中, 由于墙体多而密, 所形成的结构整体刚度往往过大, 吸引的地震力大, 因此, 《抗震规范》第6.1.9条规定较长的抗震墙宜开设洞口, 将一道抗震墙分成长度较均匀的若干墙段, 洞口连梁的跨高比宜大于6, 各墙段的高宽比不应小于2, 这是要求连梁刚度不宜太大。规范的这些要求是通过控制剪力墙连梁的刚度, 来调整剪力墙墙体的刚度, 从而使结构整体刚度调整至合适程度, 更好地发挥开洞剪力墙的作用。

(2) 一片剪力墙的长度不应大于8m, 当超过时, 应利用洞口分割成两片墙, 当功能上不需要洞口时, 洞口可用轻质材料填充, 因为过长的剪力墙中央部分的钢筋尚未达到屈服阶段, 其端部的钢筋早因变形过大被拉断而破坏, 这对在核心筒位置布置的剪力墙应特别注意。

(3) 框-剪结构是典型的双重抗侧力结构体系, 抗震设计中, 通常剪力墙作为第一道抗震防线首先屈服, 框架作为第二道抗震防线。框架在剪力墙屈服后增加了荷载效应, 应让框架有足够的安全储备, 规范中对框架总剪力的调整有明确的规定。在框-剪结构中, 无论在剪力墙屈服以后 (剪力墙刚度退化) , 或者在框架部分构件屈服以后 (框架刚度退化) , 另一部分抗侧力结构仍能发挥较大作用, 在两部分之间会发生内力重分布, 它们仍能够协同变形共同抵抗地震而不至于倒塌。总之, 适当处理构件的强弱关系, 使其形成多道抗震防线, 充分发挥双重抗侧力结构体系的作用, 保证结构的承载力和良好的延性, 是增强结构抗倒塌能力的重要措施。

通过以上的分析可知, 要对框-剪结构做出合理的设计, 就要对框-剪结构中的剪力墙做出合理的设计, 包括剪力墙的合理数量及布置位置、其构造措施等, 并应通过一定的方法验算其合理性, 使其满足安全、经济合理的使用要求。在具体工程中, 应首先在概念分析的基础上进行试算, 当其满足规范中的位移、地震周期、侧移曲线等各方面的要求时, 可认为剪力墙的设置是合理的, 再辅以正确合理的构造措施, 这样才可能做出合理的框-剪结构的设计。

摘要：从剪力墙的合理布置位置及数量、构造措施等方面分析框架-剪力墙结构的合理设计。

关键词：抗侧力结构体系,侧向位移,结构刚度,框-剪结构,合理设计,剪力墙,构造措施

参考文献

[1]GB50011-2001.建筑抗震设计规范.

[2]JG J3-2002.高层建筑混凝土结构技术规程.

[3]张维斌.多高层钢筋砼结构释疑及工程实例.中国建筑工业出版社.

[4]李国胜.砼结构设计禁忌及实例.中国建筑工业出版社.

框架剪力墙结构有哪些优化策略？ 篇5

一、剪力墙结构的最优厚度设计，根据结构抗震概念设计及规定，结合建筑功能设计，初步选定剪力墙结构构件的设置位置，根据场地工程地质条件，在所涉及地震波长较短，周期较小时，结构自震周期越长，对结构抗震越不利，

所以，对框架一剪力墙结构剪力墙抗侧移构件水平截面面积的优选原则就是：在水平地震作用下，结构水平侧移值达到或接近等于规范规定的最大侧移值。

浅析框架剪力墙结构工程施工工艺 篇6

关键词：建筑工程;框架剪力墙结构;施工技术

人们的生活越来越好，对建筑的性能和质量有着更高的要求。在城市建设中，建筑工程施工是重要的环节。再这样好的形势下，建筑行业有了更好地发展空间。当下建筑行业的大发展，使得现代建筑施工中的施工材料和施工工艺有更多的创新和创意。城市的发展中高楼林立。充分的满足了老百姓对建筑的需要，也为城市增加了更多的漂亮的风景。

1 框架剪力墙结构概述

在高层建筑工程施工中，框架剪力墙结构主要是受建筑水平荷载的影响，在框架结构和剪力墙的相互作用下，从而保障建筑水平荷载的传递。不过，在不同的建筑工程施工中，剪力墙结构所承受的水平剪力也存在着一定的差异。因此，为了使得整个高层建筑结构的稳定性和可靠性得到进一步的提高，保障了建筑工程施工的经济效益，我们就将框架剪力墙结构应用到其中。

当下在高层建筑工程施工的过程中，人们一般都会采用双向抗侧力结构体系来对其进行施工处理，这样就使得整个建筑结构的抗震性能得到进一步的保障，提高了建筑工程施工的质量。一般来说，我们在对剪力墙结构进行建设施工的过程中，通常都会采用均匀、分散的施工原则来对其进行处理，这样不仅有利于建筑结构水平荷载的传播，还使得整个建筑结构的稳定性得到保障。而且我们在对剪力墙结构进行设计的过程中，还要对其对称性进行严格的要求，根据工程施工的实际情况和相关要求，来让建筑物的刚度得到提高，使其在使用的过程中，不会受到各方面因素的影响，而出现相应的质量问题。

2 框架剪力墙结构工程的设计

2.1 框架内力调整

我們在建筑工程剪力墙工程建设施工的过程中，人们为了使其抗震性能得到进一步的提高，就将一些新型的抗震技术和设计方法应用到其中，这样就使得建筑结构在地震水平作用的情况下，不会出现质量问题。而且技术人员也可以根据工程施工的实际情况，来对剪力墙的数量进行有效的控制，这就使得整个建筑结构的抗震等级得到明显的提高。另外，在建筑工程施工的过程中，如果人们没有建筑抗震设计的相关要求，那么我们也可以采用框架内力调整的办法来对框架剪力墙结构的数量以及位置进行设计，进而满足现代高层建筑工程施工的相关要求。

2.2 带边框剪力墙的构造

在框架剪力墙结构设计的过程中，带边框架剪力墙结构的应用，可以很好的保障了建筑物的稳定性和可靠性。而且设计人员也可以根据建筑楼层的高度，带来剪力墙底部结构的厚度进行相应的控制。此外，我们在建筑抗剪结构建设施工的过程中，为了使得框架剪力墙的抗拉应力得到有效的保障，人们也将钢筋材料应用到其中，这就很好的保证了建筑工程施工的质量和效益。与剪力墙重合的框架梁可以保留，或者做成宽度与剪力墙厚度相等的暗梁，暗梁的高度可取墙厚的2 倍或与框架梁截面等高;暗梁的配筋可以按构造配置并满足一般框架梁相应抗震等级的最小配筋率的要求。

3 框架一剪力墙结构工程实例分析

3.1 工程概况

（1）甲建筑为一广场，也是一综合性公共建筑，集办公、会议、商贸和娱乐为一体，规模大、配套全、现代化程度很高。总长142.8m，宽78m。总建筑面积112360m²，总用地面积17000m²。其建筑平面由矩形、半圆形以及各种弧形所围成，本工程按8 度抗震设防，建筑重要性为丙类，抗震等级为一级，场地类别为Ⅱ类。

（2）乙建筑为一建于老百货大楼旁的现代化综合性商业大厦，建筑物的乎面尺寸为94m×69m，总建筑面积为100000m²。主楼地上38层，高148m，基础埋深14.5m，本工程按7度抗震设防，建筑重要性为丙类，抗震等级为一级，场地类别为Ⅱ类。

3.2 结构方案

（1）柱网布置及材料选用

甲工程：x向柱距为7.8m，Y向柱距为7.8m。塔楼的平面尺寸x向长为23.4m。Y向长为50.9m。乙工程：柱网为9m×9m。混凝土强度等级最高为C50。

（2）结构体系

两者结构体系均采用现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构。甲工程在电梯间、楼梯间四周布置了钢筋混凝土剪力墙。乙工由两组钢筋混凝土墙体与框架柱组成。

（3）构件尺寸

在两工程中框架柱截面尺寸沿高度均有所减小。甲工程：塔楼的边柱截面宽度沿全高0.9m，以保持立面窗洞宽的一致，但截面高度则由首层的1.6m，分四次收缩到1.0m。乙工程：剪力墙由下往上逐次减薄，最厚为500mm，框架柱截面尺寸也沿高度逐次减小，最大为1400mm×1400mm。

3.3 地基基础及施工

（1）地基基础

乙工程主楼与裙房均采用钻孔灌注桩，选取埋深50多m 的粉砂层为桩端持力层。主楼部分的钻孔灌注桩长40多m。单桩承载力为5000kN。底板厚2000mm。裙房部分的钻孔灌注桩截面为1000×3000mm的矩形，桩长同主楼。采用逆作法施工，按“一柱一桩布置”。地下室底板兼作承台，底板厚度1000mm。

（2）施工

a.定型塑料模壳代替钢木模板。这体现在甲工程的设计中，使得施工方便快捷，大大缩短了工期。b.地下部分采用逆作法施工。乙工程的裙房采用了此项施工方法，这是考虑到裙房与原百货大楼紧接，为安全起见，地下连续墙在老百货大楼一侧不能打锚杆。临时支承柱的选择是逆作阶段的关键，这里采用了钢管混凝土柱。

3.4 对变形缝的处理

由于建筑设计的要求，甲乙两建筑均未设变形缝，而采取如下的技术措施：（1）设后浇带。在主楼与裙房交接处，从地下室底板至各层楼板均设置若干条上下贯通的后浇带，以防止建筑物的不均匀沉降，减小温度和收缩应力。（2）粉煤灰混凝土的综合利用。在所用混凝土内掺人约15%水泥重量的粉煤灰。由于粉煤灰混凝土有和易性好、后期强度高、降低混凝土的水化热等特点，以及建筑施工时间差，可利用其凝土60 天强度值的优点，节约10%～15%水泥用量。保证了超长度混凝土现浇结构不设变形缝的可能性。（3）地下室防水刚柔结合。除建筑进行涂层防水外，结构在混凝土中掺入了一定量的微膨胀外加剂，形成补偿收缩性混凝土。

4 结论

当下建筑工程中，因为经济技术的发展，眼下的建筑，框架剪力墙结构工程施工技术是实用的技术，这一技术的应用能解决人们对建筑的更高要求。但是当下框架剪力墙结构工程施工技术应用真实情况还需要不断完善，因为建筑工程的结构多变，也对框剪力墙结构工程施工技术有更高要求。这里，工程中合理的运用框架剪力墙结构工程施工技术，还解决了一些施工的难题，使得建筑的质量和性能得到了有效保证这里对框架剪力墙结构工程施工技术具体分析，大家会对它有更深刻的认识，当科学技术的不断发展，这一技术在以后的建筑工程中应用一定会有更多的推广，技术将更加规范。

参考文献：

[1]祁会祥. 框架剪力墙结构针对不同基层外保温施工技术[J].山西建筑，2010（15）

[2]沈大农，郝晓松. 框架剪力墙结构主体工程施工技术应用[J].建材与装饰，2012（5）

[3]陈安平.  建筑工程高支撑模板施工技术的运用[J]. 四川建材，2009（05）

框架-剪力墙结构抗震设计分析 篇7

随着社会的发展, 框架与剪力墙结构体系在高层建筑中越来越被广泛采用。而在同一结构中同时使用框架和剪力墙两种结构体系, 把两者结合起来共同承受竖向和水平荷载, 不仅大大减少了结构本身的侧移, 而且有效提高了结构的抗震能力。研究结果表明地震作用下, 框-剪结构中的剪力墙, 几乎承担了总水平地震作用的80%以上, 所有框架所承担的水平地震作用之和不到总值的20%, 由此看出框剪结构中的剪力墙在抗震方面起着主导作用, 如何合理地确定框架-剪力墙结构中的剪力墙的布置和数量问题一直是国内外学者研究的课题, 其设置的位置和多少直接影响到了结构的抗震性能和经济效益。

1 工程概况

某商务办公楼, 工程主楼地下一层, 地上十层, 局部为七层, 总建面积为40600m2, 其中地下建筑面积为5400m2, 地上建筑面积为35200m2, 建筑基底面积为3500m2, 建筑高度为41.15m, 总长度81.6m, 宽度56.2m, 室内外高差为0.60m。该项目设计合理使用年限50年。工程结构形式选用框架-剪力墙结构体系, 采用桩基础。商务办公楼抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.15g, 设计地震分组为第一组。建筑结构的安全等级为二级, 建筑抗震设防类别为丙类, 地基基础设计等级为乙级, 建筑桩基设计等级为乙级, 地下室防水等级二级, 剪力墙的抗震等级为二级, 按8度区、一级抗震等级采取抗震构造措施;框架梁柱的抗震等级为三级, 按8度区、二级抗震等级采取抗震构造措施。地下室部分的框架梁、墙柱的抗震等级为三级。该工程主楼一到七层主体为方形建筑, 所有剪力墙沿墙顶通长设置暗梁。其中, 车库地下室外墙顶增设暗梁, 墙水平分布筋在暗梁范围内照设。本工程所有与墙垂直的梁 (梁长L≥4m) 下混凝土墙内未设边缘构件的均设暗柱。地下室外墙水平施工缝留在基础顶300mm处, 缝内设遇水膨胀胶条。

2 工程抗震设计

2.1 基础设计

根据场地的工程地质条件, 设计采用预应力混凝土管桩+柱下独立承台基础。桩基选型依据《预应力混凝土管桩》03SG409中选取, 其制作、运输、施工按国家规范和该图集的要求进行。本工程基坑较深、面积较大, 地下室基础底板与混凝土外墙一次整体浇筑至底板面以上300mm, 并按要求设置水平施工缝。工程±0.000及以下均采用掺加SY-G型高性能膨胀抗裂剂的补偿收缩混凝土, 其限制膨胀率及各项指标符合《混凝土外加剂应用技术规范》的有关要求。

2.2 主体结构设计

梁截面尺寸设计从250 mm×300mm到400mm×1200mm不等, 柱截面尺寸设计从600mm×600mm～900mm×900mm不等。梁主筋配筋率不小于0.6%, 上部主筋70%沿梁全长贯通, 下部主筋全部直通到柱内或墙内, 箍筋在梁全长上都进行了加密, 梁端配筋设计应确保梁柱节点强剪弱弯的受力特性;框架柱按三级抗震等级采取构造措, 框架柱的轴压比控制在0.85以内, 符合规范要求;柱全部纵向钢筋配筋率不小于1.0%, 间距不大于200mm, 箍筋沿柱全高进行加密, 体积配箍率不小于0.6%, 实现强柱弱梁、强剪弱弯的抗震设计要求, 使柱具有一定延性;剪力墙布置本工程主要集中在电梯、楼梯间。在进行剪力墙的布置时充分考虑了结构抗侧力的薄弱环节, 有效的提高了结构整体的抗侧刚度。

2.3 结构抗震分析

本文采用ANSYS大型通用有限元分析软件对该框架-剪力墙结构进行了有限元建模和整体抗震计算分析。计算模型混凝土的弹性模量Ec=3.0×104N/mm2, 泊松比μc=0.2, 密度γc=2250kg/m3。钢筋的弹性模量Ec=2.0×105N/mm2, 泊松比μs=0.25, 密度γs=7800kg/m3。本文ANSYS有限元分析模型中钢筋与混凝土采用分离式模型, 混凝土单元采用八节点实体单元 (SOLID65) , 混凝土结构中的钢筋采用杆单元 (LINK8) , 钢筋与混凝土之间的粘结采用非线性弹簧单元 (COMBIN39) 。计算结果如下:

2.3.1 结构周期与基底剪力

在地震作用下该框架-剪力墙结构的前六阶振型周期分别为1.40s、1.38s、1.23s、0.47s、0.43s、0.41s。X方向前六阶振型作用下的基底剪力分别为:7201kN、8470kN、3070kN、259kN、3130kN、3131kN;Y方向前六阶振型作用下的基底剪力分别为:4875kN、9643kN、3909kN、7.85kN、52.37kN、5.03kN。

从计算结果可以看出, 结构以X向平动为主的第一自振周期为1.40s, 以扭转为主的第一自振周期为0.43s, 其比值为0.33小于0.85, 结构抗扭刚度满足规范要求。分析各振型计算结果, 各振型在地震总反应中的贡献随着其频率的增加迅速减小, 频率低的前三个振型控制了结构的最大地震反应。

2.3.2 结构变形分析

地震作用下该框架-剪力墙结构层间位移角X、Y方向最大值分别为1/938和1/879, 楼层层间最大层间位移X、Y方向分别为36.2mm和34.1mm, 符合规范要求。

2.3.3 剪力墙设置分析

本工程在进行设计施工时, 充分考虑了框架-剪力墙结构的优点, 将两者巧妙结合起来, 剪力墙设置应满足:剪力墙应设置在竖向荷载较大处;剪力墙应设置在平面形状变化处或楼盖水平刚度剧变处;剪力墙应设置在楼梯间、电梯间以及楼板较大洞口的两侧;纵、横剪力墙最好能连接成T形、L形和口字形。

通过对该框架-剪力墙结构抗震分析, 计算结果数据表明框架-剪力墙结构在水平力作用下, 水平位移由层间位移角来控制, 而不是由顶点水平位移来控制, 最大层间位移一般发生在建筑物的中部范围内。地震作用下, 框架-剪力墙结构体系中剪力墙承担了大部分的水平力, 充分体现了框架-剪力墙结构中剪力墙抗震的优势, 也说明剪力墙在整个结构的抗震中起着非常重要的作用。

3 结语

框架-剪力墙结构中, 框架与剪力墙起到了很好的互补的作用, 对于抗震要求较高的地区是一种非常合适的结构形式。框架-剪力墙结构设计的合理与否, 会直接影响到建筑物的安全使用与技术经济指标的高低。本文结合实例工程, 遵循“均匀、分散、对称、周边”的原则, 对剪力墙数目进行了合理的确定, 计算结果和实际工程建设验证了该工程抗震设计的的合理和可行性, 实现了较好的社会经济效益。

参考文献

[1]梁启智, 冯建平, 王中慧.高层建筑框架-剪力墙结构设计实例[M].广州:华南理工大学出版社, 1992.

[2]中华人民共和国国家标准, 建筑抗震设计规范 (GB50011-2001) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

浅析框架剪力墙结构设计技巧 篇8

1 简化方法

框剪结构是在框架结构中设置一定数量的剪力墙而形成的双重结构体系。从受力及变形特点来分析,水平荷载作用下,单独的剪力墙变形曲线为弯曲型,其水平侧移主要取决于所受弯矩的大小,剪力墙侧移越往上增加越快;而单独的框架变形曲线为剪切型,其水平侧移跟各楼层剪力有关,越往上侧移增加越慢。组成框架—剪力墙结构后,通过各层刚性楼板的联系,使框架和剪力墙协同工作,两者变形一致,共同承担水平荷载,将两种不同变形特征的构件组成一种弯剪型变形的结构。在水平荷载作用下,这种变形的协调使得两者之间产生相互作用力。框架剪力墙之间楼层剪力的分配比例是随楼层所处高度而变化。在下部楼层,因为剪力墙位移小,它限制框架变形,使剪力墙承担了大部分剪力,两者之间产生压力,使框架的层间侧移减小:在上部几层,剪力墙位移越来越大,而框架的位移逐渐变小,两者之间产生拉力,即框架除了要承担原有的那部分剪力外,还要承担拉回剪力墙变形的附加剪力。

框剪结构是一个复杂的组合结构[3],在仅考虑结构的水平作用时可作如下假定:

1)认为框架、剪力墙在其自身平面内的刚度很大而在其平面外的刚度相对来说又极小,故可忽略其平面外的刚度。这样,就可把纵横向的框架与剪力墙分别考虑,化空间结构为平面结构来处理。

2)认为各楼层在其自身平面内的刚度为无穷大,在水平荷载作用下,各平面抗侧力结构之间通过楼层联系而协同工作,因此同一楼层处所有框架和剪力墙的水平位移均相等:楼层只发生刚体运动而不产生变形,这样整个结构的水平荷载就可按框架与剪力墙的等效刚度进行分配,然后即可分别进行变形和内力的计算。

3)水平地震作用由框架和剪力墙共同承担,因而整个结构可划分为若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载,垂直于该方向的结构不参加受力。

4)侧向力的合力通过结构的抗侧刚度中心,即结构的平面没有整体扭转。基于上述基本假定,可以把同一结构的所有框架和剪力墙合并为总框架和总剪力墙,在总框架和总剪力墙之间用无轴向变形连梁连接。根据连梁的不同连接形式,可将实际结构简化为刚接体系和铰接体系。采用杆模型分析时,这两种体系在水平荷载作用下的整体反应区别不是很大。对于动力学分析,还需作进一步考虑。在实际工程应用中仅考虑水平地震作用时,对于框剪这类抗侧力结构的整体动力特性分析,一般应将杆模型进一步简化为弯剪型层间模型进行处理。相对于剪切型层间模型,弯剪型模型考虑了相邻层弯曲的影响,与实际状况更为吻合。简化为弯剪型层间模型的关键在于楼层层间刚度和侧移刚度矩阵的推导,可以使用结构动力分析的凝聚方法和柔度法。

在对原结构进行简化时,要时刻控制好结构的质量分布及各质点的运动加速度,首先要充分了解结构的动力特性;其次要模拟有代表性的地震地面运动情况。要合理地简化为一维模型,关键是如何确定一维模型的质量和刚度分布。

1)等效质量及分布:相对比较容易确定。对于一维杆系模型来说,根据框剪结构的具体情况,原结构可等效为由若干段等截面杆组成的杆件系统,而每段杆的线密度可以根据原结构沿高度方向的质量分布来确定。

2)等效刚度及分布:由于影响刚度的因素较多,确定起来也相对困难得多。对一维杆系模型是要确定每段杆的截面惯性矩。由于刚度直接影响结构的位移,所以目前确定等效刚度所采用的常用方法是“顶层位移法”。

2 算例

本次计算选用的是一幢12层的框架—剪力墙结构,主要承重部件是3排4列共计12根立柱、每层的15根梁和2榀剪力墙。2层～11层结构形式相同,底层和顶层的层高不同于中间各层。楼顶标高39.5m,底层层高为6.0m,2层～11层层高均为3.0m,12层层高为3.5m。底层立柱截面采用500mm×500mm,其余各层采用450mm×450mm。梁截面采用统一形式200mm×300 mm。剪力墙厚度取250mm。楼板厚度取100mm。整个模型采用同一种混凝土材料,弹性模量Ex=3.0×1010Pa,泊松比为0.2,密度为2500kg/m3。通过分析得到自振频率和顶层位移,运用简化分析方法得出简化模型的自振频率和顶层位移。

表1给出了框剪结构用ANSYS分析的三维实体模型和一维杆系模型自振频率的结果比较,表2给出了三维实体模型和一维简化模型在单位加速度(m/s2)所产生的惯性体积力作用下的顶层位移。

通过上面这些结果的比较不难看出,三维模型和一维模型的整体自振频率是非常接近的,并且实体模型的顶层位移与简化模型的顶层位移也非常的接近。这也就进一步说明,采取适当的简化方法,将空间结构简化为某方向上的一维结构是可行的。对框剪结构的一维简化模型施加相应反应谱激励,得出简化模型的反应谱响应,简化模型的基底剪力和顶部位移如表3所示。

根据等效地震荷载,计算出在等效地震作用下,实体结构顶部位移和基底剪力如表4所示。

由上述结果的比较可以看出,简化模型与实体结构的分析结果虽然有一定的误差,但是各种情况均误差较小,说明用一维杆系模型来模拟原结构的地震作用是合理而有效的。

摘要：利用ANSYS软件对框架-剪力墙结构进行了整体结构动力分析,得到了框架-剪力墙的振型、周期等自振特性,通过这些动力特征,进而了解了该类型结构的刚度分布情况,根据刚度分布情况进行了结构简化分析。

关键词：框架-剪力墙,抗侧刚度,简化模型

参考文献

【1】黄本才.高层建筑结构力学分析[M].北京:中国建筑工业出版社,1990.

【2】包世华,方鄂华.高层建筑结构设计(第2版)[M].北京:清华大学出版社,1990.

【3】梁启智.高层建筑结构分析与计算[M].广州:华南理工大学出版社,1992.

某框架—剪力墙结构设计优化 篇9

1工程概况

本工程为框架—剪力墙结构,总建筑面积4. 1万m2,地上11层( 不含机房层) ,地下1层。抗震设防烈度7度( 0. 15g) ,所属地震分组第一组,建筑场地类别为Ⅱ类,抗震设防类别为重点设防类,框架抗震等级为二级,剪力墙抗震等级为一级。采用梁板式筏形基础。地下1层建筑层高为4. 2 m,地上1层层高5. 6 m, 2层4. 2 m,3层4. 3 m,设备层2. 2 m,4层4. 1 m,5层以上3. 9 m。

2结构设计优化的基本思路

结构安全性和造价经济性是结构设计的两大基本要求,但二者往往较难做到平衡统一,或偏于不安全,或偏于浪费,或浪费的同时还伴有安全隐患。然而基于方案的结构优化设计往往能够兼顾结构安全性与经济性的要求,结构设计优化的目的是为了消除可能存在的安全隐患,并在满足安全性的前提下节省造价。

本项目结构设计优化从结构安全性复核、建筑做法优化、基础方案优化、构件精细化设计、计算参数复核等方面进行。

3结构设计安全( 质量) 隐患复核

经复核,该结构设计存在如下安全隐患。

3. 1隔墙荷载考虑不足

内隔墙选用TB钢丝网架珍珠岩夹芯板70型,成墙后重量135 kg / m2,计算模型中各层隔墙线荷载输入值均为4 k N/m2,荷载考虑不足,建议按照实际隔墙高度进行线荷载复核调整。

例如首层,梁高0. 65 m,线荷载q = ( 5. 6 - 0. 65) × 0. 135 × 9. 8 = 6. 5 k N / m2。

3. 2悬挑梁安全隐患

3. 3裂缝控制安全隐患

13. 550标高以下( 含13. 550楼面) 混凝土强度等级均为C40,不利于基础及地下室外墙裂缝控制,经复核,基础及地下室外墙混凝土强度等级采用C30即可满足要求。建议梁板、基础及地下室外墙混凝土强度等级调整为C30。

在对结构设计优化过程中,对于原结构设计安全隐患或质量隐患的复核是极其重要的一个方面,结构设计优化是在保证结构安全并消除原设计结构安全隐患的前提下进行的。

4地下室顶板做法优化调整

原设计地下室顶板降板600 mm,回填CL7. 5轻集料混凝土。 按建筑图,地下1层6 ~ 18 /L ~ Y范围为变配电室,给排水管线不能穿越; 地下1层1 ~ 11 /Y ~ P,1 ~ 6 /L ~ Y范围为库房,给排水管线也不宜穿越。除了上述房间之外,其他房间排水管线均可以穿越,建议不降板,附加恒载可由10 k N/m2减值2 k N/m2,地下1层顶梁、板截面和配筋可减小,传至基础的荷载也减小。原设计CL7. 5轻集料混凝土,容重为16 k N / m3,造价较高,建议调整为容重为16 k N/m3的灰土垫层,材料价格降低,经济性好。对建筑做法进行细致推敲,可以降低建筑材料造价; 通过对降板范围的优化,减少了结构荷载,从而不但使结构造价降低,还能提高结构的安全性。

5地基基础方案优化调整

原设计基础采用梁板式筏板基础,地基采用天然地基,持力层为粉质粘土,地基承载力特征值为180 k Pa。基础梁主要截面尺寸为0. 9 mm × ( 1. 3 m ~ 2 m) ,筏板厚度为0. 6 mm,基底标高为- 7. 200,筏板与基础梁底平。

原基础方案的土方开挖及回填量、钢筋用量、混凝土用量、模板用量均偏大,且施工便利性差。

建议的基础方案为: 柱下采用独立基础,剪力墙( 包括挡土墙) 下采用条形基础,独立基础及条形基础厚度0. 9 m ~ 1 m,基础形式为锥形; 其余范围采用防水板,厚度为0. 25 m,防水板与独立基础底平,基础底标高调整至- 6. 200。独立基础及条形基础下采用CFG桩复合地基进行地基处理,其余范围不处理[2]。

按照地质勘察报告提供的设计参数,经核算,当采用400 mm桩径,14. 5 m桩长,3. 5倍桩间距进行地基处理后,CFG桩复合地基承载力为520 k Pa,深度修正后的承载力为540 k Pa,地基土压缩模量的计算按《建筑地基处理技术规范》要求进行计算。 经过优化调整之后,地基承载力及变形均满足规范要求。

优化前后经济指标对比见表1。

基础方案调整之后,基础造价约节省90元/m2( 按全楼建筑面积核算) ,经济性很好,且便于施工。可见,方案性的优化在结构设计优化中的效益是最明显的。

6地下室挡土墙优化调整

7剪力墙设计优化调整

1) 剪力墙厚度、配筋。原设计剪力墙厚度、配筋均偏大,对墙厚进行适当调整,配筋进行精细化设计。在底部加强部位及以上选取有代表性墙体,进行优化前后墙厚和配筋对比,见表2。

2) 边缘构件。边缘构件实配纵筋和箍筋比计算需要和构造要求放大较多,对其纵筋进行精细化设计,纵筋节省比例为20% ~ 35% ,箍筋节省比例为20% ~ 30% 。

3) 连梁高度和配筋。连梁高度过高,跨高比小,且纵筋过大, 不符合抗震概念设计要求,适当减小连梁高度,连梁纵筋配筋由最大抗剪能力对应的弯矩确定,可保证连梁的抗震能力[3],且节省材料,同时还提高了结构的抗震耗能能力,从而具有更高的抗震安全性。

8框架柱和框架梁优化调整

1) 框架柱箍筋。按整体计算参数,框架柱箍筋强度等级为一级钢( HPB235) ,而框架柱实配箍筋采用三级钢( HRB400) ,计算参数与施工图不符,导致框架柱箍筋偏大,不经济。将框架柱箍筋调整为三级钢( HRB400) 重新进行整体计算,对施工图中框架柱箍筋进行调整,箍筋量可节省30% 左右。在对结构进行整体计算时,一个参数取值不当,可能会导致大量的成本增加,进行设计优化时,结构整体计算模型中计算参数的复核非常必要。2) 框架梁宽度和箍筋。原设计框架梁宽度为350 mm,箍筋为四肢。经核算,梁宽均可调整为300 mm,箍筋可调整为两肢箍均可满足要求, 经济性好。

9结语

本项目通过结构设计优化,在解决了安全隐患的同时,节省工程造价约150元/m2,是一个从多维度进行结构设计优化的典型案例。1) 结构设计优化是以满足安全性要求为前提,在结构设计优化中对于消除结构安全隐患更加重视。2) 结构设计优化中, 方案性优化的效益是最明显的,在不降低结构安全度的基础上, 既可以节省较多的工程造价,又可以提高施工便利性或节省工期。在本项目中,地基基础方案优化节省的工程造价占总造价比例的60% 。3) 在结构设计优化中,对结构整体计算模型参数的复核至关重要。如框架柱箍筋计算模型中是HPB235,施工图中是HRB400,一个参数弄错了,就会带来很大的浪费。4) 精细化设计既可以使结构设计更合理,又可以节省工程造价。如地下室外墙一个截面就决定了整个地下室外墙的造价,所以对精细化设计的要求更高。5) 结构设计优化中,吃透建筑条件也非常重要。如地下室顶板建筑做法,通过了解设计意图,减少了覆土范围,并调整了回填材料,不但节约了结构造价,还提高了结构的安全性。 6) 结构设计优化是要让结构满足适度的安全度,盲目增加配筋或截面的情况,不但会提高工程造价,还会因为违背了强柱弱梁、强剪弱弯等抗震概念,造成结构的安全隐患,因此需要进行调整,使设计更加安全、合理、经济。

摘要：结合某框架—剪力墙结构工程实例,以结构设计安全性为前提,介绍了该结构优化设计的基本思路,从地下室、地基基础、挡土墙、剪力墙等方面,阐述了结构优化设计的调整方案,使该结构的设计更加安全、经济、合理。

关键词：剪力墙,框架柱,地基基础,结构设计

参考文献

[1]程懋堃.结构创新思维设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2015.

[2]闫明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

浅谈框架剪力墙结构的设计要点 篇10

框架-剪力墙结构, 俗称为框剪结构。主要结构是框架, 由梁柱构成, 小部分是剪力墙。墙体全部采用填充墙体, 由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成, 在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。

由于框架-剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构两种体系的优点, 既能为建筑平面布置提供较大的使用空间, 又具有良好的抗侧力性能, 框架-剪力墙结构已经成为当代高层建筑设计普遍采用的结构形式。

框架-剪力墙结构也有其不足之处, 因框架梁柱相较于剪力墙刚度较小, 剪力墙更容易吸引地震力, 故剪力墙部分很难通过计算, 须将剪力墙厚度增加到很大才行, 但是往往因为剪力墙的加厚会引起更加不均匀的地震力分配导致此部分剪力墙更加不利。

那么, 在设计框剪结构之前, 要先了解相较于其他结构形式, 框架-剪力墙结构的自身特点, 及其工作原理, 以此作为实际工作中框架-剪力墙结构设计的指导依据。

2 框剪结构的特点

2.1 变形特点

在水平荷载作用下, 框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主, 而剪力墙的变形曲线则以弯曲型为主。[1]由于两者是受力性能不同的两种结构, 因而两者之间需要通过楼板来协同工作。由于楼板平面内刚度很大 (计算中假定为无限刚性) , 因此在同一楼板处必有相同的位移, 这就形成了框剪结构特有的变形曲线, 呈反“S”形的弯剪型变形曲线, 如图1所示。

由图1可以看出, 框架下部位移增长迅速, 上部增长较慢, 剪力墙则与之相反。在框剪结构下部, 侧移较小的剪力墙对框架提供帮助, 墙把框架向左边拉, 框剪的侧移比框架单独侧移小, 比剪力墙单独侧移大;而上部, 框架又可以对剪力墙提供支持, 即框架把墙向左边推, 其侧移比框架单独侧移大, 比剪力墙单独侧移小。最终框剪结构层间相对位移比大大减小, 结构侧向刚度得到很好地提高。值得注意的是, 在框架和剪力墙的协同工组中, 楼板的面内刚度和整体性起了十分重要的作用, 如果楼板开大洞, 或楼板平面凹入过大或有较大的楼层错层, 造成楼板面内刚度急剧变化、整体性较差, 都会大大影响框架和剪力墙两者协同工作的效率。

2.2 受力特点

剪力墙的侧移刚度远大于框架, 因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架 (一般情况下, 约80%以上水平荷载由剪力墙来承担) 。且剪力墙在下部结构中侧向位移趋势小于框架, 故剪力墙在一定程度上约束了框架结构的侧向变形, 水平荷载主要由剪力墙承担;而在上部结构中, 由于剪力墙侧向位移逐渐加大并有超出框架部分的趋势, 故此时框架结构反而会承担一部分约束剪力墙侧向变形的附加力, 因此, 在上部结构中框架也承担了很大一部分的水平力。由于上述变形的协调作用, 框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。框剪结构中的框架底部剪力为零, 剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部, 而纯框架最大剪力在底部。框剪结构在水平力作用下, 框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化。所以对于高层框剪结构, 要提高其抵抗侧向变形的能力, 即侧移刚度, 在实际设计中就体现为控制水平位移。

上述情况从计算结果数据中可以明确地看到:

从竖向剪力分配来看, 框架结构对剪力的控制部位一般在建筑的中部或上部, 而剪力墙的控制部位一般在建筑的底部。综合两种结构的框剪结构, 其最大的层间位移一般在 (0.4~0.8) H范围内的楼层, 以下是某框剪结构计算结果片段, X方向地震力作用下的楼层最大位移 (见表1) 。

框架柱地震剪力百分比, 如表2所示。

结果显示楼层越高, 框架柱承担的剪力越大;结构的最大层间位移角为16层, 位于建筑的中间部分, 与理论相符。

3 框剪结构设计需注意的问题

框剪结构中既有框架也有剪力墙, 只要结构布置合理, 可以很好地发挥两者的优点, 避开两者的缺点。结合规范及以往设计经验, 我们应该在以下几个方面予以注意。

3.1 剪力墙布置

在框剪结构布置中, 应考虑到结构刚度的对称性, 按“均匀、分散、对称、周边的基本原则布置。在《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2010) 第6.1.8条中, 规定如下。

1) 抗震墙宜贯通房屋全高。

在实际设计中, 不宜出现剪力墙布置的突变, 即不宜减少剪力墙的布置, 只可适当变薄, 但尽量避免剪力墙位置的变动, 否则在突变楼层、位移及剪力墙受力会非常不利。这一点可以在振型曲线中体现, 如果结构刚度没有突变, 则振型曲线是比较连续光滑的曲线, 不会有大进大出和大的凹凸曲折出现。理想的振型曲线, 在平动状态下, 第一振型无零点, 第二振型在0.7~0.8H处有一个零点, 第三振型在0.4~0.5H及0.8~0.9H处个有一个零点。如图2所示。

所以, 在实际结构设计中, 应尽量避免减少剪力墙, 宜全楼通高布置, 这就需要在方案阶段, 密切与建筑专业沟通配合, 争取剪力墙的最佳布置方案。

2) 楼梯间宜设置抗震墙, 但不宜造成较大的扭转效应。

众所周知, 在普通情况下楼梯间刚度较为脆弱, 不管是砌体结构中要求楼梯间4角布置构造柱还是框剪结构中布置剪力墙都是对其刚度的加强, 前提是, 不能一味地将墙体全都布置在楼梯间, 以免刚度过于集中过大地削弱外围结构的刚度造成结构扭转。

3) 抗震墙两端 (不包括洞口两侧) 宜设置端柱或与另一方向的抗震墙连接。

一般在框剪结构设计中, 我们会在剪力墙每层的层顶增加墙顶暗梁, 剪力墙不能形成筒状结构时, 均依附周围框架柱建立, 使剪力墙和框架更好地协同工作, 使之形成连续、完整的抗侧力结构。而且两柱间整个柱距增加一段剪力墙比增加同等长度的多个墙垛有效得多, 甚至增加墙垛对框剪结构的位移及刚度的调整不会出现较好的调节作用, 故在框剪结构中, 剪力墙四周宜有框架柱及梁形成一个边框, 主要是因为, 边框墙可以使斜裂缝向相邻墙面扩展的现象得以避免, 而且当墙板遭到破坏后, 还可将其作为承重构件, 起到承重的作用, 在破坏过程中形成二级防护, 对阻止结构彻底破坏起到一定的作用。

4) 房屋较长时, 刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间。

在水平力作用下, 结构的外圈水平位移较大, 若刚度较大的剪力墙布置在端开间, 则在刚度越大吸收地震力越大的情况下, 水平位移也会越大, 对结构非常不利。对于每肢墙的高宽比需进行合理地控制。对于较长的剪力墙, 墙中间宜设置洞口削弱其刚度, 双肢墙或多肢墙的设计, 可以使出现在结构竖缝和洞口连梁处的裂缝和屈服部位得到有效地控制, 同时还能够降低其刚度, 从而避免剪切破坏或者是底部墙体过早屈服现象的发生。

5) 抗震墙洞口宜上下对齐, 洞边距端柱不宜小于300mm。

洞口上下对齐是承重墙结构的共同要求, 包括砌体结构及剪力墙结构, 放置洞口移动造成剪力突变从而引起破坏。洞边距端柱不宜小于300mm则是为了端柱能较好地发挥作用。

3.2 连梁设计

框剪结构中的连梁, 应允许其在大震作用中有一定的破坏从而保护剪力墙自身的安全, 在实际设计中, 尤其在地震烈度较大的地区, 连梁超筋难以避免, 但作为抗震的第一道防线, 在计算过程中, 连梁超筋仍需要给予重视[2]。在《混凝土结构设计规范》 (GB 50010—2010) 第11.7.11条中, 给出了通过增加对角斜筋及对角暗撑来增加连梁抗剪能力的一些构造要求, 另外, 在《全国民用建筑工程设计技术措施》 (结构) 附录B中, 也给出了剪力墙连梁超限时的设计建议。由于跨高比越小连梁的刚度越大其延性越小, 在设计跨高比较小如趋近于1的连梁时, 可在连梁高度1/2处设置水平缝, 形成双连梁。

材料力学中, 截面中最大的弯曲剪应力在中性轴处, 即沿截面中线形成剪力流, 而双连梁可视为两个梁, 下部梁受拉, 上部梁受压, 形成一个附加的轴力, 而该轴力形成的内力偶可视为双连梁在其上下两个梁中线形成的大小相等、方向相反的剪力流, 从而对外力起平衡作用, 改变抗剪承载力的受力状况, 增强了连梁的延性。如图3所示。

3.3 控制结构自振周期

在实际结构设计中, 在地震作用下有2个设计方向: (1) 结构尽量做柔, 以消耗地震力作用, (2) 结构设计刚度较大, 以抵抗地震力作用, 不同的设计方向取决于具体项目的方案, 应具体问题具体分析。可以说, 框剪结构中并非剪力墙越多越好, 墙体越多, 厚度越大, 刚度也就越大, 自振周期也越小, 吸引的地震力也就越多, 如图4所示。

从图4可以看出, 自振周期在0~0.1区间, 地震影响系数呈线性快速上升趋势, 在0.1~Tg之间, 达到最大, 所以结构自振周期应避免出现在这2个区间内, 应控制在Tg~5Tg之间, 且在该区间内, 随自振周期增大, 地震影响系数呈下降趋势, 地震力作用减小, 结构也更易于通过计算。从下面的结构计算结果可以明显看到。

用两个实例来做对比, 两个工程均位于8度区0.2g, 地震分组为第一组, 特征周期均为0.35。

实例1:结构刚度大, 自振周期偏小, 地震力作用力大 (见表3) 。

%

实例2:结构刚度适中, 自振周期偏大, 地震力作用减少 (见表4) 。

%

结合2个工程实例, 从结果可以看出, 与理论相符。

4 结语

综上所述, 在框剪结构的设计中应注意以下几点:

1) 协调各构件的刚度及延性, 在提高框架部分空间性能的同时有效地布置剪力墙。

2) 在设计初期与建筑专业做好协调工作, 使得剪力墙可以贯通建筑全高, 并在建筑的楼电梯间、端部及角部布置适量剪力墙。

3) 增加多道抗震防线及延性耗能机构。

4) 学习并采用一些新材料、新技术来提高结构自身的抗震性能。

α—地震影响系数;αmax—地震影响系数最大值;T—结构自振周期;Tg—特征周期;γ—衰减指数;η1—直线下降段下降斜率调整系数;η2—阻尼调整系数。

摘要：框剪结构是在框架结构中设置一定数量的剪力墙而形成的双重结构体系。通过变形特点和受力特点的分析, 作为框剪结构设计的指导依据, 逐条分点详细说明, 并结合振型曲线形象说明剪力墙布置引起刚度突变的不利结果。分析连梁的设计方法及双连梁的设计原理, 有效解决连梁超筋问题, 并与工程实例相结合, 最终总结出框剪结构设计需注意的要点, 从而做出安全、经济的优化设计。

关键词：框剪结构,变形特点,受力特点,双连梁,自振周期

参考文献

【1】韩淼, 李守静.设防水准对框架—剪力墙结构工程造价的影响[J].工程抗震与加固改造, 2010 (6) :165-166.

框架剪力墙结构建筑施工技术分析 篇11

关键词：建筑工程；框架剪力墙；施工技术；分析

前言

框架剪力墙技术是一项相对成熟且应用广泛的建筑工程，它大幅度提升了建筑工程的施工质量，施工效率，缩短了初期的施工工期，而且增强了建筑工程的稳定性和实用性，节约了施工所需的人力成本和管理成本。在具体的建筑工程施工中国，要注意结合实际情况，确定合理的施工方案，努力把框架剪力墙结构的优势发挥到最大。

一、工程概况

某工程占地面积2300m2，总建筑面积13250m 2，地上12层。其中，一至三层商铺，四层为转换层，五至十一层为商品住宅，十二层为跃式住宅。本工程基础先张法预应力混凝土管桩基础，主体结构为钢筋混凝土框架结构，电梯井部分设置剪力墙，屋盖为全现浇钢筋混凝土屋面。

二、框架剪力墙结构概述

简单来说，框架剪力墙结构即建筑内部的柱梁和承重结构，这些柱梁大部分由钢筋混凝土浇筑而成，具备极好的承重力和抗压性能。框架剪力墙区别于其他承重结构最关键的一点在于它的灵活性，能根据所需承重强度的大小合理设置框架剪力墙的多少，特别是在高层建筑中，由于人员密度大、活动频繁，这种灵活而实用的框架剪力墙结构备受青睐。要全面了解框架剪力墙，首先要知道其结构特征：1.框架剪力墙的受力变形特征。框架剪力墙结构放置时是垂直于地面的，而且内部没有填充材料，当受到屋顶压力和地面支持力的作用时，会发生弯曲性形变，对建筑结构变形起到有效的缓冲作用。

2.框架剪力墙的刚度变化特征。所谓“刚度”，即施力与产生的形变量的比值，用来反映材料或结构抵抗形变的能力，当框架剪力墙结构的受力性能接近纯框架结构，即基底弯矩约占总弯矩的20%时，框架的刚度就会受到影响，就要设置相应的抗震等级。而当基底弯矩占80%左右时，框架刚度接近最小，就要采取合理的有效的结构措施，进行抗震减震。

3.框架剪力墙的防震抗震特征。确定框架剪力墙结构抗震等级的主要依据就是《抗震设计规范》及《钢筋硷高层建筑结构设计与施工规程》，重点是设计好剪力墙刚度及框架的刚度之间的比例关系。通过了解框架剪力墙结构的特征，能够为探讨其施工技术提供必要的基础和方向，也能够为其提供相应的指导。

三、框架剪力墙结构建筑工程施工设置

高层建筑的框架剪力墙结构工程施工中，首先要确定框架剪力墙的施工区域，以及工期、机器设备、人员资金是否明确和到位。然后进行框架剪力墙的具体施工过程，一般分為三个阶段：建筑基础施工阶段、建筑主体施工阶段、建筑装修施工阶段。基础施工主要是进行地基勘察、土方开挖、埋设地桩和支护施工等基本工作，土方开挖和地桩埋设工作完成后还要进行土方的回填工作。另外，有些高层建筑需要进行地下室建设工作，这是在基础施工阶段完成的。在进行该框架剪力墙结构的建筑工程主体部分的施工时，具体施工主要依照建筑工程主体部分放线测量以及建筑工程墙柱钢筋和水电预埋施工、建筑工程梁板模板施工、建筑工程墙柱模板施工、建筑工程的梁板钢筋施工等，最后，是进行框架剪力墙结构的建筑工程主体部分水电预埋以及建筑墙柱、梁板砼的施工和建筑工程主体养护。最后，在进行建筑工程的装修施工中，主要对于已经建设完成的建筑工程主体进行装修以及装饰施工，主要施工步骤为：装修工程测量、装修砌筑、屋面防水层铺设施工、建筑内墙抹灰、厨卫铺砖、建筑外墙铺砖以及建筑楼梯间装修、建筑室内天花板刷漆、门窗安装等。在进行该框架剪力墙结构的高层建筑工程施工中，对于整个建筑工程的施工阶段以及施工步骤的划分，可以根据该框架剪力墙结构建筑工程的具体施工情况进行施工段的划分归类，以保证框架剪力墙结构建筑工程的施工顺利实施以及施工质量可靠。

四、主要施工技术分析

1.钢筋工程。由于转换梁负筋锚入柱及墙中的长度较长，超过梁高。先施工柱与核心筒墙时，用临时钢管支架将负筋挑起作为临时固定锚入柱中，临时钢管支架一定要按要求搭设牢固，保证梁负筋定位准确，转换层梁钢筋大部分直径分别为22mm、25mm、28mm的ⅱ级钢。对于直径大于或等28mm的ⅱ级钢，采用冷挤压套筒连接，对于直径小于或等于25mm的ⅱ级钢则采用闪光对焊接头。钢筋接头均须检验合格后才能进行钢筋绑扎。接头位置对底筋设在距支座1/4跨范围内，梁面钢筋则在距跨中1/3范围内。

2.模板工程。模板采用20mm厚夹板，100×100 mm木方。门式组合脚手架及φ48可调支撑杆加固；由于转换梁自重较大，应待梁混凝土强度达到100%后，方可拆除底模与支撑。

3.混凝土工程。本工程采用商品混凝土，泵送运输，配足混凝土施工设备，并保证能正常工作；混凝土必须先试配，施工时严格按配合比下料，外掺剂用量要严格控制，现场随时检测坍落度，如有变化，及时调整；大截面梁浇筑要仔细，分层浇灌，每层厚约500mm，振捣密实，连续流水施工，沿梁高不设施工缝；注意浇注顺序。对于建筑工程墙柱砼浇筑的浇筑施工厚度以及顺序，应按照施工要求进行，不能颠倒更不能遗漏。在进行建筑工程的梁板砼浇筑施工时，使用的是同时浇筑的方式进行施工实施，在浇筑实施过程中，应按照先浇筑建筑工程梁，再将建筑梁与板进行同时浇筑。最后，应注意对于建筑工程混凝土浇筑施工进行养护，以保证工程施工质量。

4.大体积混凝土裂缝控制技术。（1）优化配合比设计，优选原材料，掺加高效减水剂，控制混凝土水泥单方用量在250kg/m3左右，不掺任何微膨胀剂。（2）混凝土的入模温度严格控制在30℃以下，降低混凝土内部实际最高温升的速度。（3）科学合理地组织施工，采用混凝土泵送技术，板和大梁分开浇筑，均采用斜面分层法，墙体和框架柱采用整体分层法，严格控制分层厚度。（4）加强混凝土的养护工作。水平构件覆盖塑料布，竖向构件外挂麻袋片，外包塑料布，浇水次数以保证塑料布内有凝结水为准。

5.轻骨料混凝土小型空心砌块施工技术。本工程内隔墙采用粉煤灰混凝土小型空心砌块砌筑，层高分别为5.5m、4.2m、3.1m、3.5m，抗震构造措施采用的设防裂度为6度。为此，沿墙长每隔4m设构造柱，墙端、拐角、丁字交叉、十字交叉处均设置构造柱，门窗洞口两侧设抱框；沿墙高每隔2m设钢筋混凝土现浇带，沿墙高每隔400mm设置通长拉结筋。

结语

框架剪力墙结构应用面很广，在商业建筑施工和家居房屋装修中都可以派上用场，这种结构施工技术对建筑的安全性能提升大有裨益，因为它结合了框架结构的稳定性和剪力墙技术的抗压性，对整体建筑由于受力引发的形变有很好的抑制作用。框架剪力墙结构建筑技术的发展需要更多的实践检验，才能不断完善，为建筑行业提供更好的安全保障。

参考文献：

[1]王立慧.对现代建筑框架剪力墙结构施工技术的探讨[J].科技信息.2011（09）

框架剪力墙设计 篇12

1 剪力墙的结构设计及相关内容

1.1 结构设计的基本流程

我国从事建筑行业的人员比较多, 对于一些从事结构设计的设计师来说, 主要遵循的操作流程如下: (1) 根据使用者对该建筑物的基本功能需求以及该建筑物的结构和承载能力等相关特点设计, 设计的要点是保证建筑物既经济、实惠, 又功能齐全。 (2) 在框架剪力墙结构中, 剪力墙的布置水平和横向、竖向结构的部件组成需要满足建筑物在设计过程中所要求的基本条件。 (3) 依据相关经验判断剪力墙的结构尺寸, 并使用常规的设计软件计算建筑物内部所需要的内力。 (4) 查看计算出的数值是否符合我国建筑相关标准。一旦出现不满足的情况, 及时调整参数, 直到满足为止, 并在此基础上, 根据当地 (本文以新疆乌鲁木齐的地质条件为例) 的地质条件制订基础的设计方案。

框架结构的高度比较低 (不能够超过60 m左右) , 而框架剪力墙结构的高度比较高 (能够达到150 m左右) , 因此, 框架剪力墙结构中剪力墙的布置和结构优化显得尤其重要。

1.2 框架部分与剪力墙部分协同工作

框架剪力墙结构主要包括框架部分和剪力墙部分, 这两部分都具有承担水平荷载的作用。框架部分偏重于承担竖向荷载, 而剪力墙部分偏重于承担侧力构件部分的荷载。相关资料显示, 在水平荷载的作用下, 框架部分的建筑楼层越高, 其建筑层与层之间的位移会越来越小;相反, 剪力墙部分的建筑楼层越高, 其建筑层与层之间的位移会越来越大。因此, 框架剪力墙结构是通过楼板将框架部分与剪力墙部分连接起来, 从而使这两部分能够相互协作, 具体表现为在建筑楼层的高处一起变形, 起到抵抗水平荷载的作用。

2 剪力墙的最优布置研究分析

2.1 剪力墙的平面布置原则

框架剪力墙结构中剪力墙的平面布置原则为剪力墙的平面形状应比较简单, 规则比较对称, 刚度的分布比较均匀等, 从而能够减少承重力的偏向。框架剪力墙结构的主要设计方向是双向抗侧力结构体系, 主体之间结构部件体系之间的连接尽量少采用铰结方式。

2.2 剪力墙的最优布置原则

框架剪力墙结构中剪力墙的最优布置应该遵循以下几个原则: (1) 剪力墙应该与建筑物周围的电梯间或荷载比较大的部位对称, 并在抗震的裂缝处和伸缩裂缝处进行不同位置和不同方位的设计布置。由于乌鲁木齐地质条件具有三面环山、北部平原开阔、一级地势起伏悬殊等特点, 因此结构设计师在选择剪力墙的布置位置时要考虑到其本身所具有的特殊性, 比如在乌鲁木齐的山地处架设剪力墙。 (2) 当平面形状凹凸不平时, 结构设计师应该选择在平面凸起的部位布置剪力墙。例如, 乌鲁木齐的南部和东北部较高, 因此, 在布置剪力墙时应该重点选择南部和东北部这两个主要方向。 (3) 鉴于建筑功能的基本需求, 在布置相关剪力墙时要充分考虑到建筑物的基本功能, 当在横向和竖向上都无法满足剪力墙的布置时, 应该采用支撑的抗侧力结构布置, 尽量向接近竖向或横向的两个方向移动。 (4) 剪力墙的布置需要遵循基本的“对称、均匀”规则, 其刚度应接近单片的剪力墙, 较长的剪力墙应该布置在洞口和连梁处, 长度最好不要超过8 m。 (5) 在布置竖向的剪力墙时, 要充分考虑到墙体的中间结构部分。如果建筑物比较长, 不应该在建筑物的两端设置剪力墙。 (6) 纵向与横向之间的剪力墙应该呈现出封闭型或T形型式。 (7) 剪力墙的厚度一般不小于160 mm, 大约占建筑物楼层层高的5.1%.

3 结束语

综上所述, 由于现阶段我国一些重要城市的土地资源贫乏, 为了节省成本, 最大限度地利用好现有的资源, 设计好相关的框架剪力墙结构已成为结构设计师的主要目标。传统的工程设计主要依据的是以往的工作经验, 对于一些相类似的建筑工程设计, 设计师只是简单地模仿, 这既不利于建筑设计师思维的拓展, 也不利于经济效益和社会效益的最大化。因此, 应该加强对框架剪力墙结构中剪力墙的布置和结构优化研究, 以期为我国建筑业的可持续发展作出贡献。

参考文献