2012結(jié)構(gòu)工程師考試輔導(dǎo):對剪力墻的認(rèn)識與把握3


4.剪力墻傾覆力矩比對結(jié)構(gòu)體系的影響分析
1)對任何形式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),都可以通過結(jié)構(gòu)底部剪力墻的傾覆力矩與結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩 的比值加以區(qū)分(圖1),結(jié)構(gòu)體系與 / 的大致關(guān)系見表3。
圖1 結(jié)構(gòu)體系與 / 的大致關(guān)系
表3 結(jié)構(gòu)體系與 / 的大致關(guān)系
結(jié)構(gòu)體系 | 純框架結(jié)構(gòu) |
少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu) |
框架-剪力墻結(jié)構(gòu) |
少量框架的剪力墻結(jié)構(gòu) |
剪力墻結(jié)構(gòu) | |
強(qiáng)框架 |
弱框架 | |||||
/ |
0 |
0~0.2 |
0.2~0.5 |
0.5~0.8 |
0.8~1.0 |
1.0 |
注:對應(yīng)于少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu),上表相應(yīng)確定少量框架的剪力墻結(jié)構(gòu)。
2)剪力墻傾覆力矩的取值
對剪力墻傾覆力矩的取值部位,規(guī)范沒有明確的規(guī)定(短肢剪力墻較多時除外),應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗確定,一般情況下,對均勻?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)可取結(jié)構(gòu)底部,對其他結(jié)構(gòu)可取底部加強(qiáng)部位。
3)對框架-剪力墻結(jié)構(gòu),可根據(jù) / 比值判定為強(qiáng)框架或弱框架的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。
(1)當(dāng)0.2< / <0.5時,屬于強(qiáng)框架的框架-剪力墻結(jié)構(gòu),相應(yīng)地框架的抗震等級按框架結(jié)構(gòu)確定;
(2)當(dāng)0.5≤ / <0.8時,屬于弱框架的框架-剪力墻結(jié)構(gòu),為典型的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系;
(3)是否可將結(jié)構(gòu)確定為框架-剪力墻結(jié)構(gòu),關(guān)鍵看結(jié)構(gòu)是否能真正形成二道防線。
4)關(guān)于少量框架的剪力墻結(jié)構(gòu)
在剪力墻結(jié)構(gòu)中設(shè)置少量的框架,結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件仍為剪力墻,少量框架根本起不到二道防線的作用,因此,不能將其歸類為框架-剪力墻結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采用包絡(luò)設(shè)計的原則,設(shè)計剪力墻時,可不考慮框架柱的抗側(cè)作用(在框架柱EA不變時,對EI取小值),按純剪力墻結(jié)構(gòu)計算;對框架柱可按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架柱設(shè)計。
5)關(guān)于少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)
(1)少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)仍應(yīng)歸類為框架結(jié)構(gòu);
(2)只有在純框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算滿足規(guī)范要求,而框架結(jié)構(gòu)的彈性位移角不滿足1/550的要求時,才設(shè)置少量剪力墻以使結(jié)構(gòu)的彈性位移滿足1/550的要求,設(shè)置剪力墻的根本目的是為了利用剪力墻的彈性剛度,滿足規(guī)范對框架結(jié)構(gòu)的彈性位移限值要求;
(3)規(guī)范只規(guī)定“結(jié)構(gòu)分析計算應(yīng)考慮該剪力墻與框架的協(xié)同工作”,但僅進(jìn)行協(xié)同工作計算是不夠的,對框架結(jié)構(gòu)應(yīng)分步計算,即按純框架結(jié)構(gòu)(去除剪力墻)計算、按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)計算,采用包絡(luò)設(shè)計的原則,框架的抗震等級按框架結(jié)構(gòu)確定;
(4)應(yīng)特別注意:對少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)驗算在剪力墻失效后(去除剪力墻)結(jié)構(gòu)的彈塑性變形,并應(yīng)使其滿足規(guī)范對框架結(jié)構(gòu)的要求。
(5)剪力墻的設(shè)計
規(guī)范未明確少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)中剪力墻的設(shè)計原則,這給剪力墻設(shè)計帶來相當(dāng)?shù)睦щy,剪力墻的設(shè)計也成為此類結(jié)構(gòu)設(shè)計的焦點,其關(guān)鍵問題集中在剪力墻的抗震等級的確定和配筋原則等。
有文獻(xiàn)要求按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)確定剪力墻的抗震等級并配筋,實際工程中問題很多,首先,結(jié)構(gòu)體系混淆不清,與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)混為一談,其次,由于設(shè)置的剪力墻很少,剪力墻的超筋現(xiàn)象很普遍,也無法按一般剪力墻設(shè)計。為此文獻(xiàn)[4、5]提供了對剪力墻設(shè)計的三種方法供讀者選擇采用。
(6)特別建議
由于布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計原則及具體設(shè)計中存在諸多不確定因素,給結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工圖審查帶來相當(dāng)?shù)睦щy,筆者建議,結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免采用,盡可能采用概念清晰、便于操作且抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)必須采用時,應(yīng)提前與施工圖審查單位溝通,以利于設(shè)計順利進(jìn)行,避免返工。
6)根據(jù) / 的比值確定結(jié)構(gòu)體系,在對結(jié)構(gòu)體系區(qū)分的量值把握上可以有所不同(如圖1中0.2和0.8),但不影響對結(jié)構(gòu)體系的宏觀控制標(biāo)準(zhǔn),為此在實際工程中應(yīng)盡量避免采用結(jié)構(gòu)體系分界線附近的結(jié)構(gòu)(圖1中 / =0.2、0.8附近區(qū)域),避免因結(jié)構(gòu)設(shè)計的調(diào)整帶來結(jié)構(gòu)體系飄忽,給結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工圖審查帶來困難。
參考文獻(xiàn)
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[4] 朱炳寅。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范應(yīng)用圖解中國建筑工業(yè)出版社2005。
[5] 朱炳寅。配置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)。技術(shù)通訊2007.5
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