1、概论抗震概念设计在框架剪力墙结构体系中的应用摘要：剪力墙在建筑物中的作用为承受风荷载或地震作用所产生的水平剪力。剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来取代框架结构中的梁和柱，用以承担建筑物所受各类荷载引起的内力，同时能够有效控制结构所受水平力的钢混墙板结构。本文阐述了剪力墙结构效能及其体系类型，就剪力墙结构抗震要求及其目标，且详细分析了剪力墙结构抗震设计中的几大要点，对抗震设计在框架剪力墙结构体系中的应用做出了概述。 关键词：框架剪力墙；抗震设计；模型设计 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 1. 剪力墙结构结构效能及体系类型 剪力墙首先是建筑物的分隔墙和围护墙，其墙体的布置必须同时满足
2、建筑平面布置和结构布置的要求；其次剪力墙结构体系有良好的承载能力，具有整体性和空间作用，相比于框架结构，其抗侧力能力更强，更适合高层建筑。再次剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，但是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，同时剪力墙结构自重相对大，灵活性不高。最后剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。. 剪力墙体系的类型大致分为三类：一是框架-剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系，适用于需要有局部大空间的建筑，这时在局部大空间部分采用框架结构，同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗震能力，从而满足高层
3、建筑的要求；二是普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系；三是框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。 2. 剪力墙抗震设计目标 我国住房和城乡建设部在 2010 年 5 月颁布了建筑抗震设计规范对建筑物提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三个水准的设防要求。因此剪力墙的抗震设计目标就是指剪力墙应用中，如果遇到地震，能根据不同震级保对建筑结构、建筑构件的损坏程度及人们的生命安全有一定的保护要求。通常抗震设计的目标根据三种强度的地震，分为三个等级。第一等级就是剪力墙在正常使用荷载以及遭遇小震的情况下，受不到损伤，同时不
4、经修理仍然正常使用；第二种等级就是剪力墙在受到中等强度地震冲击时，虽然其自身发生一定的损伤，但经过相关专业人员的修理或者不经修理也可使用；第三种等级就是剪力墙在遇罕见的强度地震时，虽然自身受到严重损坏，但不会发生倒塌现象，不会危及人民的生命安全。剪力墙结构设计可从地基选择、减少地震输入量、消减地震反应、合理的结构布置、选择恰当的结构材料、抗侧力体系的优化等方面来满足抗震要求。使剪力墙遇到小震处于弹性工作状态，遇到中等强度地震进入弹塑性状态，同时具有足够承载力与延性，遇到强震结构稳定，倒塌。 3. 剪力墙抗震设计要点分析 3.1 确定基本设计信息设计 建筑物在施工前，工程技术人员除了对建筑场地的
5、地基、基础选型进行研究外，还要依据本地地震特性与规律或者建筑高度来制定建筑物的抗震设计等级，地震特性研究包括地震加速度、地震周期以及土地松弛程度等内容，通常情况下，建筑的高度与风荷载的控制力成正比关系，因此，建筑高度必须纳入抗震设计等级范畴。相关的工程技术人员对建筑物所处的地基地质进行研究后，明确地基说承载力的尺度，然后根据具体状况对地基进行相应的处理，特别是设计桩基时，地基的承载力通常情况下会相应的减少，一定要根据实际状况进行验证。在建筑物基础选型环节，要有地质公司部门提供的地质勘察报告，要根据报告进行给参考模型选择。通常的基础选型分为两种，一是预制管桩基础，二是桩筏基础，根据不同的基础选型
6、，选择基础埋深的要求。 3.2 剪力墙的平面设置设计 在建筑物的剪力墙结构中，剪力墙的墙体承受其竖向荷载与水平向荷载。因此，剪力墙结构的布置方向通常是沿着主轴线设计的。在剪力墙平面设置中，要力求简单、讲究规则与对称，以免建筑物发生质心和刚度中心偏移现象，一般情况下，单片剪力墙的突出长度要控制在 8 米以内来保护抗震强度，同时不容易使墙受剪。同时要求剪力墙的侧向刚度不宜太大，我国在高层建筑混凝土结构技术规程明确规定：对于A 级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的 80；对于 B 级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的
7、 75” 。3.3 剪力墙的概念设计剪力墙的概念设计是相对的，通常是指由于种种原因不能进行精确力学分析，得不出不准确相关数值，以整体角度为出发点，对剪力墙的结构以及相关的具体实施方案来进行宏观控制。在建筑物方案设计环节，工程技术人员一定要重视概念设计，为建立多道抗震防线夯实基础。建筑物的剪力墙结构通常适用内外墙为现浇混凝土结构、内墙为现浇混凝土结构外墙为框架结构、短肢剪力墙较多的剪力墙结构。 3.4 剪力墙的抗震设计计算 剪力墙结构的构件计算主要有两部分组成，即连梁的计算与约束边缘构件的计算。连接墙肢与墙肢以及墙肢与框柱的梁就是连梁，其作用连接两片剪力墙，保持在水平方向荷载时，两片剪力墙协同工
8、作。连梁设计设计原则是“强剪弱弯” ，就是防止产生抗弯剪超筋现象，让纵向弯曲损坏先于横向的剪切损坏。连梁的非抗震设计、跨高比小于 2.5 的抗震设计以及跨高比大于 2.5 的抗震设计，其墙肢切面的受剪力和配筋设置都应该按着高层建筑的相关公式要求计算，在连梁结构计算时，连梁的纵筋选择以最小为原则，保障在连梁在地震时起到耗散能量的作用。连梁的主筋以及侧筋的直径、高度一样时，应该做到“能通则通” ；在墙肢厚度大于 700mm，侧筋的直径的选择应该不小于 10mm，箍筋率通常不小于 0.003。约束边缘构件的配箍率在高层建筑规范中有详细的规定，箍筋的长短比通常要小于 3，彼此相邻的两个箍筋宜搭边 1/
9、3 长度。依据相关规定，剪力墙的第一根水平分布筋到楼板上下面的距离不大于 100mm，端柱中的水平筋锚固长度达到一定的要求，进行直锚即可。 3.5 剪力墙抗震构造的模型设计剪力墙的抗震构造措施大致有四个方面的内容：一是剪力墙是建筑的隔离墙和保护墙，剪力墙的墙体的布置应该达到平面设置和结构设置的规范两种要求；二是为预防剪力墙产生扭转形变和位移现象，保障剪力墙自身墙体的质量，保障其良好的承受力，剪力墙的墙体截面的厚度应该符合我国住房和城乡建设部高层建筑设计规范和建筑抗震设计规范中的各类规定；三是限制剪压比，剪压比就是柱内平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值之比，与梁一样，为了防止构件截面的剪压比过
10、大，在箍筋屈服前，混凝土过早地发生剪切破坏，必须限制柱的剪压比，亦即限制柱的截面最小尺寸；四是剪力墙的墙肢分布要力求均匀，使其刚度中心与质心趋于接近，甚至能够用长肢墙进行刚度中心的调整。 4. 结束语 总之，当前我国经济快速发展，城市高层建筑建设迅速发展，作为抗震性能较好的剪力墙结构，布置相对灵活，能够大大减弱结构构件对建筑的使用影响，剪力墙结构必将在建筑物建设中得到越来越广泛的应用。 参考文献: 1万爱林建筑工程防震的托董应用J建筑设计与建筑方式 2010(4) 2巫宁茹高层建筑的抗震能力J中国建筑发展 2009(6) 3郭兆伟高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析J建材技术与应用 2011(1)
