框架剪力墙结构设计要点探析

更新时间:2024-01-26 作者:用户投稿原创标记本站原创
摘要:框架剪力墙是建筑框架和剪力墙之间的完美结合,它本身的承压性强,而且经济实用,是现阶段高层建筑常选的建筑形式。但由于它专业性强以及施工方法过于复杂,导致其中一些高难度设计无法在现实中呈现出来。本文结合现阶段框架剪力墙设计的理论和工艺,对其设计时的要点进行分析和探讨。
关键词:框架;剪力墙;结构;设计要点
框架剪力墙结构是指在一定的框架空间中,将定量的剪力墙进行合理分配、布置。这种格局中剪力墙被称作框架剪力墙,因为它具有使用空间大、功能多、选择灵活、承压强等优点,所以现在被以广泛的应用于建筑领域。尤其是近几年,随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,越来越多的房屋建筑工程被开发、兴建起来,进一步拓宽了框架剪力墙的应用范围,在一定程度上完善和优化了框架剪力墙设计技术。但同时我们也应看到,因为框架剪力墙结构本身对设计技术的专业性有很高的要求,而且操作过程也相当复杂,所以在这种情况下,就要求设计者一定要做好建筑过程中,框架剪力墙结构的设计工作,以更好的指导框架剪力墙的施工工作。
框架剪力墙结构的计算方法
静力分析法
在建筑施工过程中,剪力墙因受到水平力的作用,会弯曲变形。所以据此可以将它简单划分成为长臂受弯杆件和剪弯杆件;而框架结构受到水平作用力之后,为发生剪切变形,因此可以将其看成长臂剪切梁。框架和剪力墙之间相互协调配合,并持续连杆作用,就可以建立一个框架和剪力墙之间的侧移协同微分方程。对这个微分方程进行计算求解就可以得出框架剪力墙结构的内力与位移。在水平作用力的前提下,通过考虑共同协调性的基础之上,简化框架剪力墙的计算方法。
根据连接方式的不同,可以将结构简单的划分成:(1)刚接体系。刚接体系是在一定空间内,除了底板起到了将框架与剪力墙进行接接的作用外,框架梁也可以通过特定方式,将剪力墙和框架有机的联系在一起。通过框架梁可以传送力压和弯距,对剪力墙起到了一定的制约作用。(2)铰接体系。指框架和剪力墙之间只通过底板来进行连接,底板用总连梁来表示,这样底板平面外的刚度就可以省略不计了,这种情况下,框架和剪力墙之间的水平位移是相同,但两只之间无法进行弯矩传递。这种连接方式就是所谓的铰接体系。
动力解析法
在多自由度体系的基础之上,建设相关的动力方程,然后输入其他相关数据。根据专业模型恢复的不同情况,可以分成非线性反应解析法以及线性反应解析法。计算过程中,如果使用的模型设定不同,计算出的结果也会大不相同。一般情况下建筑空间内的框架计算可以使用非线性解析法并采用结构已有的内部非线性实验和理论研究成果。而近些年,非线性解析研究在剪力墙部分的计算应用上,有了一定的发展,比如一些柱墙单元、辅助衍架单元、直杆多垂单元等方面的研究和应用,已经让剪力墙的相关计算专业模型和它受力实际情况相当接近。Ritz向量直接添加法以及lanczos叠加法已经越来越多的已用到一些特定的非线性计算当中去。而弹塑性静力理论的不断完善和发展,进步一丰富和优化了框架剪力墙的抗震非线性理论。
选择合理的软件
选择科学、合理的分析软件
常见的解析计算模式可以分为以下几种:平面空间协同作用法,这种模式主要应用于同一空间、平面内,布局分配比较规则合理的框架、框架剪力墙架结构中。这种计算模式简单方便,但也存在一定的缺陷性。它只能从部分上反映出整个结构的主要功能特性,而对整个空间结构的承压性能反映的不全面。所以,现在平面空间协同法已经很少使用。在使用薄壁杆件的计算方法对剪力墙的宽墙、高墙以及多肢剪力墙计算时,很难做到计算精准。而使用膜元计算模型对剪力墙的孔洞、长宽计算时,也有可能会出现一些偏差。所以,在对框架剪力墙进行设计,要实际现状为基础,按照统

一、科学性、系统性等原则,选择一个合适的计算方式。

设置合理的参数
一般情况下,在对设计的参数进行补充时,不要对楼板的刚度设置上限。而有些情况下,比如楼板出现比较明显的变形时。就需要对楼板的刚度设置上限,或者直接对采用刚性楼板设定的计算数据进行修改,也可以使用以楼板内面作弹性的计算模式:平面空间内的外伸段较长、基层空间内剪力墙的转换楼面层、楼面过于狭窄以及楼层出现很大的漏洞和开口、楼板的整体质量比较差
做好应用程序的计算假定和使用工作
在对其进行计算时,一定要保证输入数据的准确性,对于计算得出的结果一定要做好分析、研究和调整工作。对摘自:毕业论文www.808so.com
使用分析软件而计算得出的结果,也要进行相应的判断和分析,确认其科学、合理之后才能作为结构设计的理论依据。选择解析软件计算模型之前,一定要对框架剪力墙结构内的剪力墙、斜截面的长宽、位置以及数量进行科学合理的分配。
剪力墙的合理布置解析
分散
在对剪力墙进行分配、布置时,应充分考虑到地震力分散的作用力,要了解和弄清当地震力相对分散的作用力和剪力墙上的刚度大抵相当时,会有什么反应。当地震力集中的作用到几片刚度较大的剪力墙上时,会对墙体造成很大的破坏,斜截面设计的难度增加,而且一旦剪力墙受到较大破坏,其他的墙体和框架很难承受住从剪力墙体内部传来的巨大地震力,因此出现损坏。
平均
同一顺向的剪力墙应该较平均的分散在平面空间内的各个地段,而不是相对集中在一起,以避免因楼板面积过大变形而致使地震力在建筑框架内分配不平均的现象。
对称
在对剪力墙进行分配布局时,尽量做到对称分配,如果在统一空间内很难做到对称分布时,可以通过对墙体厚度和宽度的调整,使结构内部的质量中心和抗刚度中心尽接近,将偏心距逐渐缩短、用来削弱地震发生时,结构的抖动变形。
周边
在框架结构中,剪力墙应尽量在平面空间的周边分布,布置,以确保增强整个框架剪力墙结构的抗压能力,提升其抗扭转的能力。
设置
在一个相对独立的单元结构中,相同顺向的各种剪力墙不能是单体强,应该多安置写双体强或者多层墙。墙体的单个构件设计应与周边的带梁柱剪力墙进行有机的联系和整合。而且应设置成T形、十字形等。
对齐
应将墙体上孔、洞进行相应的对齐,构建墙梁和连肢。因为剪力墙的布局对整个结构的抗侧刚度有着一定的影响,所以当剪力墙端高度不一致时,会导致结构的刚度发生突变,才不会进行转角窗的设计;当不可避免时,要在拐角处加大墙体厚度、底板厚度和设置暗梁等措施,以确保两个相近楼面的刚度减弱性不会超过29%。
计算模型分析
空间三维分析
将剪力墙看成薄壁杆件或者平面元条,通过框架体系平面变形的三维协调方法进行研究和解析。这种计算方式在考虑到杆件的变形、截面和抽象的弯曲以及底板变形等因素的同时,又能对楼面的刚性假定进行简单化处理。水平作用下的结构扭转效应已经自动存入计算的结果中,不用在重新计算。
平面空间结构协同分析
先假设整个构造体系都有由各类结构空间组成的,接着再通过使用结构内部体系水平变形的二维协调方法进行研究和解析。显然,当两平面空间结构的重叠处,其方向变形是不合理的。所以这种计算方式得出的结果要比空间三维计算方法得出结果,准确性要差些,但其他的功能特性则基本相同。

五、框架剪力墙的抗震设计要点

1.提高整体的抗震能力

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