關(guān)鍵詞：建筑工程；框架剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；箍筋配箍特征值 

　　1 框架剪力墻中剪力墻的合理配置 

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外遭受到地震后展開調(diào)查所得到的數(shù)據(jù)，得到了一些經(jīng)驗(yàn)。日本采用平均壓應(yīng)力-墻面積表示法來(lái)分析，其中平均壓應(yīng)力σ= G/（AC+ AW），G為樓層重量，AC，AW分別為框架柱及剪力墻的面積。國(guó)內(nèi)根據(jù)已建的大量框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)，提出底層結(jié)構(gòu)截面面積AC+AW與樓面面積Af之比及AW與樓面面積Af之比（ 見表1），供設(shè)計(jì)參考。 

　　剪力墻設(shè)置是否合理的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震荷載作用下的位移比、位移角，地震作用下結(jié)構(gòu)的振型曲線、自振周期、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比、結(jié)構(gòu)薄弱層判斷及風(fēng)荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理范圍內(nèi)。 

　　2 工程案例 

　　某建筑物總建筑面積20000m2。其中，地上部分建筑面積18880m2，共16層，帶5層裙房和一層設(shè)備轉(zhuǎn)換層，建筑高度68.8m，地下部分建筑面積1161m2，共1層。結(jié)構(gòu)體系為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度7°，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震為第二組，II類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)特征周期為0.4s，風(fēng)荷載按100年一遇風(fēng)壓取值為0.45kN/m2，雪壓取值為0.35kN/m2。 

　　在框架剪力墻設(shè)計(jì)中，剪力墻的平面布置要遵循以下幾點(diǎn)原則：均勻、分散、對(duì)稱、周邊等。每片剪力墻剛度不要太大，連續(xù)尺寸不要太長(zhǎng)，每一片墻肢的彎曲剛度適中，不會(huì)因?yàn)閭�(gè)別墻肢的局部破壞而影響整體的抗側(cè)力性能。剛度愈大的墻肢吸收的荷載也愈大，所以考慮墻肢開洞來(lái)減輕墻肢的剛度集中問(wèn)題。剪力墻布置在平面形狀變化處，如角隅、端角，因?yàn)榘纪菇遣课皇菓?yīng)力集中處，宜設(shè)置剪力墻加強(qiáng)。同時(shí)電梯間、樓梯間樓面開洞嚴(yán)重地削弱樓板剛度，所以不能保證框架與剪力墻協(xié)同工作，需要設(shè)置剪力墻來(lái)加強(qiáng)。平面圖中3軸與A軸處建筑平面布置不允許布置剪力墻，故在4軸與A軸處布置剪力墻。同時(shí)為防止墻肢剛度過(guò)大而吸收大量的地震力而破壞，在較長(zhǎng)的剪力墻中開設(shè)洞口，將其分成長(zhǎng)度較為均勻的若干墻段，墻肢之間采用連梁連接，使每片剪力墻的彎曲剛度適中，不會(huì)出現(xiàn)個(gè)別墻的受力太集中而引起破壞。本設(shè)計(jì)中，主樓樓層面積Af為1050m2，剪力墻面積AW為18.50m2，框架柱面積AC為14m2，AW /Af=1.76%，（AC+AW）/Af=3.09%。 

　　設(shè)計(jì)中對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制采取了一些措施： ①由于主樓標(biāo)準(zhǔn)層凸出部分大于平面總寬度的30%，故將該凸出部位板厚加厚至150mm，并在計(jì)算時(shí)設(shè)為彈性樓板；②設(shè)備層層高低，其剛度雖大于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%，但剛度相對(duì)其相鄰層還是比較薄弱，故將設(shè)備層及其相鄰的上下層強(qiáng)制設(shè)為薄弱層，加強(qiáng)該處的豎向構(gòu)件；③采取措施使各樓層的剛心、質(zhì)心的偏心距控制在0.15以內(nèi)，主樓與裙房屋面的質(zhì)心、剛心偏心距小于建筑相應(yīng)邊長(zhǎng)的20%；④在裙房的一側(cè)合理布置剪力墻；⑤對(duì)框架柱傾覆彎矩及樓層框架總剪力進(jìn)行調(diào)整，主樓的底部總剪力為裙房屋面的總剪力。模型經(jīng)過(guò)調(diào)整，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析判斷，確認(rèn)后作為工程設(shè)計(jì)依據(jù)。 

　　3 提高框架柱及剪力墻軸壓比措施 

　　軸壓比主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是側(cè)向剛度小，當(dāng)層次較多時(shí)，全產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件破壞而影響使用，但它具有平面布局靈活，可形成較大建筑空間的優(yōu)點(diǎn)，為了保留這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又提高其側(cè)向剛度，便產(chǎn)生了框架剪力墻結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是在保留框架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上由于增設(shè)了抵抗剪力的剪力墻，從而大大地增加了其側(cè)身剛度，在這個(gè)結(jié)構(gòu)體系中剪力墻承擔(dān)了80%的以上的水平荷載，而其中的框架僅承擔(dān)了約20%，這與框架結(jié)構(gòu)中不管什么方向的荷載均由框架全部承擔(dān)的情況是不同的，因此，我們可以看出，當(dāng)建筑高度、設(shè)防烈度、建筑重要性類別、基底類別等均相同的情況下，對(duì)框架結(jié)構(gòu)中的框架要求要比框剪結(jié)構(gòu)中框架的要求等級(jí)要高得多，隨著軸壓比的增大，結(jié)構(gòu)的延性越來(lái)越差，對(duì)高層建筑抗震十分不利。本工程在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)，提出當(dāng)?shù)鼗炷�土攪拌站無(wú)法保證C40以上混凝土施工質(zhì)量，混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)為C40。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，二級(jí)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)框架柱軸壓比為0.85，若按框架柱軸壓比為0.85設(shè)計(jì)，框架柱的截面面積很大，影響建筑平面布局。故框架柱采取規(guī)范提出的構(gòu)造措施提高柱軸壓比限值至0.90設(shè)計(jì)。底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻厚度為350mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 

　　分析表明，即使高寬比為1.0的低剪力墻，同樣可具有良好的延性性能。相關(guān)專業(yè)人員對(duì)4片箍筋配箍特征值為0.1208～0.1502 的剪力墻試件進(jìn)行了反復(fù)水平荷載作用下的抗震性能試驗(yàn)。研究剪力墻約束邊緣構(gòu)件配箍率、位移延性比、剪力墻高寬比等因素對(duì)剪力墻軸壓比限值的影響，并給出滿足具體延性需求、對(duì)應(yīng)不同約束邊緣構(gòu)件配箍特征值的剪力墻軸壓比限值。 

　　4 框架剪力墻中連梁設(shè)計(jì) 

　　框架剪力墻結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻、剪力墻與剪力墻的連接方式有鉸結(jié)與剛結(jié)兩種。鉸結(jié)為通過(guò)樓板連接來(lái)保證剪力墻與框架協(xié)同工作，剛結(jié)為通過(guò)連梁連接來(lái)保證剪力墻與框架協(xié)同工作。 

　　剪力墻承受的地震樓層剪力，A.單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不宜超過(guò)結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的40% B.各樓層每道剪力墻承受的水平地震剪力不宜超過(guò)該樓層總剪力的30%C.各樓層每道剪力墻承受的水平剪力不宜超過(guò)該樓層總剪力的50%D.各樓層每道剪力墻承受的地震樓層剪力，不超過(guò)該樓層總地震剪力的1/3。當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受小于其設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段。當(dāng)遭受高于其設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí)，連梁形成塑性鉸消耗地震能量，結(jié)構(gòu)剛度降低，自振周期加大，地震力降低，減輕結(jié)構(gòu)破壞。連梁破壞有脆性的剪切破壞和延性的彎曲破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免連梁發(fā)生剪切破壞，讓連梁先屈服，形成塑性鉸。連梁設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮以下措施： 

　�。�1） 對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減，既保證了塑性鉸出現(xiàn)在連梁上，又減少其內(nèi)力，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程5.2.1規(guī)定，在內(nèi)力與位移計(jì)算中，抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻或剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁可予以折減，折減系數(shù)不宜小于0.5。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，連梁折減系數(shù)一般取0.7。 

　�。�2） 若連梁剛度折減后內(nèi)力還是過(guò)大，截面設(shè)計(jì)困難，可在連梁截面高度的中間開設(shè)水平通縫。 

　�。�3） 為保證連梁的延性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到“強(qiáng)墻（柱） 弱梁”，“強(qiáng)剪弱彎”，截面尺寸應(yīng)符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。 

　�。�4） 不宜將樓面主梁支承在連梁上。 

　　5 結(jié)語(yǔ) 

　　上綜所述，說(shuō)明了如何對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選型以及優(yōu)化布置就顯得非常重要。設(shè)計(jì)人員只有熟練掌握規(guī)范，具有明確的結(jié)構(gòu)概念，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的特點(diǎn)和破壞機(jī)理，充分利用剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，合理選擇結(jié)構(gòu)布置形式，掌握正確計(jì)算分析方法，結(jié)合工程的實(shí)際背景進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能做出安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的作品。