高烈度区框架剪力墙结构优化设计措施探究.doc

高烈度区框架剪力墙结构优化设计措施探究【摘要】近年来，我国经济社会发展迅速，城乡 各类建筑工程数量也在不断增加高烈度区框架剪力墙结 构，是一种常见的建筑物结构形式由于这种结构具有稳定 性强、耐久性好等优点，因此被广泛应用在工程设计领域 然而，随着建筑工程实践的发展，高烈度区框架-剪力墙结 构也暴露出一些弊端我们有必要总结工程建设的经验，并 提出优化这种结构设计的科学方案本文以一个实际工程作 为分析对象，分析了各种数据的计算结果，并探讨了这类特 殊建筑结构与普通建筑结构的区别关键词】高烈度区框架剪力墙结构；优化设计；措施 框架——剪力墙结构已经被广泛应用在高层建筑物的 设计和建造领域，工程的建设者也积累了 一定的结构设计和 优化经验，收集了一些可供参考和借鉴的工程建设数据然 而，框架剪力墙结构能否被用于高烈度区域，仍然是一个没 有解决的问题如果能沿用普通高层建筑的相关经验，那么 高烈度区的框架剪力墙结构设计难度就会大大降低因此， 从工程实践出发，探索高烈度区框架剪力墙结构的设计方案 和优化措施，对于指导高层建筑物的设计和施工具有重要意 义1高烈度区框架剪力墙结构设计实例某公司的职工宿舍为一栋六层的楼房，由两个独立的栋 号构成。

其中靠左边的两个单元为一号楼，靠右边的一个单 元为二号楼在一号楼中，左侧的单元底部用于建造超市和 地下停车场，二层及以上都是住宅区；右侧的单元都是住宅 区，一层到五层高度都是3米，总体高度为22米二号楼 为住宅区，其中第一层高度为3.3米，第一层以上部分的高 度都是3米，楼房的总体高度为19米职工宿舍所在地区的防震烈度为9度，基本地震设计方 案的加速度不能小于0. 4g,设计地震分组第一组，现场土层 的类别为III类，建筑物的防震种类为丙类2结构上部的设计方式在进行了初步的计算之后，根据一般设计经验可以推 断：在抗震设防烈度为9度的地区，高度大于4层的建筑物 如果仍然选用框架构造，那么房屋横梁和柱体的截面都难以 达到设计标准，同时还会浪费许多资源这一建筑物高度为 6层，因此，我们选择了框架-剪力墙结构进行该职工宿舍楼 的设计在设置剪力墙的时候，要遵循匀称和分散的基本原则， 设计多片剪力墙，但是每一片的刚度需要被控制在特定范围 内，同时应尽量避免构造整体的扭曲剪力墙宜设置在竖直 方向承受压力较大的部位，或者建筑物内部的楼道、电梯等 水平形状改变的地方在同一平面内，剪力墙应沿着两个相 交的轴线展开，最好合并设计成L或T的形状，以便提升整 个墙体的刚性程度。

在设计过程中，要结合实际情况及时调 整剪力墙的宽度和长度，合理控制墙体高度与长度的比值， 同时，要注意相连的单片墙体长度不应当超过8米对于9 度的楼房来说，剪力墙之间的距离要小于30米，才能满足 设计要求这一工程的结构设计较为简单，墙体的平面和竖直面形 状较为规则在一号楼和二号楼之间设置了一条伸缩缝，也 可以作为抗震缝来使用，宽度为100毫米一号楼的两个单 元总体长度为52米，在两个单元的中缝处设置一条贯通的 后浇带，宽度为800毫米，在主体混凝土浇筑之后的第14 天进行浇筑另外，设计是加强了钢筋的搭配，除了在建筑 物的内层设置陶粒状的隔热层之外，还加强了纵向的板钢 筋，并且每隔一根就采取拉通措施3主体结构计算建筑物主体采用全现浇框架-剪力墙结构，根据《建筑 抗震设计规范》的规定，结构抗震等级为：框架二级，剪力 墙一级；结构计算中采用结构空间有限元分析设计软件 SATWE （10版2012年6月）进行结构分析，考虑扭转藕联振 动影响的振动分解反应谱法进行地震作用分析，周期折减系 数0. 75,连接横梁的刚性程度折减系数为0.5根据这些设 计的参数，可以得出计算结果由计算结果可知：一号楼和 二号楼建筑物的质心和刚心重合率高，偏心率较低，并且验 算数值表明竖向的设置符合定义。

两栋建筑物的框架底部最 大轴压力之比为0. 45和0. 19,剪力墙底部最大轴压力之比 为0. 14和0. 15,满足规范要求4结构优化设计方案工程实例位于冲积湖泊地带，为冲积作用形成的平原， 地表的均匀程度较低，地基也不够均匀我们采用了振动沉 管类型的灌注桩作为基础，管体的直径为380毫米，复打一 次就可以建成桩体，成桩后的直径不能小于530毫米，单独 桩体的承载能力特征数值为600kNo在设置有剪力墙的地方布置桩体的时候，要尽量将桩体 的基础设计成条形，以便使剪力墙底部的作用力能够直接传 送到桩体，同时提高基础的整体性能和抵抗扭曲的能力但是，建筑物上部剪力墙数量较多，纵横交错，构造十 分复杂在这样的情况下，怎样布置桩体才是合理的呢？我 们又应当怎样计算复杂的承台呢？我们认为：一个构造较为 复杂的承台，可以通过墙体的洞口被划分成若干个相对简单 的独立承台，然后我们只需要分别计算出每一个单独承台的 荷载重心，并在此基础上布置桩体只要独立承台的形状中 心与重心相重合，那么这些承台组合成一个整体之后，整体 结构的形状核心与重心也会是一个也就是说，只要实现了 每一部分的平衡，就可以实现整体的平衡。

这个规律与力学 上的合力矩规律是吻合的至于联合承台的内部受力计算， 可以划分成多个彼此独立的承台，并分别为每一个承台单独 配筋，然后自然连接每一个承台的相连部位和相关构件就可 以了5结语通过计算和分析工程实例的相关数值，可以总结出高烈 度区框架-剪力墙的设计规则和设计经验，并为今后的工程 建设实践提供相应参照我们应当依据地震发生的周期、建 筑物位置的移动以及地震强度，来综合考量设计方案的科学 程度设置数量充足的剪力墙以满足位置移动的需要，是十 分必要的，但我们要做的并不仅限于此，因为仅满足了位置 移动限定数值的要求，并不意味着这种框架结构就是合理 的在实际施工中，还需要结合当地的地理条件等多种因素, 来调整框架剪力墙的各项指标，改变设计方案中不符合具体 情况的部分，实现墙体结构的优化设计参考文献：［1］ 李刚，程耿东•基于可靠度和功能的框架—剪力墙 结构抗震优化设计［门•计算机力学学报，2011 (08).［2］ 张玉婕.高烈度区异形柱框架__剪力墙结构模型振 动台试验研究［N］.昆明理工大学，2007 (10).［3］ 李永辉，屠成松.高层建筑框架__剪力墙结构优化 设计［门.同济大学学报，2009 (06).。