剪力墙结构设计-6.5.1框架

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：2）框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，按框架—剪力墙结构进行设计。3）框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%，可按框架—剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。框架—剪力墙结构的布置原则框架—剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。

1.一般规定

根据《高规》8.1.1条规定，框架—剪力墙结构的结构布置、计算分析、截面设计及构造要求除应符合本节的规定外，尚应分别符合《高规》第3章、5章、6章和7章的规定（详细内容参见本章前述几节的内容）。

（1）适用设计方法

抗震设计时，框架—剪力墙结构应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法。

1）框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时，按剪力墙结构进行设计，其中框架部分按框架—剪力墙结构的框架进行设计。

2）框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，按框架—剪力墙结构进行设计。

3）框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%，可按框架—剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用。

4）当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时，按框架—剪力墙结构进行设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移不满足框架—剪力墙结构的规定时，可按《高规》3.11节（见6.1.9节）的有关规定进行结构抗震性能分析和论证。

（2）结构形式框架—剪力墙结构由框架和剪力墙组成，以其整体承担荷载和作用。其组成形式较灵活，可采用下列形式：

1）框架与剪力墙（单片墙、联肢墙或较小井筒）分开布置。

2）在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙（带边框剪力墙）。

3）在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙。

4）上述两种或三种形式的混合。

（3）框架—剪力墙结构的布置原则框架—剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。框架—剪力墙结构中的主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接；梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合；框架梁、柱中心线之间有偏离时，具体要求同框架结构，详见6.3.1节1（1）和（2）（《高规》第6.1.7条）。

框架—剪力墙结构中剪力墙的布置应遵循下列原则：

1）剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大。

2）平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。

3）纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等形式。

4）单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的30%。

5）剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐。

6）楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。

7）抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。

长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，其纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端，横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表6.5-1的要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙的间距应适当减小。

表6.5-1 剪力墙间距（单位：m）

注：1.表中B为剪力墙之间的楼盖宽度（m）。

2.对装配整体式楼盖的现浇层的要求见6.1.4节。

3.现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇楼板考虑。

4.当房屋端部未布置剪力墙时，第一片剪力墙与房屋端部的距离，不宜大于表中剪力墙间距的1/2。

2.截面设计与构造

（1）地震剪力调整框架—剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定：

满足式（6.5-1）要求的楼层，其框架总剪力不必调整；不满足式（6.5-1）要求的楼层，其框架总剪力应按0.2V₀和1.5V_f，max二者的较小值采用。

V_f≥0.2V₀ （6.5-1）

式中 V₀——对框架柱数量从下至上基本不变的规则建筑，应取对应于地震作用标准值的结构底层总剪力；对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，应取每段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力；

V_f——对应于地震作用标准值且未经调整的各层（或某一段内各层）框架承担的地震总剪力；

V_f，max——对框架柱数量从下至上基本不变的规则建筑，应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值；对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。

各层框架所承担的地震总剪力按上面要求调整后，应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值，框架柱的轴力标准值可不予调整。按振型分解反应谱法计算地震作用时，地震剪力的调整可在振型组合之后，并满足《高规》第4.3.12条关于楼层最小地震剪力系数的前提下进行。

（2）剪力墙配筋构造剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率，抗震设计时均不应小于0.25%，非抗震设计时均不应小于0.20%，并应至少双排布置。各排分布钢筋之间应设置拉筋，拉筋直径不应小于6mm，间距不应大于600mm。

（3）带边框剪力墙的构造要求带边框剪力墙的截面厚度应符合《高规》附录D的墙体稳定计算要求，且应符合下列规定：

1）抗震设计时，一、二级剪力墙的底部加强部位均不应小于200mm。

2）除第1）项以外的其他情况下不应小于160mm。

剪力墙的水平钢筋应全部锚入边框柱内，锚固长度不应小于l_a（非抗震设计）或l_aE（抗震设计）。与剪力墙重合的框架梁可保留，亦可做成宽度与墙厚相同的暗梁，暗梁截面高度可取墙厚的2倍或与该榀框架梁截面等高，暗梁的配筋可按构造配置且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求。

剪力墙截面宜按工字形设计，其端部的纵向受力钢筋应配置在边框柱截面内。边框柱截面宜与该榀框架其他柱的截面相同，边框柱应符合框架柱构造配筋规定；剪力墙底部加强部位边框柱的箍筋宜沿全高加密；当带边框剪力墙上的洞口紧邻边框柱时，边框柱的箍筋宜沿全高加密。

【例6.5-1】在长方形平面现浇钢筋混凝土框架—剪力墙高层结构中，关于剪力墙布置的下列几种说法，其中哪项不够准确？

（A）结构两主轴方向均应布置剪力墙

（B）单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%

（C）两方向的剪力墙宜集中布置在结构单元的两尽端，增大整个结构的抗扭能力

（D）抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构两主轴方向的侧向刚度接近

答案：（C）

解答：根据6.5.1节1内容，A、B准确，C不准确，D准确。

【例6.5-2】一幢15层框架—剪力墙结构高层建筑，抗震设防烈度7度，场地类别为Ⅱ类。该结构中的框架柱的数量基本不变。经计算得结构底部总水平地震作用标准值为F_EK=14000kN，按简化计算法协同工作分析得到各层框架所承担的未经调整的地震总剪力最大值V_f，max=2100kN，某楼层框架分配的未经调整的总剪力为1600kN。该楼层某根柱调整前的柱底内力标准值为：弯矩M=±283kN·m，剪力V=±74.5kN。试问，抗震设计时，水平地震作用下该柱应采用的内力标准值，与下列哪项数值最为接近？

（A）M=±283kN·m，V=±74.5kN （B）M=±380kN·m，V=±100kN

（C）M=±500kN·m，V=±130kN （D）M=±560kN·m，V=±150kN

答案：（C）

解答：根据6.5.1节2关于地震剪力调整的内容，

0.2V₀=0.2×14000kN=2800kN＞V_f=1600kN，该层柱的内力需要调整。

1.5V_f，max=1.5×2100kN=3150kN＞0.2V₀=2800kN

应取较小值作为框架部分承担的总剪力，V=2800kN。

该层框架内力调整系数=2800/1600=1.75。

柱底弯矩M=±283×1.75kN·m=±495.3kN·m，剪力V=±74.5×1.75kN=±130.4kN。