高層建筑中框支剪力墻的應(yīng)用
靳曉輝
【摘 要】：現(xiàn)在社會一個典型的特點就是建筑越來越高，高層建筑在我國越來越得到了廣泛的應(yīng)用。一般來說超過一定高度和層數(shù)的多層建筑就是高層建筑，按照我國自2002年的規(guī)定，10層以上或房屋高度超過28米的民用建筑都應(yīng)按高層建筑設(shè)計。高層建筑帶來的效益是很多的，但是在高層建筑中，很多問題都需要考慮，本文主要探討框支剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】：建筑施工；剪力墻；框支剪力墻；落地剪力墻；高層建筑
一、框支剪力墻的適用范圍
當?shù)讓有枰�大空間時，采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部剪力墻，就形成框支剪力墻。剪力墻一般可以分為平面的剪力墻以及筒體剪力墻。前者通常應(yīng)用用于鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)，還有升板結(jié)構(gòu)中。為了能夠提高結(jié)構(gòu)剛度和強度，提高在地震中的抗震性，在一些部分也可以現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻。這種現(xiàn)澆的剪力墻模式是通過與周圍梁柱一起澆筑的，具有良好的整體性。而筒體型往往見于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及懸吊的體系中，一半經(jīng)電梯間、樓梯間、輔助用房等間隔墻圍成，這些筒壁都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，它的強度剛度較大，能夠承載更高的水平荷載。
二、框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
框支剪力墻結(jié)構(gòu)屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的一種特殊形式，這種情況下底層的豎向荷載和水平荷載為底層框架及落地剪力墻來承擔，主要特點是側(cè)向剛度在框支層頂樓蓋發(fā)生突變。有關(guān)震害資料表明：這種結(jié)構(gòu)在地震作用下往往由于從上到下剛度突變，底層框架剛度太弱、強度不足、側(cè)移過大、延性不足而出現(xiàn)破壞，所以在地震區(qū)不宜采用無落地剪力墻的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。應(yīng)在結(jié)構(gòu)的平面布置中設(shè)置一定數(shù)量的落地剪力墻，道數(shù)不宜少于上部剪力墻道數(shù)的50％。而且要保證下部剪切剛度不宜小于相鄰層剪切剛度的50％。為保證落地剪力墻與框架的協(xié)同工作，落地剪力墻間距不宜大于4個開間，也不大于24m。同時，應(yīng)特別加強剛性過渡層樓蓋，使其具有足夠的剛度和抗力，并與剪力墻牢固連接。
三、框支剪力墻應(yīng)用的重點分析
現(xiàn)代高層建筑向多功能、綜合用途發(fā)展，在同一豎直線上，頂部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作為辦公用房，下部樓層作商店、餐館、文化娛樂設(shè)施。不同用途的樓層，需要大小不同的開間，采用不同的結(jié)構(gòu)形式。因此，如何解決剪力墻結(jié)構(gòu)底部樓層設(shè)置大空間，一直是建筑和結(jié)構(gòu)兩方面都非常關(guān)心的問題。我國研究人員早在70年代就通過理論分析和試驗研究，提出了底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)體系的概念。因為剪力墻的剛度遠遠大于框架柱，只要有部分剪力墻落地，便會大大改變結(jié)構(gòu)的剛度分布，防止底層變形集中，其工作性質(zhì)就接近于一般的剪力墻結(jié)構(gòu)，從而有效地防止了結(jié)構(gòu)在地震中的破壞。這結(jié)構(gòu)就是框支剪力墻的結(jié)構(gòu)，在其高層建筑應(yīng)用中要注意如下的一些問題：
(一)必須協(xié)調(diào)好框支墻與落地墻的比例。地震區(qū)要限制框支墻的總棍數(shù)不超過全部橫墻損數(shù)的50％，即框支墻占比例在l／2以內(nèi)。
(二)避免在框支樓蓋頂處發(fā)生剛度急劇突變，為了保證剛度的變化能順利地傳遞和轉(zhuǎn)變，必須對框支樓蓋層的設(shè)計作特殊的要求，如板厚不宜小于180mm，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土滿足剛度要求，應(yīng)采用雙向上下配筋適當提高配筋率，樓板盡量不開洞。
(三)框支梁、柱截面的確定�？蚣芰褐�是底部大空間部分的重要支承，它主要承受垂直荷載及地震傾覆力矩，其斷面尺寸要通過內(nèi)力分析，從結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定和變形等方面確定。
(四)增加落地剪力墻的厚度(不宜超過原墻厚2倍)，提高落地剪力墻與框架柱的強度等級，減少洞口尺寸，控制落地剪力墻的間距不宜大于建筑物寬度的2.5倍；把落地剪力墻組合布置成筒狀或工字形等來增加結(jié)構(gòu)底部的總抗側(cè)剛度。
(五)框架最上層設(shè)置設(shè)備層，作為剛度的過渡層，使結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下剛度較為接近。
四、目前存在的一些問題
目前，框支剪力墻在實際應(yīng)用中已經(jīng)經(jīng)過了實踐的檢驗，通過與落地剪力墻的協(xié)作可以達到很好的抗震性。但是，有些問題仍然值得大家去探討，這里拋磚引玉，指出幾個方面：
（一）寬高比對剪力墻出平面彎曲變形和內(nèi)力影響在理論上需要更深入探討，此外，剪力墻端部彎矩應(yīng)考慮剪力墻與樓板連接來確定其分布。
（二）剪力墻平面外剛度及承載力都相對很小，如何確定不同板厚、不同墻厚及不同跨度情況下使得剪力墻出平面彎矩最小且滿足相應(yīng)墻厚出平面承載力要求，達到經(jīng)濟、安全最優(yōu)化結(jié)果，是一個值得探討的問題。
（三）照偏心受壓構(gòu)件正截面配筋來確定剪力墻的出平面承載力配筋設(shè)計且偏于安全，但配筋量有點偏大，當高寬比不同時，其折減系數(shù)取多少也是需要繼續(xù)研究的問題。
參考文獻：
[1] 施金平,趙明水,榮維生. 高層建筑中高位箱形轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計[J],工程抗震與加固改造 2005年 第06期.
[2]楊耀乾.平板理論[M]. 北京:中國鐵道出版社，1980.
[3] 趙笠,黃勛林. 高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用[M]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2001年 第03期.

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/jianzhushejilw/10558.html