浅谈高层中框架-剪力墙结构

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈高层中框架-剪力墙结构范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：

框架-剪力墙结构也称框架-抗震墙结构，简称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同样又有足够的剪力墙，有相当大的刚度。

框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。剪力墙的侧移刚度远远大于框架，因此剪力墙分配到的剪力也远大于框架。由于上述变形的协调作用，框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。框架结构在水平力作用下，框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化，与结构刚度特征值λ直接相关。框架结构中的框架底部剪力为零，剪力控制部位在房屋高度的中部甚至上部，而纯框架最大剪力在底部。因此，当实际布置有剪力墙（如：楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等）的框架结构，必须按框架结构协同工作计算内力，不应简单按纯框架分析，否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全。

框剪结构变形特点在水平荷载的作用下，框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主，而剪力墙的变形则以弯曲型为主。由于两者是受力性能不同的两种结构，因而两者之间要通过楼板的协同工作。由于楼板平面内刚度很大（计算中假定为无限刚性），因此在同一楼板处必有相同的位移，这就形成了框架-剪力结构特有的变形曲线，呈反S形的弯曲变形曲线。框架下部位移增长迅速，上部增长较慢，剪力墙则与之相反。在框架-剪力墙结构下部，侧移较小的剪力墙单独侧移大，而上部，框架又可以对剪力墙提供支持，即框架把墙向左边推，其侧移比框架单独侧移大，比剪力墙单独侧移小。最终框架-剪力墙结构的侧移大大减小，且使框架和剪力墙中内力分布更趋合理。

框架-剪力墙可采用的常用的组成形式 ：

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。

其组成形式较灵活，设计时可根据工程具体情况选择适当的组成形式和适量的框架和剪力墙。

框架-剪力墙结构在水平地震作用下，框架部分计算所得的剪力一般都较小。按多道防线的概念设计要求，墙体是第一道防线，在设防、罕遇地震下先于框架破坏，由于塑性内力重分布，框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大，为保证作为第二防线的框架具有一定的抗侧力能力，需要对框架承担的剪力予以适当的调整。

抗震设计时，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：

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

Vf≥0.2V0 （1-1）

式中：V0― 框架柱数量从下至上基本不变的结构，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；

Vf ―― 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；

Vf,max ―对框架柱数量从下至上基本不变的结构，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。

2.框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后，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；

3.按振型分解反应谱法计算地震作用时，本条第1款所规定的调整可在振型组合之后、

并满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）4.3.12条关于楼层最小地震剪力系数的前提下进行。

抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据在规定水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法，并应符合下列规定：

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，其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计；

2.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50%时，按框架-剪力墙结构进行设计；

3.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50%但不大于80%时，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部分结构的规定采用。

框剪结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：

框架-剪力墙结构体系结构布置除应符合其各自的相关规则外，其框架和剪力墙的布置还应满足下列要求。

1.框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，主体结构构件之间不宜采用铰接。

抗震设计时，两主轴方向均应分布剪力墙。梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合，框架的梁与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。

2.框架-剪力墙结构中剪力墙的布置一般按照“均匀、对称、分散、周边”的原则布置。

(1) 剪力墙宜均与对称地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平面形状变化及恒荷载较大的部位，在伸缩缝、沉降缝、抗震缝两侧不宜同时设置剪力墙。

(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) 剪力墙布置时，如因建筑使用需要，纵向或横向一个方向无法设置剪力墙时，该方向可采用壁式框架或支撑等抗侧力构架，但是，两方向在水平力作用下的位移值应接近。壁式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑。

(4) 剪力墙的布置宜分布均匀，单片墙的刚度宜接近，长度较长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙，单肢墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m。每段剪力墙底部承担水平力产生的剪力墙不宜超过结构底部总剪力的40%。

(5) 纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。房屋纵向长度较大时，不宜集中在两端布置纵向剪力墙，否则在平面中适当部位应设置施工后浇带以减少混凝土上硬化过程中的收缩应力影响，同时应加强屋面保温以减少温度变化产生的影响。

(6) 楼梯间、竖井等造成连续楼层开洞时，宜在洞边设置剪力墙，宜尽量与靠近的抗侧力结构结合，不宜孤立地布置在单片抗侧力结构或柱网以外的中间部分。

(7) 剪力墙艰巨不宜过大，应满足楼盖平面刚度的要求，否则应考虑楼盖平面变形的影响。

3.框架-剪力墙结构中的剪力墙，宜设计成周边有梁柱（或暗梁柱）的带边框剪力墙。纵向向相邻剪力墙宜连接在一起形成L形，T形及口形等，以增大剪力墙的刚度和抗扭能力。

4.在长矩形平面或平面有一项较长的建筑中，其剪力墙的布置宜符合下列要求：

(1) 剪力墙沿长方向的间距宜满足规范的要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙的间距应予减小。

(2) 纵向剪力墙不宜集中布置在两尽端。

5.剪力墙宜贯通建筑物全高，沿高度墙的厚度宜逐渐减薄，避免刚度突变。当剪力墙不能全部贯通时，相邻楼层刚度的减弱不宜大于30%。在刚度突变的楼层板应按转换层楼板的要求加强结构措施。

结语：框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。剪力墙结构：剪力墙结构是利用建筑的内墙或外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，高度和宽度可与整栋建筑相同。因其承受的主要再载是水平荷载，使它受剪受弯，所以称为费力墙，以便与一般承受垂直荷载的墙体相区别。剪力墙结构的侧向刚度很大，变形小，既承重又围护，适用于住宅和旅游等建筑。国外采用剪力墙结构的建筑已达70层，并且可以建造高达100~150层的居住建筑。由于剪力墙的间距一般为3~8m，使建筑平面布置和使用要求受到一定限制，对需要较大空间的建筑通常难以满足要求。框架-剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的一种结构体系。它具有框架结构平面布置灵活、有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优点。是两者优点的结合。这个结构体系中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。框架结构建筑布置比较灵活，可以形成较大的空间，但抵抗水平荷载的能力较差，而剪力墙结构则相反。框架一剪力墙结构使两者结合起来，取长补短，在框架的某些柱间布置剪力墙，从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。

参考文献：[1] 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 中国建筑工业出版社

[2] 建筑抗震设计规范GB50011-2010中国建筑工业出版社

[3] 混凝土结构设计规范GB50010-2010中国建筑工业出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。