框架剪力墙结构抗震加固设计研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 框架剪力墙结构抗震加固设计研究 摘 要：框架部分和剪力墙部分 共同构成了框架-剪力墙结构体系。框 架部分和摇摆墙部分共同构成的框架- 摇摆墙结构体系。在墙体的连接形式上， 摇摆墙与基础是铰接，这样会使墙体具 备了转动能力，处理方式是一种特殊的 形式。本文分析了框架剪力墙结构的设 计参数，并结合实例对剪力墙抗震的概 念问题做了一定的分析，对框架的抗震 设计提出了几种观点，研究结果对框架 剪力墙结构抗震加固设计优化具有重要 意义。 中国论文网 /1/view-12763673.htm 关键词：结构工程；框架剪力墙； 抗震加固设计； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 0 引言 框架剪力墙结构又称框剪结构， 就是在框架结构原有体系上增加一定量 的纵向与横向的剪力墙组合的结构体系。 从形态上讲，框架剪力墙结构是由剪力 墙结构与框架结构两种结构结合而成。 因而框架剪力墙结构不仅能为建筑的平 面设计提供足够大的空间，而且还具有 很好的抗侧力性能。而同时，由于其独 特的抗震性能。框架剪力墙结构常作为 一种既经济有效又实用的结构体系被应 用到工业与民用建筑领域。 1.框架剪力墙结构的受力特点 框架主要是由梁柱的线性杆件组 成，因而其受力特点类似于竖向的悬臂 剪切梁，变形曲线是剪切形的。对于水 平力的框架结构来说，其抗压的刚度 D 要按照比例进行分配，因为剪力墙的结 构是属于竖向的悬臂弯曲结构，所以， 它的变形曲线就呈弯曲形，从而使得它 在平面上就具有非常大的抗弯曲的刚度。 在水平力作用下，我们要按照等效刚度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的 EI 比例对各个剪力墙进行分配，框 架结构与剪力墙结构在同一个结构单元 中，两者是通过水平面上具有无限大刚 度的楼板进行连接的，这就导致它们不 能够按照自身所拥有的变形力特点进行 变形，框架结构和剪力墙结构在同一个 楼层中的位移必须要相等，因为框架剪 力墙结构是通过相互的作用共同进行工 作的。因此，在整个结构的上部，剪力 墙会被框架向后面拉，而在结构的下部， 剪力墙又被框架向前方推。在这个过程 中，框架结构的受力特点正好与剪力墙 结构的受力情况相反；框架结构和剪力 墙结构之间沿着竖向的水平力分配是不 确定的一个值，它会随着楼层的变化而 发生变化，框架结构与剪力墙结构之间 的水平力分配既不按照抗推的刚度 D 进 行分配也不按照等效的刚度 EI 进行分 配。在整个结构体系中，顶部结构的剪 力不是零，因为顶部结构中的剪力墙会 共同工作，相互之间必定会产生相关的 荷载，而框架结构中最大的剪力值主要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 集中在整个结构的中部，框架结构的底 部剪力值是零，结构中全部的剪力几乎 全部由剪力墙所承担。 2.框架剪力墙结构抗震设计的关 键点 2.1 使剪力墙结构的抗震能力得 到相应提高 （1）要将剪力墙结构设计成四 周都带有梁柱的带边形的框墙。正是由 于这种边框类型的有效利用，其可以有 效的阻止斜裂缝向相邻的方向发展，同 时还可以在墙板遭到破坏后作为承重的 构件，因为它能够代替墙板进行承重并 且具有一定得延性。除此之外，这种边 框还应该具有足够的承受斜截面剪力的 能力，从而可以承担墙体本身发生通裂 时对边框的梁柱所产生的附加的剪力。 （2）我们要对每肢墙的高度和 宽度比进行控制。在必要的时候，我们 可以设置构竖缝或者是结构洞口，这样 可以使墙体变成双肢墙或者是多肢墙， 屈服部位和可控制的裂缝均出现在结构 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的洞口和竖缝的连梁处，从而形成了能 耗结构。 （3）剪力墙刚性的连梁部位高 度和跨度比应该在 1 左右。经过实验的 证明，当连梁的高度和跨度比是 5 时， 结构的能耗和延性都很好，在连梁两端 相对竖向的位移处其延性系数均在 8 以 上，而且滞回曲线也特别的饱满；但是 当连梁的高度和跨度比为 1 时，结构的 延性系数就相应的降到了 3 左右，并且 此时的滞回曲线出现严重的捏扰，耗能 非常小，最后导致弯剪的破坏，对此， 我们就要对其构造和组成采取相关的有 效措施。 2.2 使框架结构的抗震能力得到 相应提高 （1）首先我们要加强对框架结 构角柱的设计。这样做是因为角柱起到 了连接纵横框架的作用。因此，要想增 加框架结构空间的整体性，我们就要对 角柱的抗剪性能进行加强和提高。 （2）沿着框架结构周围的平面 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 按照 X 形支撑和 K 形支撑方式布置出 一定数量的钢筋混凝土的抗剪墙板。因 为，这样做可以有效的克服出现的剪力 滞后现象，使框架结构的抗推刚度和整 体性能得到显著提高，同时有效的减少 了结构中出现的整体侧移现象，尤其是 楼层之间的侧移。但是，这种结构的延 性比较差，因此，为了提高其延性，我 们就要在墙板上开十字形的结构裂缝， 使得它能够出现在薄弱的部位，从而形 成延性的耗能墙板。 （3）最后要设置出偏交叉斜撑 等赘余的杆件。轴变耗能由弯曲耗能所 代替，折曲撑主要由钢纤维的混凝土杆 制造，由偏心的连接支撑的钢杆所组成。 那么，在强烈的地震力作用之下，我们 既可以利用这些赘余的杆件进行先期的 变形和屈服对能量进行耗散，同时，还 可以在这些赘余的杆件遭到破坏或是不 进行工作时，保证结构能够从一个稳定 的体系过度到另一个稳定的体系，从而 引起整个结构的自震周期发生改变，有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 效的避开由地震的卓越周期中长时间的 持续作用下引起的共振效应。 2.3 使整体结构的抗震性能得到 相应提高 （1）在实际的结构设计中，我 们应该采用机构的控制方式，从而达到 总体结构的屈服效果。在水平方向力的 作用下，首先屈服的是水平的构件，其 次是竖向的构件。 （2）我们要努力地做到整体结 构刚度和承载能力的平衡。在设计的过 程当中，我们应该根据建筑结构的整体 情况，对建筑所设置的防裂度和高度以 及装修的等级进行充分的考虑，以此来 确定结构所允许的最大位移值以及剪力 墙的体积和数量。 （3）要统一结构的延性和刚度。 框剪结构很容易出现各个构件之间不能 相互协调发挥作用的现象，这就大大降 低了结构中各构件的抗震能力以及其有 效性。因此，在设计的过程中，我们要 将各个构件统一协调起来，实现结构延 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 性和刚度的统一，有效地保证整个建筑 对抗震的要求。 3.实例简析 某检查总站民警住宅小区，建设 地点位于杭州市某区。其结构体系所采 用的就是框架剪力墙结构，地上为 18 层，地下是 2 层，总建筑高度为 55.4 米， 抗震设置的防烈度为 6 度，场地类别为 I 类，设计地震分组：框架抗震等级为 三级，剪力墙抗震等级为三级，埋深为 3.8 米。 此案例中很好的对建筑的高度和 宽度进行了控制，对地震的设计分析也 很合理，实现了建筑结构之间各个部件 的互补协调，起到很好的抗震效果。