剪力墻結(jié)構(gòu)的豎向剛度突變問題

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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)建筑的功能、建筑立面要求越來(lái)越品味，功能越來(lái)越復(fù)雜，而且戶型也越來(lái)越多樣化，因此不可避免的出現(xiàn)了大量的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)、框支。剪力墻結(jié)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式，因其對(duì)抗震的不利在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)引起重視。

　　在筆者做過的工程中，大量出現(xiàn)了上部為住宅、下部為商業(yè)、地下則為車庫(kù)的建筑，因?yàn)槭褂霉δ艿南拗疲喜孔≌鬅o(wú)柱，下部商業(yè)要求無(wú)墻，形成較大的開問，因而就不得不采用框支一剪力墻這種對(duì)抗震不利的結(jié)構(gòu)形式。筆者的想法是如能采用全剪力墻的應(yīng)盡量采用全剪力墻結(jié)構(gòu)，如不行，則在布置中可采用少墻、短墻的布置，其作用是為了減小建筑物上、下部件的剛度突變，減少局部構(gòu)件過大的地震力，同時(shí)可以有效的減少上層側(cè)向剛度，以滿足《高規(guī)》JGJ3-2002附錄E的要求。

　　防止剛度突變是框支一剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。筆者認(rèn)為這種突變表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是轉(zhuǎn)換層上部數(shù)層和轉(zhuǎn)換層下部的剛度突變，也就是附錄E的要求；二是轉(zhuǎn)換層與轉(zhuǎn)換層下一層的剛度突變。因?yàn)檗D(zhuǎn)換層有很大的轉(zhuǎn)換梁，一般達(dá)到1500-2000mm高，而其下一層為一般梁，僅500～600mm高，如轉(zhuǎn)換構(gòu)件較多，這種剛度的變化必然較大。另外因?yàn)榻ㄖ褂霉δ艿囊螅粚咏ㄖ艨蛰^高且其下為人防工程又需覆土0.8～1米，所以造成一層結(jié)構(gòu)層高較高，多為6米，而二層即轉(zhuǎn)換層層高僅為4米，進(jìn)一步增大了轉(zhuǎn)換層本層剛度，造成剛度的突變。如何解決這個(gè)問題，筆者認(rèn)為可針對(duì)上述兩個(gè)原因?qū)で罂紤]，一是可以在轉(zhuǎn)換層及其下一層布置的墻上，取其墻厚較大，提高側(cè)向剛度中墻柱的份額，以減少梁的剛度影響；二是可以和建筑專業(yè)協(xié)調(diào)，將設(shè)備轉(zhuǎn)換層置于二層。由于三層以上為住宅，其水暖管道布置和下部商業(yè)有很大的區(qū)別，必然存在一個(gè)設(shè)備的轉(zhuǎn)換，過去是做一個(gè)設(shè)備轉(zhuǎn)換層，但其形成的短墻、短柱對(duì)結(jié)構(gòu)抗震極為不利，因此可以提高二層結(jié)構(gòu)層高做一個(gè)吊頂，以減少轉(zhuǎn)換層本層和其下一層的剛度差。

　　對(duì)于轉(zhuǎn)換層的上一層，因?yàn)樽≌瑢痈咭话銥?.9米，而墻較多，在許多的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者往往按照一般剪力墻來(lái)布置，取墻較密且墻長(zhǎng)很長(zhǎng)，造成上、下層剛度比難以滿足要求，不得不加大下部的墻數(shù)量及厚度，但多又因使用功能的限制，墻不能布置在合理的位置E，造成建筑物偏心加大，抗震不利，所以如采用一般的剪力墻的長(zhǎng)度會(huì)很難滿足規(guī)范的規(guī)定。方法還是要從上部解決，要采用短墻和大開間的布置，減少上部的剛度，同時(shí)可提高下部的墻厚，而減小上部的墻厚，因上部墻的數(shù)量較多，減小墻厚作用比較明顯。從筆者設(shè)計(jì)的工程計(jì)算結(jié)果看下部墻厚400mm即可，另外在轉(zhuǎn)換層剪力墻頂加一圈墻梁，加強(qiáng)上、下層墻筋的錨固。

　　通過以上分析，可使整體結(jié)構(gòu)剛度基本均勻，在概念設(shè)計(jì)方面給與保證，再滿足計(jì)算和構(gòu)造上的要求，就可使結(jié)構(gòu)安全得到基本的保證。同時(shí)，上部較柔的結(jié)構(gòu)也利于地震力的消耗，降低了結(jié)構(gòu)的造價(jià)。

　　還應(yīng)注意的是框支一剪力墻結(jié)構(gòu)是一種抗震不利型式，其結(jié)構(gòu)抗震性能差，造價(jià)高，應(yīng)盡量避免采用。但它能滿足現(xiàn)代建筑不同功能組合的需要，有時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又不可避免此種結(jié)構(gòu)形式，對(duì)此應(yīng)采取措施積極改善其抗震性能，盡可能減少材料消耗，以降低工程造價(jià)。