住宅建筑剪力墻布置

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   現在十多層的住宅建筑比較多，在7度區(qū)，采用框架剪力墻結構比較普遍。一般來說，剪力墻布置的越多，抗震越有利，但無限制的增加剪力墻會增加造價，而且無法發(fā)揮框剪結構的優(yōu)越性。另外我們知道，增加剪力墻以后，結構剛度增加，自振周期就會縮短。一般我們的建筑物自振周期應該在Tg~5Tg（Tg為特征周期），看一下地震影響系數曲線，在這個區(qū)段里，周期縮短會增大地震作用效應，而且幅度挺大，對材料的消耗又會大大增加。今天在網上看到一位朋友的11層框剪住宅布置圖，滿眼都是長剪力墻，只看到寥寥幾個柱子，這種布置還不如做成純剪力墻結構，因為低一個抗震等級，至少用鋼量可以小一點。    那么合理的剪力墻數量應該是多少呢，理論上講同時都滿足規(guī)范的要求時，最少的剪力墻數量最優(yōu)。在李國盛《混凝土結構設計禁忌及實例》一書中認為：滿足規(guī)范的位移限制要求，滿足剪力墻承受的地震傾覆力矩不小于總傾覆力矩的50%，且為了使框架充分發(fā)揮作用，滿足框架承受樓層剪力不小于0.2Fek，這時的剪力墻數量最合理。書中還有一套手算的判定方法（這種方法一些研究論文上都有），可以在方案或者擴初階段不上機就可以布置出合理的剪力墻。   那么在實際工程中，究竟如何操作呢。每個工程都想做到李老師說的最優(yōu)是不可能的，因為戶型千變萬化，每棟建筑都有其特殊性。那么我們就應該從規(guī)范的幾點規(guī)定著手來研究這個問題。   首先在方案階段，從概念上來布置剪力墻?！陡咭?guī)》8.1.7條就是框剪結構中剪力墻布置的一些概念性要求，這些規(guī)定其實真的很實用，有些朋友光盯著一些參數、盯著配筋，對這些實用的規(guī)定毫不在意（因為其不是強條），在模型調整時走了好多彎路。結合本人的一些經驗，說說布置剪力墻的步驟：首先考慮建筑物的周邊，可以從四角到四邊均勻布置，然后考慮樓電梯間，再考慮一些平面轉角處，最后看看剪力墻間距較大的位置中間點綴一兩片墻。剪力墻最好布置成非一字形，兩個方向都要布，宜短不宜長，個人認為在開始布置時只要滿足一般剪力墻的最小長度即可，后面可以根據計算要求加長，應該說按照這種要求布置出來的平面看起來是很舒服的。總之框剪結構中的剪力墻布置應該是有目的的和點綴性的，切忌一上來就大片的布置剪力墻。    下一步就是上機驗算，首先不需要去看配筋，可以先看周期，合理的第一周期范圍，《全國技術措施》上講在0.08~0.12N(N為層數)，超出這個范圍，說明結構太剛或太柔，剪力墻太多或太少，可以作相應的調整，當然在這個范圍內以周期長一點為佳。第一、第二周期一般應該分別是Y向和X向（假定X向為長方向）的平動周期（平動系數為1.0最佳，但有些時候也不一定要追求完美，接近即可。）。第三周期為扭轉周期，它和第一平動周期的比值應該不大于0.9，否則說明扭轉剛度不足。再看剪重比是否滿足規(guī)范要求，不滿足也說明抗惻剛度不足，地震力偏小。層數較多的建筑物允許有2~3層按規(guī)范要求調整地震力（調整差值控制在5%以內），超過這個就要求調整抗側力構件了。    再看位移，層間位移角應不大于1/800，這也是衡量結構抗側剛度的一個指標，太大太小都應該先找出這個位置，再作相應調整。不考慮偶然偏心時的位移比一般應該都在1.2以內，考慮偶然偏心時，1.2的限值比較難滿足（尤其是長條形的建筑），只要不大于1.5即可，這是衡量扭轉剛度的一個指標（前面講個周期比是衡量扭轉剛度的另一個指標），不滿足時應該先考慮建筑物周邊抗側力構件的調整（對于長條形建筑就是長方向兩側），可以增大剪力墻，也可以加高連梁等。    最后看框架抗傾覆力矩占總抗傾覆力矩的比例，兩個方向接近且在40%~50%間較好。注意，軟件給出了每一層的比例，只要底部加強部位滿足即可，根據框剪結構的受力特性，框架所承擔的抗傾覆力矩是越往上越大的。    高規(guī)8.1.4條，框架總剪力在不小于0.2V0時不需要調整，是利用材料最充分的，但經過前面的幾輪調整，要做到這一點不容易，做不到就要按規(guī)范要求放大，放大系數接近1.0較好。    做工程，還是要根據自己的掌握的知識和工程經驗，多動腦筋，在保證安全性的基礎上，多在經濟性上下功夫。