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剪力墻結構的豎向剛度突變問(wèn)題

2010-10-11 17:47  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )  【  【打印】【我要糾錯】

  隨著(zhù)國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,市場(chǎng)經(jīng)濟水平的提高,人們對建筑的功能、建筑立面要求越來(lái)越品味,功能越來(lái)越復雜,而且戶(hù)型也越來(lái)越多樣化,因此不可避免的出現了大量的錯層結構、框支。剪力墻結構等復雜結構形式,因其對抗震的不利在結構設計中應引起重視。

  在筆者做過(guò)的工程中,大量出現了上部為住宅、下部為商業(yè)、地下則為車(chē)庫的建筑,因為使用功能的限制,上部住宅要求無(wú)柱,下部商業(yè)要求無(wú)墻,形成較大的開(kāi)問(wèn),因而就不得不采用框支一剪力墻這種對抗震不利的結構形式。筆者的想法是如能采用全剪力墻的應盡量采用全剪力墻結構,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,減少局部構件過(guò)大的地震力,同時(shí)可以有效的減少上層側向剛度,以滿(mǎn)足《高規》JGJ3-2002附錄E的要求。

  防止剛度突變是框支一剪力墻結構設計的重點(diǎn)。筆者認為這種突變表現在兩個(gè)方面:一是轉換層上部數層和轉換層下部的剛度突變,也就是附錄E的要求;二是轉換層與轉換層下一層的剛度突變。因為轉換層有很大的轉換梁,一般達到1500-2000mm高,而其下一層為一般梁,僅500~600mm高,如轉換構件較多,這種剛度的變化必然較大。另外因為建筑使用功能的要求,一層建筑凈空較高且其下為人防工程又需覆土0.8~1米,所以造成一層結構層高較高,多為6米,而二層即轉換層層高僅為4米,進(jìn)一步增大了轉換層本層剛度,造成剛度的突變。如何解決這個(gè)問(wèn)題,筆者認為可針對上述兩個(gè)原因尋求考慮,一是可以在轉換層及其下一層布置的墻上,取其墻厚較大,提高側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(zhuān)業(yè)協(xié)調,將設備轉換層置于二層。由于三層以上為住宅,其水暖管道布置和下部商業(yè)有很大的區別,必然存在一個(gè)設備的轉換,過(guò)去是做一個(gè)設備轉換層,但其形成的短墻、短柱對結構抗震極為不利,因此可以提高二層結構層高做一個(gè)吊頂,以減少轉換層本層和其下一層的剛度差。

  對于轉換層的上一層,因為住宅層高一般為2.9米,而墻較多,在許多的設計中,設計者往往按照一般剪力墻來(lái)布置,取墻較密且墻長(cháng)很長(cháng),造成上、下層剛度比難以滿(mǎn)足要求,不得不加大下部的墻數量及厚度,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(cháng)度會(huì )很難滿(mǎn)足規范的規定。方法還是要從上部解決,要采用短墻和大開(kāi)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,因上部墻的數量較多,減小墻厚作用比較明顯。從筆者設計的工程計算結果看下部墻厚400mm即可,另外在轉換層剪力墻頂加一圈墻梁,加強上、下層墻筋的錨固。

  通過(guò)以上分析,可使整體結構剛度基本均勻,在概念設計方面給與保證,再滿(mǎn)足計算和構造上的要求,就可使結構安全得到基本的保證。同時(shí),上部較柔的結構也利于地震力的消耗,降低了結構的造價(jià)。

  還應注意的是框支一剪力墻結構是一種抗震不利型式,其結構抗震性能差,造價(jià)高,應盡量避免采用。但它能滿(mǎn)足現代建筑不同功能組合的需要,有時(shí)結構設計又不可避免此種結構形式,對此應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)。

延伸閱讀:結構 剪力 設計
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