框—剪结构在地震荷载作用下优化设计.docVIP

框—剪结构在地震荷载作用下优化设计 　　【摘要】随着国民经济的发展和社会的进步，各种新技术理念广泛的应用在各行业之中，成为促进社会各产业发展的动力之源。建筑业作为国民经济的重要组成部分，其发展与当前社会息息相关，伴随着各种施工新技术、新理念的不断产生与应用，建筑行业也呈现出前所未有的发展态势，同时其建筑质量也受到人们的高度重视。地震作为一项危害巨大的自然灾害，对建筑物有着不可估量的重大影响，同时其对人类生活和发展带来了严重的危害。框架-剪力墙结构作为目前建筑工程项目的新结构，有着极好的抗震作用。本文就框架-剪力墙结构受力分析，探讨了剪力墙结构和框架结构中抗震系数和抗震的关系　，并指出了确定剪力墙卡巴果真系数的主要手段和方法。同时就当前框剪结构在应用中的合理布置方案做了详细的分析，使得其能够满足当前房屋的使用要求，为人们生活奠定良好的安全保障。 　　【关键词】框架一剪力墙；剪力墙数量；刚度；剪力墙布置 　　0.前言 　　在社会发展中，人们对各个环境认识不断提高，随着近年来世界各地地震的不断发生，对各个城市的人们和社会发展都带来了极大的危害。就我国而言08年的汶川地震，10年的玉树地震等等，这些地震不仅仅造成我国经济发展的严重影响，更是造成了惨重的人员伤亡。但是从某种意义上讲，致命的不是地震，而是在地震中倒塌的建筑物。由于在过去建筑工程施工和设计中人们对抗震性能的忽视，导致在地震中各种建筑物的倒塌，造成人员的伤害高于地震本身带来的危害，因此，建筑物的抗震设计非常重要。框架一剪力墙结构在当前的建筑结构设计和应用中是其主要的结构方式，其以良好的刚度和空间配置的灵活性成为当前建筑结构应用和探究的重点。此结构中剪力墙的刚度较大，主要承担地震荷载，更是保证建筑结构安全稳定的关键因素。 　　1.框架-剪力墙结构概述 　　框架-剪力墙结构，俗称为框剪结构。主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。墙体全部采用填充墙体，由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平??或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。 　　2.框架一剪力墙结构的受力分析 　　在框架一剪力墙结构中，相当于用连杆将框架和剪力墙连成一个组合体系，构成了协同工作，他们不能单独弯曲变形或剪切变形，因此，框架一剪力墙结构的变形曲线为弯剪型，其水平位移特征居于框架和剪力墙之间。因此，在框架一剪力墙结构中，如果剪力墙的刚度很大时，组合体系的变形将接近剪力墙的变形，如果框架的刚度很大时，组合体系的变形将接近框架的变形。故在底部剪力墙将协助框架工作，以减少框架的变形，在顶部框架将协助剪力墙工作，以减少剪力墙的变形。所以，由以上我们可以得知，框架一剪力墙结构中，框架主要承担竖向使用荷载，而剪力墙刚度较大，主要承担地震荷载。 　　3.剪力墙合理数量的确定 　　3．1地震荷载与剪力墙刚度之间的关系 　　我们可以看出T0（0≤A≤6），所以T是的增函数。我们又知地震荷载与T成反比关系，故得地震荷载与剪力墙刚度成正比关系。即剪力墙刚度越大，地震荷载越大。由以上推导可知，地震荷载与剪力墙刚度成正比关系，即地震荷载随剪力墙刚度的增大而增大，减小而减小。如果剪力墙的布置过少，则其刚度会相应的很少，房屋的变形增大，不能抵抗地震荷载；如果剪力墙的布置过大，则其刚度会相应的很大，房屋的自震周期减小，引起了地震荷载的增大，而且所耗的材料也会增大。所以，我们要研究的主要任务是怎样合理选取剪力墙的刚度，选取一个合适的剪力墙刚度不仅减小了地震荷载，而且又满足了房屋的使用和变形要求。 　　3．2剪力墙合理刚度的确定 　　一般情况下，我们假设地震荷载呈倒三角形分布，在倒三角形分布荷载作用下，我们可以推导得框架总抗侧移刚度为：我们确定了框架一剪力墙结构的刚度特征值后，即可根据场地土特征周期，相应于烈度的地震影响系数，许可位移值。我们又知，根据框架的设计剪力不宜小于0．2，也不得大于0．4，相应的值应控制在。在确定合适剪力墙刚度时，我们可以先根据经验在1．1-2．2之间选出一个合适的值，再由式（9）计算出对应的目，将其代入式（4）中算出值。如果算出的值与我们原先选出的值有差别，则再另选一个值，直至选值与计算出的值相等为止，这样我们就可以找到一个最合适的剪力墙刚度。 　　4.剪力墙的合理布置方案 　　剪力墙的布置除了应着重确定剪力墙的数量及其相应的厚度以外，还应在以下几个方面加以注意： 　　4.1剪力墙的厚度 　　剪力墙的厚度不应小于160mm且不应小于层高的1／20，底部加强部位的剪力墙厚度不应小于200mm，且不应小于层高的1／16。剪力墙的周边应设置梁（或暗柱）和端柱组成的边框；端柱截面宜与同层框架柱相同；剪力墙底部加强部位的端柱和紧靠剪力墙洞口