试论建筑工程的框支剪力墙结构设计
【摘要】本论文以沈阳某建筑工程为例，通过对其主要构成部分的精确计算和分析，探讨了框支剪力墙结构在实际操作过程中的应用。文章通过一系列论述，明确了本建筑工程项目的设计参数以及布置形式，同时也讨论了在设计施工过程中必须注意的问题和事项，对今后类似建筑工程项目具有很好的借鉴意义。
【关键词】框支剪力墙；结构转换；墙转换层
1 引言
以沈阳市某高层商业住宅的框支剪力墙结构设计为例，从传力途径清楚、构造简单、受力性能良好、施工便捷、造价低廉、结构设计等方面阐述了其优势。
2 工程说明
该建筑工程为高层商品住房，主要由一个塔楼和一个商业裙楼组成，四周空旷无高层建筑物。该工程地下两层，地上22层。其中地下室层间距为5.1m，地下二层作为库房和设备用房，地下一层为机动车停车位。地上1至5层为商业用房，层高4.8m，并配备统一的安全消防设施和集中供暖设备。6层为转换层，层高5.2m，6层以上为剪墙结构的商品住宅楼。住宅除了第22层层高为5.1m外，其余都是3.0m层高。总建筑高度为70.2m。同时，该工程场略微有缓坡，自东北向西南倾斜。考察其地质资料后发现，给地段没有大的地质活动或者断裂带，属于强度抗震地质结构。该工程采用中国建筑科学研究院编制的2005 版pkpm- satwe 程序进行设计计算，
部分框支剪力墙结构 一、结构布置 1. 底部转换层的设置高度 研究得出，底部转换层位置越高，转换层上、下刚度突变越大，转换层上、下内力传递途径的突变越加剧，落地剪力墙或筒体易出现受弯裂缝，而使框支柱内力增大，转换层上部附近墙体易破坏，因此，转换层越高，对抗震越不利，因此规定9度区不应采用此结构。 “高规”第10.2.2条规定：对部分框支剪力墙结构，转换层设置高度8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层，6度时可适当提高。 对于底部带核心筒的转换层框架核心筒结构和外框为密柱框架的筒中筒结构，由于其转换层上、下的刚度突变不明显，转换层上、下层内力传递途径突变的程度也小于框支剪力墙结构，转换层的高度对这两种结构影响不如框支剪力墙结构严重，因此，对这两种结构的转换层位置，可比框支剪力墙结构适当提高。但当底部带转换层的筒中筒结构外筒由剪力墙组成的壁式框架时，其转换层上、下层的刚度突变及内力传递途径程度与框支剪力墙结构相近，因此，其设置高度限制同框支剪力墙结构。 2. 转换层上、下刚度突变的控制 带转换层结构应使转换层下部结构的抗侧刚度接近转换层上部邻近结构的抗侧刚度，不发生明显的刚度突变，不应使转换层下部结构成为柔软层，因底部柔软层房屋在大地震中的倒塌十分普遍。 转换层上部结构的侧向刚度与下部结构的侧向刚度比应符合下列规定： 1） 底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2，γ可按下列公式计算 2 11122h h A G A G ?=γ……………………………………(1) ci i wi i A C A A += (i=1.2)……………………(2) 2)(5.2i ci i h h C = (i=1.2)……………………(3) 式中：1G 、2G ——底层和转换层上层的混凝土剪变模量 1A 、2A ——底层和转换层上层的折算抗剪截面面积，可按（2）式计算。
框架-剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同样又有足够的剪力墙，有相当大的刚度，框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。因为，在下部楼层，剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力，上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担外荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力拉回来的附加水平力，剪力墙不但不承受荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力，所以，上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力。 框支剪力墙是指在框架剪力墙结构(在转换层的位置)上部布置剪力墙体系.部分剪力墙应落地. 一般多用于下部要求大开间,上部住宅、酒店且房间内不能出现柱角的综合高层房屋。 框支－剪力墙结构抗震性能差，造价高，应尽量避免采用。但它能满足现代建筑不同功能组合的需要，有时结构设计又不可避免此种结构型式，对此应采取措施积极改善其抗震性能，尽可能减少材料消耗，以降低工程造价。 剪力墙结构
目录 编辑本段 剪力墙结构(shearwall structure）是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。这种结构在高层房屋中被大量运用，所以，购房户大可不必为其专业术语所蒙蔽。 编辑本段 原理 剪力墙结构。钢筋混凝土的墙体构成的承重体系。剪力墙结构指的是竖向的钢筋凝土墙板，水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上，这样构成的一个体系，叫剪力墙结构。为什么叫剪力墙结构，其实楼越高，风荷载对它的推动越大，那么风的推动叫水平方向的推动，如房子，下面的是有约束的，上面的风一
剪力墙结构设计要点 整体规定 ◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度、8度抗震时，将本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时，应专门研究 （说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度） ◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时，应专门研究 ◆结构的最大高宽比： A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、7、6 ◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响； 其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响
◆考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9～1.0 ◆平面规则检查，需满足： 扭转：A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板：有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50％ 开洞面积≤该层楼面面积的30％ 无较大的楼层错层 凹凸：平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30％ ◆竖向规则检查，需满足： 侧向刚度： 除顶层外，局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25％ 楼层承载力：A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（宜）≥相邻上一层的80％ 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力（应）≥相邻上一层的65％ B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（应）≥相邻上一层的75％ （说明：楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和） 竖向连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力不得由水平转换构件（梁等）向下传递 ◆水平位移验算： 多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120 ◆舒适度要求： 高度超过150m的高层建筑，按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最
高层框架剪力墙结构设计实例探析 发表时间：2016-03-07T11:54:20.603Z 来源：《工程建设标准化》2015年10供稿作者：金国祥 [导读] 中国中建设计集团有限公司（辽宁分公司）高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。 （中国中建设计集团有限公司（辽宁分公司），辽宁，沈阳） 【摘要】随着住房数量的需求的不断增加，以及受到土地资源紧缺现象的控制，当前城市楼层建设主要表现为高层楼房的建设施工。而高层框架剪力墙结构是高层建筑楼房中一个重要的组成部分。笔者结合当前一些比较成功的高层框架剪力墙结构设计案例，对高层框架剪力墙的施工要求和注意事项等进行了深入的分析和研究，希望能够给有关的设计人员必要的参考和借鉴。 【关键词】结构设计；框架剪力墙；结构布置；计算分析 前言 剪力墙结构是目前高层建筑施工中普遍应用的一种建筑形式，该结构设计科学，建筑施工难度小，具有一定的稳固性，安全可靠，目前应用范围越来越广。笔者进行了大量的资料研究和案例分析，总结出剪力墙结构设计的几点主要注意事项，下面进行简单的分析和介绍： 1．框架剪力墙结构布置 （1）双向抗侧力体系和刚性连接。框架—剪力墙结构中，剪力墙是主要的抗侧力构件。结构在两个主轴方向均应市置剪力墙，并应设计为纵、横双向刚接框架体系，尽可能使两个方向抗侧力刚度接近，除个别节点外，不应采用铰接。如果仅在一个主轴方向布置剪力墙，会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊，无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质，与有剪力墙的另一方向不协调，也容易造成结构整体扭转。主体结构构件间的连接刚性，目的是为了保证整体结构的几何不变和刚度的发挥；同时，较多的赘余约束对始构在大震下的稳定性是有利的。 （2）框架—剪力墙结构是通过刚性楼、屋盖的连接，将地震作用传递到剪力墙，保证结构在地震作用下的整体工作的。所以，从理论上来说，剪力墙与剪力墙之间的距离不应该过大，需要严格控制在安全系数之内，否则，两者中间的重力没有承载的媒介，可能会发生坍塌事故。一些施工单位为了节约经济成本，降低施工量，往往会在设计的基础上擅自扩大剪力墙之间的间隔，这些都是违规操作，必须杜绝。 （3）楼板开洞处理。通常来说，如果设计和施工实际情况允许，尽量不进行楼板开洞，但是在实际的施工过程中，存在一些无法避免的客观因素，此时必须进行楼板开洞处理。一旦遇到这类问题，其核心原则就是，尽量缩小开洞的数量和开洞的面积。即使，在设计之初对于重力和承重能力都进行了科学的计算和预测，但是一旦进行了楼板开洞处理，实际的承重情况可能会发生改变，因此施工人员应该提高警惕。 2．结构计算分析要点 框架剪力墙结构的计算应考虑框架与剪力墙两种不同结构的不同受力特点，按两者变形协调工作特点进行结构分析。即使是很规则的结构，也不应将结构切榀，简单地按二维平面结构（平面框架和壁式框架）进行计算。不应将楼层剪力按某种比例在框架与剪力墙之间分配。框架剪力墙结构是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应根据结构实际情况，选取较能反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。对于平面和立面布置简单规则的框架—剪力墙结构，宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型，对布置复杂的框架—剪力墙结构，应采用空间分析模型。另外，对于框架—剪力墙结构由于填充墙数量较框架结构少，而比剪力墙结构多，因此其周期折减系数应选取介于两者之间。结合工程实践经验，对于一般情况下当填充墙较多时，周期折减系数可取0.7-0.8，填充墙较少时，周期折减系数可取0.8-0.9。 此外，当今楼房的建设施工过于追求外表形式的新颖，五花八门的楼房外形，给框架剪力墙的结构设计带来了一定的难度。例如，一些建筑在设计之初，出于某种特殊的需求，可能会减少框架柱的数量，此时单根框架柱的承重压力随之增加，这样显然是不合理的，存在较大的安全隐患。对于这一问题，国家相关的管理部门高度重视，并在法律文件中做出了明确的规定：即当某楼层段柱根数减少时，则以该段为调整单元，取该段最底一层的地震剪力为其该段的底部总剪力；该段内各层框架承担的地震总剪力中的最大值为该段的Vfmax。3．高层框架剪力墙实际施工案例分析 某市为了适应市场需求，在城郊附近施工建设了一栋办公楼。地下设有停车场等共三层。地面高度为18层，总计22层。地面建筑结构由左右两个呈扇形的区域构成。该建筑施工总占地面积约为12万平方米。根据本建筑结构的基本属性，以及对相应地质条件等因素的勘察，设计人员采用剪力墙作为其主体框架。综合分析其建筑形式和材料结构，本建筑办公楼的抗震等级为8级，安全等级为2级。由于办公楼内部要求使用高度不低于2.9米，所以施工建设的难度相对来说比较大，综合考量到楼层的建筑结构以及剪力墙的应用，通过不断的调整和反复的测试，目前高建筑办公楼基本上可以达到以下几个要求：（1）根据建筑物的自振周期、位移及地震效应判断结构方案的合理性；（2）得出各构件的内力以及配筋，以判断构件截面的合理性；（3）根据结构内力分析判定结构受力的德弱部位，并在设计中采取加强措施。 受到办公楼内部使用空间的限制和制约，原本应该设计在楼层中间的剪力墙核心筒，需要按照实际情况进行位置的偏移。同时，由于本栋楼的特殊需求，在其他位置不允许继续设计框架剪力墙，这就给施工建设带来了一定的难度。由于操作起来难度系数大，同时安全系数受到了影响，因此设计施工单位经过与投资方的研究分析，最终决定略微增加剪力墙的数量。在此基础上，稍微增加了剪力墙的厚度，以提高剪力墙的承重能力。可见，在实际的施工过程中，由于不同建筑结构具有各自的独特性，因此剪力墙的实际设计都是存在差异性的，但是这种差异性需要建立在安全性之上。 本工程结构整体计算采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE，计算时考虑扭转藕联的影响。考虑模拟施工分层加载，振型数取18个，采用侧刚分析方法。计算结果表明，本结构整体刚度在X方向较好，Y方向稍差。两幢楼剪力墙在X方向承担了总倾覆力矩的80%以上，Y方向承担了60%以上；西楼在地震作用下Y方向顶点位移绝对值偏大，最大层间位移接近规范限
高层建筑工程的框支剪力墙结构设计 发表时间：2019-06-26T10:49:24.790Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：樊越 [导读] 本文对高层建筑工程的框支剪力墙结构进行设计上的解析，采用分析建筑实例的方式增加结构设计的论述合理性。 方舟国际设计有限公司 摘要：本文对高层建筑工程的框支剪力墙结构进行设计上的解析，采用分析建筑实例的方式增加结构设计的论述合理性。其次对框支剪力墙的设计以及措施要点进行重点论述，主要集中在各项设计指标的规格确定上。最后解析了结构上的措施落实方法与相关要求，仅供专业人士的参考与借鉴。 关键词：高层建筑；框支剪力墙；结构设计 我国经济社会的不断发展，让建筑行业的建设水平要求不断增长。因此为了让这些要求得到更为良好的满足，建筑结构上设计方法应得到更为实际的优化，或是依据建设工程的实际情况对采用的设计方式进行甄选。当前建筑行业中经常出现现象是上下空间布置上的转换，与常规的建筑结构设计存在较大不同，因此延伸出了结构转换层的设计。 1 工程概况介绍 某高层建筑工程的建筑面积大概为 25000m2，建筑高度为 93m 左右，共 30 层，其中地下 2 层，地上 28 层。地下每层 4m，地上 1~3层是作为商业建筑，高度为 4.1m，其余为住宅建筑，高度为每层 3m。为能够同时商业区和住宅区的要求，采用的是部分框支剪力墙结构，在三层的顶部使用的是梁板式转换构件来进行非落地式剪力墙内力的传递。此处的抗震设防烈度是Ⅵ度第一组，拟建Ⅱ类场地，特征周期是 0.35s，基本地震加速度 0.05g。根据相关规定的要求：框支梁抗震等级一级，框支柱的抗震等级为一级，非底部加强区剪力墙的抗震等级三级，底部加强区剪力墙抗震等级一级。其中，底部加强区的范围是地下室的地板到转换层上两层。 2 结构的概念设计以及布置 2.1确定结构相关指数规格 在此项工程中，地下室的顶板的厚度是 200mm，使用的是双层双向的配筋，对于每层每个方向的配筋率控制在 0.25%以上。因为此工程中地下室整体的刚度在相邻的上部楼层刚度的两倍以上，达到了其作为上部结构的嵌固位置的要求。另外，为加强地下室顶板的刚度，所采用的是现浇梁板的结构，转换层使用梁板式结构，厚度为 200mm，每层每方向的配筋率在 0.25%以上。在楼板里的钢筋需要锚固在墙体活着边梁里。筒体外围的楼板和落地式的剪力墙应该减少开洞数量，在比较大的洞口和楼板的边缘都应该设置边梁，此处边梁的截面应该至少为板厚的两倍，全截面的纵向的钢筋的配筋率应该在 1.0%以上。除此之外，以转换层为标准，其上下两层的楼板也都应该进行加强处理，大概板厚 150mm，且为双层双向配筋。 2.2 确定转换层的措施力度 带转换层的结构比较复杂，因此在此采用的是梁板式的转换构件，其传力途径和受力都比较明确。转换层的楼板厚度取 200mm。每层每方向的配筋率在 0.25%以上以提高达到非落地式剪力墙的内力传递的可靠性的目的和效果。相关规定显示，楼层的侧向刚度和等效侧向刚度二者共同决定了转换层的上下刚度比。其楼层的侧向刚度应比相邻的上部楼层的此项数值的 60% 还要大。此数值若是太小，那么转换层的上层的墙体比较容易被破坏；若是太大，则转换层形成薄弱层的概率就会增大很多。其等效侧向刚度最好无限的趋向于1。 3建筑工程之中设计剪力墙结构中应该关注的重点 3.1合理设计剪重比 在抗震设计比中，剪重比是一个非常重要的参数，在高层建筑框支剪力墙结构的设计中更是如此。剪重比是否合理、规范，对剪力墙来说具有十分重要的意义。如果剪力墙结构的设计周期比较长，它将会受到地面位移及加速度变化的破坏，而传统的振型分解法又难以作出准确的计算。由于地震影响系数往往波动很大而且下降较快，在长期的作用下给选值增加了难度，由此计算出来的结构效应可能不符合实际情况。因此，在建筑框支剪力墙结构设计中，必须要与各楼层水平地震力确定其最小值，满足了该最小值才能符合安全方面的要求。如果满足不了，则应进行及时的调整。 3.2刚重比设计 刚重比设计与剪力墙结构的整体稳定性息息相关，刚重比是结构刚度与重力荷载之比，也是重力二阶效的主要参数。在建筑框支剪力墙结构设计中必须要重视刚重比的设计，使其满足建筑结构设计的相关要求。如果出现设计不合格的情况，有可能会引起结构失稳甚至倒塌。此外，在计算建筑框支剪力墙结构的时候应符合相关规定，结合工程实际对每层刚重比进行设计。 4结构计算和分析 计算环节开始之前，应对框支剪力墙结构设计上的相关指数要求进行了解，然后再依据建筑的实际状况对部分框支剪力墙的机构内力进行设计，首先是将一级框的支柱地震作用产生乘以1.5倍系数，然后将一级框支柱的上部与底层柱的剪力与弯矩设计值乘1.1倍系数；与转换层相连接的一级框支柱上部与底层柱的下截面弯矩组合数值乘1.5倍系数；框支和框架的地震倾覆力矩应设置应低于总构造承受的二分之一。 为了保障楼层之间的稳定性，应在每个楼层都设置10根或是10根以上的楼层框支柱，转换层数量超过2层时，每一层的框支柱剪力应为结构基底与剪力的30%，一级落地的剪力墙底部加强区弯矩设计数值应得到专业人士的注意，应是墙底截面地震作用组合的弯矩数值的1.5倍。 此次工程的结构分析软件使用的是PMSAP2 和 SATWE，先计算建筑的整体内力位移，然后对受力情况较为复杂的转换梁进行无限元应力进行分析，校正核算配筋的使用数量。其次是进行一系列的计算与校验，让结构中的弹性时程结果得到分析，发现楼层的位移曲线平缓且没有发现突变问题，也就是说整体结构较为稳固，不存在薄弱的地方。此工程对于抗侧移的刚度方法使用正确，并且较为有效。 5加强结构抗震措施 高层建筑中的转换层构成都较为复杂，因此为了加强转换层的稳定性，针对关键部位，专业技术人士都会采用一些技术措施进行加强处理。底部的加强层与相邻的上层设约束边缘的构件等部位应得到严格的箍筋、拉筋、纵筋控制，同时让这些节点的最小配筋率可以达到
框架剪力墙和框支剪力墙，还有纯剪力墙结构、框架结构，这些都是设计上为了表现不同的建筑形式而灵活采用的结构。一般来说，是由于抗侧向力的不同而采用不同的形式，抗侧向力由大到小一般为剪力墙结构、框支剪力墙、框架剪力墙、框架结构。从另一方面来说，即从房间分割的灵活布置方面，框架结构更灵活，而剪力墙结构不好分割房间，框架剪力墙和框支剪力墙正处于两者之间。框支剪力墙就是为了利用下部几层的空间，能够灵活分割，或者是采用大空间，而采用框架的形式，然后采用转换层将框架结构转换成剪力墙结构，以使建筑能够抵抗水平侧向力，从而突破高度的限制；而框架剪力墙从下到上都是框架和剪力墙两种形式的结合，一般是利用电梯井或楼梯井作为剪力墙，外部采用框架形式。如果再变换一下，外墙也采用剪力墙的形式，就成了筒体结构了。 框架结构：以混凝土梁柱组成的框架来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。 剪力墙结构：以混凝土剪力墙来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。 框架-剪力墙结构：以混凝土梁柱组成的框架及剪力墙共同工作来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。 框架-核心筒结构：以内部设置混凝土筒体，外围周圈设置框架，来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。（筒体其实是剪力墙的一种特殊形式） 筒中筒结构：以内部外部设置双重混凝土筒体，来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。板柱-剪力墙结构：以混凝土柱和楼板（即无梁楼盖体系）组成的框架及剪力墙共同工作来作为抗侧力体系并承担竖向荷载的结构。 部分框支剪力墙结构：剪力墙结构的一种。其中部分剪力墙不落地，通过转换梁（也叫框支梁）把荷载传至框支柱（框架柱的一种特殊形式）。 “汶川5.12”地震灾后重建之建筑物结构形式浅析 2009年9月（上）89期 犹爽黄明恨邓正清李天和 (四川大学水电学院) “汶川5．12·特大地震造成了灾区相当一部分建筑物的破坏与倒塌。为了避免重建的建筑物在再次遭受地震时不至因建筑物结构形式设计不合理等种种原因而遭受严重破坏，对重建建筑物的结构型式等方面进行相关的探究和改进是很有必要的。本文作者团队在地震之后先后到过映秀、都江堰、虹口、彭州等地震灾区进行了实地考察，通过总结分析，就灾区灾后重建建筑物结构型式的选择提出一些参考性的建议。 1、砖混结构 砖混结构是本次检测中遇到最多的结构形式，建造的时间跨度也很长，从70年代一直到21世纪，故震害的差别也较大。砖混结构很多墙体是承重结构、地震时能抗剪，所以具有很高的抗剪刚度，且水平圈梁和构造柱相连形成钢筋骨架结构，具有很好的整体性，抗震性能很好，此次地震中该结构形式的建筑物受到的破坏都不是特别严重。但此次地震中还是发现了一些因为刚度不匹配等原因而致使房屋遭受破坏的实例，应当引起注意。 “六层楼”位于映秀镇西北端，地震烈度Ⅺ度。该楼是刚刚封顶的六层砖混结构楼房，其底层是商铺，其纵向与断裂带基本垂直。该楼的地基、建材和施工都没问题，其破坏的特征是二层完全被剪坏，底层和三楼以上的部分都没明显的破坏，三楼和一楼的纵向错位为120mm 左右。 2、框剪结构 框剪结构又称为框架—剪力墙结构，它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能 体现这种结构的优越性能的典型例子是彭州市的白鹿中学勤学楼，勤学楼共有三层，每层5间教室，纵向每隔三米左右设钢筋混凝土立柱，立柱与圈梁、横梁相连，纵横墙为砖砌剪力
剪力墙计算 第5章剪力墙结构设计 本章主要内容： 5.1概述 结构布置 剪力墙的分类 剪力墙的分析方法 5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 整体剪力墙的计算 整体小开口剪力墙的计算 5.3联肢剪力墙的计算 双肢剪力墙的计算 多肢墙的计算 5.4壁式框架的计算 计算简图 内力计算 位移的计算 5.5剪力墙结构的分类 按整体参数分类 按剪力墙墙肢惯性矩的比值 剪力墙类别的判定 5.6剪力墙截面的设计 墙肢正截面抗弯承载力 墙肢斜截面抗剪承载力 施工缝的抗滑移验算 5.7剪力墙轴压比限制及边缘构建配筋要求 5.8短肢剪力墙的设计要求 5.9剪力墙设计构造要求 5.10连梁截面设计及配筋构造 连梁的配筋计算 连梁的配筋构造 5.1概述 一、概述 1、利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构，称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 2、剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般为3～8m。因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑，此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法，施工速度很快。 3、剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高，墙厚在高度方向可以逐步减少，但要注意
避免突然减少很多。剪力墙厚度不应小于楼层高度的1/25及160mm。 4、现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变形很小。墙体截面面积大，承载力要求也比较容易满足,剪力墙的抗震性能也较好。因此，它适宜于建造高层建筑，在10～50层范围内都适用，目前我国10～30 层的高层公寓式住宅大多采用这种体系。 5、剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙间距太小，平面布置不灵活，不适应于建造公共建筑，结构自重较大。 6、为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度，剪力墙的间距要尽可能做大些，如做成6m左右。 7、剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口，这时应尽量使洞口上下对齐、布置规则，洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。 8、因为地震对建筑物的作用方向是任意的，因此，在建筑物的从纵横两个方向都应布置剪力墙，且各榀剪力墙应尽量拉通对直。 9、在竖向，剪力墙应伸至基础，直至地下室底板，避免在竖向出现结构刚度突变。但有时，这一点往往与建筑要求相矛盾。例如在沿街布置的高层建筑中，一般要求在建筑物的底层或底部若干层布置商店，这就要求在建筑物底部取消部分隔墙以形成大空间，这时也可将部分剪力墙落地、部分剪力墙在底部改为框架，即成为框支剪力墙结构，也称为底部大空间剪力墙结构。 10、当把墙的底层做成框架柱时，称为框支剪力墙，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大的内力和塑性变形，致使结构破坏。因此，在地震区不允许单独采用这种框支剪力墙结构。 11、剪力墙的开洞：在剪力墙上往往需要开门窗或设备所需的孔洞，当洞口沿竖向成列布置时，根据洞口的分布和大小的不同，在结构上就有实体剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙、壁式框架等。
某高层建筑结构优缺点分析 摘要:针对某项目的一栋框支剪力墙结构的单体建筑进行结构分析，主要通过对结构层转换和提高结构的抗扭承载力及采用空间有限元法和时程分析计算手段的描述，阐述了框支剪力墙这样一种结构的适用范围和优缺点。 关键词:框支剪力墙;刚度变化;结构转换;扭转效应 1．工程概况 我所选择的工程项目位于长沙市雨花区,由7栋高层组成,地下有两个相互连通的一层地下室。其中1号栋地上27层,地下1层,由A、B、C三个单体组成,单体之间设260mm宽的缝彼此脱开。针对其中的B座的结构进行具体的分析。 2.上部结构设计 该工程上部结构具体设计指标如下： 工程抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,场地土的类型为中硬场地土,建筑场地类别为(类,设计地震特征周期值为0.35S。B座为框支剪力墙结构。框支框架抗震等级为二级,底部加强部位剪力墙抗震等级为二级,非底部加强部位剪力墙抗震等级为三级。 B座上部剪力墙不允许落地,为实现底层用作商店或停车场而需要的大空间，因而采用底层为框架的剪力墙结构，即框支剪力墙体系。这种体系刚度比全剪力墙体系差，比框架-剪力墙墙体系好。 这种体系既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较好的抗侧能力，在实际工程中应用较为广泛。在整个体系中，框-剪同时存在，剪力墙负担大部分的水平荷载，而框架则以负担竖向荷载为主，两者共同受力、合理分工，各尽所能。 由于框支剪力墙体系结构中的局部，部分剪力墙因建筑要求不能落地，直接落在下层框架梁上，再由框架梁将荷载传至框支梁、框支柱上。这样的做法通常是通过设置转换层来实现的。
2.1结构转换 由于该类型结构由于竖向构件不连续，结构竖向刚度会产生变化。转换层上部的刚度大于下部的刚度，转换层上下楼层构件内力、位移容易发生突变，转换层位置较高时，内力和位移的突变更剧烈，并易形成薄弱层。有核心筒的框支短肢剪力墙结构由于上部墙肢较短，侧向刚度较小，上部结构较柔，使转换层上、下的刚度比较普通的框支剪力墙结构更容易控制，只要适当加大落地剪力墙厚度和提高下部大空间层的混凝土强度等级，上下层刚度比就很接近1了，因而这种结构体系的抗震性能优于普通的框支。 该工程层3以上为剪力墙小户型住宅,层1、2为商业、娱乐用房,需要较大开间及空间,上部的短肢剪力墙无法落地,因此存在结构转换问题。针对工程实际情况,并考虑到造价的因素,在转换层设置转换大梁,以承托上部短肢剪力墙。由于转换梁承托着上部24层的剪力墙,受力很大,因此需要很大的截面和配筋,即需要转换层下层有较大的层高。 按照抗震规范表3.4.2-2对于侧向刚度不规则的定义,尽量使层2与层3的侧向刚度比大于70%。经与建筑专业人员协商,在转换层以下部分山墙两端及房间开间两侧设置剪力墙,加大房屋的整体刚度及抗扭刚度。同时转换层以下不设管道层,在3米标高处设置管道通廊,将设备管道由此引出室外,从而将转换层下层的层高由5.4米降到4.8米。经过计算,满足了侧向刚度规则的要求,该转换层结构方案传力途径明确,受力状况相对简单,对框支构件另采用平面有限元的程序进行单独分析,并与总体计算结果对比,以保证关键构体的抗震安全。值得注意的是,转换层大梁不是框支梁。框支梁上部承托完整的剪力墙需满足高规规定的条件,框支梁整截面受拉。转换梁和普通梁一样单面受压或受拉,在构造要求上与框支梁不同。高规对框支梁的构造有非常详细的要求,对转换梁的规定很少。结合以往的工程经验,转换梁在满足框支梁混凝土强度等级、开洞构造要求、纵向钢筋、箍筋构造要求以外,还需要满足已下两点。 (1)转换梁断面宜由剪压比控制计算确定,以避免脆性破坏和具有合适的含箍率,适宜剪压比限值在有地震作用组合时,不大于0.15。 (2)转换梁腰筋构造以梁高中点为分界,下部腰筋间距100,上部腰筋间距200,直径不小于18。
框支梁 因为建筑功能的要求，下部大空间，上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地，而通过水平转换结构与下部竖向构件连接。当布置的转换梁支撑上部的结构为剪力墙的时候，转换梁叫框支梁。 框支柱 框支柱的由来:因为建筑功能要求，下部大空间，上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地，而通过水平转换结构与下部竖向构件连接，当布置的转换梁支撑上部的剪力墙的时候，转换梁叫框支梁，框支柱就是支撑框支梁的. 框支剪力墙结构 框支剪力墙是指在框架剪力墙结构(在转换层的位置)上部布置剪力墙体系.部分剪力墙应落地. 一般多用于下部要求大开间,上部住宅、酒店且房间内不能出现柱角的综合高层房屋。 框支－剪力墙结构抗震性能差，造价高，应尽量避免采用。但它能满足现代建筑不同功能组合的需要，有时结构设计又不可避免此种结构型式，对此应采取措施积极改善其抗震性能，尽可能减少材料消耗，以降低工程造价。 框支结构，是指结构中较多的竖向抗侧力构件（如砼墙、柱等），因为建筑方面的要求，不能落地，或者在竖向不连续，这就需要通过转换构件来把竖向力转换为水平力并向下传递。转换构件较多的是采用转换梁，上部的柱、墙直接落于转换梁上，从而形成底部的大空间。这种结构就是框支结构，这种梁就是框支梁。框支梁两端支撑于下部的柱上，下部的柱就叫框支柱。 框支剪力墙指的是结构中的局部，部分剪力墙因建筑要求不能落地，直接落在下层框架梁上，再由框架梁将荷载传至框架柱上，这样的梁就叫框支梁，柱就叫框支柱，上面的墙就叫框支剪力墙。这是一个局部的概念，因为结构中一般只有部分剪力墙会是框支剪力墙，大部分剪力墙一般都会落地的。 向阳律师回复：剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石等轻质板材隔墙分户装配而成的住宅。 当布置的转换梁支撑上部的结构为剪力墙的时候,转换梁叫框支梁,支撑框支梁的就是框支柱。一般来讲，当上部结构中有些墙（柱）不能落地时，需要用一定的结构构件来支承上部的墙（柱），如果这个构件用的是“梁”，那么这根梁就是框支梁（有些书上将支承上部柱的梁称为转换梁，道理是一样的）；而支承这些转换构件的柱就是框支柱。这种结构体系就称为部分框支剪力墙结构。至于怎么算的话，和一般的梁的算法应该没有区别，就是根据荷载
第一次做抗震特一级的部分框支剪力墙结构，写些心得体会。 一，模型的建立 1 首先要做一个带墙、柱、梁板混凝土等级的层高表。思路要清晰。 2 标准层剪力墙的建立灰常重要，在前期一定要和框支层的链接结合好，避免在框支梁上建立较短的墙，形成集中力，和剪力墙落下靠近硬支座而形成连梁开洞的情况。避免不了这样的情况会出现框支层上层剪力墙轴压比超限和剪力墙超筋现象。主要是转换部位水平刚度突变，导致地震力突变，竖向刚度突变，剪力墙内力也突变。 3. 针对这一现象可以如下方法解决： 适当加大框支梁和框支柱的刚度。 尽量避免较近剪力墙一个落在硬支座，一个落在软支座（梁跨中）上，避免不了时加大两片墙的距离。 剪力墙尽量和梁柱中心线对齐 缩短剪力墙的长度，使其全部落在墙柱上或转换梁上，减少相对变形。 4.模型用剪弯刚度计算，当底部大空间层数大于1层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比（见高规151页）宜接近于1，不应大于1.3. 二，计算与画图 1主要是特一级构造配筋率的问题： 框架柱应符合下列要求： 1）宜采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱； 2）柱端弯矩增大系数ηc、柱端剪力增大系数ηvc应增大20%； 3）钢筋混凝土柱柱端加密区最小配箍特征值λv应按本规程表6.4.7数值增大0.02采用；全部纵向钢筋最小构造配筋百分率，中、边柱取1.4%，角柱取1.6%。 2 框架梁应符合下列要求： 1）梁端剪力增大系数ηvb应增大20%； 2）梁端加密区箍筋构造最小配箍率应增大10%。 3 框支柱应符合下列要求： 1）宜采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱； 2）底层柱下端及与转换层相连的柱上端的弯矩增大系数取1.8，其余层柱端弯矩增大系数ηc应增大20%；柱端剪力增大系数ηvc应增大20%；地震作用产生的柱轴力增大系数取1.8，但计算柱轴压比时可不计该项增大； 3）钢筋混凝土柱柱端加密区最小配箍特征值λv应按本规程表6.4.7的数值增大0.03采用，且箍筋体积配箍率不应小于1.6%；全部纵向钢筋最小构造配筋百分率取1.6%。 2剪力墙：1）底部加强部位及其上一层的弯矩设计值应按墙底截面组合弯矩计算值的 1.1倍采用，其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的1.3倍采用；底部加强部位的剪力设 计值，应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.9倍采用，其他部位的剪力设计值，应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.2倍采用； 2）一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为0.35%，底部加强部位的水平
框支剪力墙结构的弹性时程分析 摘要：框支剪力墙结构需要在下部商业柱网和上部小开间之间设置水平转换层 实现荷载的传递。框支剪力墙结构属于竖向不规则体系，结构的刚度的发生突变，属于较为薄弱的部位，因而采用多遇地震下的时程分析对结构设计进行复核。 关键词：框支剪力墙结构时程分析结构抗震 1 弹性时程分析法的介绍 结构的地震动响应分析在复杂高层的设计中时常用的一个方法，它通过选取 合理的地震波，利用峰值反映出地区烈度，频谱组成反映待建工程场地的特征周 期和动力特性。弹性时程分析是考察结构在多遇地震烈度下工作性能和地震反应 有效手段。它是在结构基本运动方程输入地面加速度记录进行积分求解，以求得 整个时间历程的地震反应的方法。此方法在进行时程积分时引入了一系列假设， 此外其理论基础没有任何的限制，精确考虑结构与土、基础的相互作用，处理非 线性、线性等相关问题。结构多自由度体系的动力方程可表示为： [M]{ü}+[C]{ù}+[K]{u}=_[M]{a}；式中：[M]，[C]和[[K]分别为结构的的质量、阻尼和 弹性刚度矩阵；{ü}、{ù}、{u}分别表示结构体系的加速度、速度、位移反应；都 是时间t的函数；{a}为地面运动加速度，都是时间t的函数。在时程分析时经常 假定阻尼矩阵[C]与质量矩阵[M]成正比，阻尼矩阵[C]与刚度矩阵[M]成正比，则阻 尼矩阵计算如下： [C]：α1[M]+ α2[K] α1=[2（λiωj-λiωi）ωiωj]/（ωi+ωj） α2=[2（（λiωj-λiωi）]/（ωi+ωj）（ωj-ωi） 式中λi、λj和ωiωj分别为第i、j振型的阻尼比和频率结构计算的力学模型可 以划分为杆模型和层模型。杆模型以杆件作为计算的基本单元，按照静力计算方 法建立杆件单元刚度矩阵及总刚度矩阵，得到杆件内力和变形随时间变化的全过程，从而得出其最大变形和内力。层模型视整体结构为一根悬臂杆，各个楼层质 量集中为一个质点，其自身的刚度作用于一悬臂根杆中，称为层刚度。杆模型和 层模型作为两种不同的计算方式，各有优缺点。杆模型计算准确，可以输出最大 变形和内力，因而在弹性分析时选用，层模型的结果以层剪力、层位移、层间位 移角和薄弱层输出，在弹塑性变形时采用。 2地震波的选择 地震的产生可以看做是震源释放的地震波的作用下而引起的地表附近土层的 振动性。结构在地震作用下的反应、是否破坏与否，既与其自身的三要素（动力 特性、变形能力、弹塑性变形性质）相关，也与地震动的三个特性（幅值、频谱 特性和持时）有密切关联。 地震动输入是进行结构地震响应分析的依据，不同的地震对结构的地震反应 影响很大。地震动的幅值可以是地震动加速度、速度、位移、三者之一的峰值、 最大值和某种意义的有效值。当以地震烈度为设防标准时，往往对不同的烈度给 出相应的峰值加速度和地震系数。建筑场地的多遇烈度、罕遇烈度、设防烈度与 选取用典型地震波主振型的加速度峰值相对应，对同一结构进行不同烈度下的时 程分析，需调整加速度峰值，使选出的地震记录的最大加速度与地震烈度的统计 最大加速度相等引。
高层建筑框支剪力墙结构设计探讨摘要：剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式,被广泛运用于现代高层建筑领域。本文作者结合工程实例，主要针对高层建筑框支剪力墙结构设计中的结构布置、计算调整、分析模型与设计计算等进行了分析。 关键词：高层建筑；框剪结构；抗震设计 abstract: the shear wall structure as the main structure form in tall buildings, is widely used in modern high-rise building fields. in this paper the author combined with engineering examples, and the major in high-rise building with frame shear wall structure design of the structural layout, calculation and adjustment, and model and design calculation is analyzed. keywords: high building; box shear structure; seismic design 中图分类号：tu97 文献标识码：a文章编号： 目前，一些框支剪力墙结构由于底部几层有较大的空间，能适用于各种建筑的使用功能要求。主要广泛应用于底层为商店、餐厅、车库、机房，上部为住宅、公寓、饭店、综合楼等高层建筑。但是，这种结构在受力上也有明显的缺点：传力不直接，结构竖向刚度变化很大，甚至是突变，地震作用下易形成结构薄弱层，加上构造复
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 高层住宅剪力墙结构设计原则 1 剪力墙布置原则 （1）剪力墙的位置： 1）遵循均匀、分散、对称和周边的原则。 2）剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。 3）剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼（电）梯处，在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。 4）在平面布置上尽可能均匀、对称，以减小结构扭转。不能对称时，应使结构的刚度中心和质量中心接近。 5）沿高度均匀变化；在竖向布置上应贯通房屋全高，使结构上下刚度连续、均匀。 6）多均匀长墙（增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量），少短墙（抗震性差）；可布置成单片形（不少于三道，长度不超过8m）、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳，H/L≥2, 少复杂形状转折。 7）洞口布置在截面中部，避免布置在剪力墙端部或柱边。 （2）剪力墙的间距： 为了保证楼（屋）盖的侧向刚度，避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形，应控制剪力墙的最大间距。 （3）剪力墙的厚度： 剪力墙厚度取值由以下因素确定： 1）通过结构分析，在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度； 2）不同抗震等级的轴压比的限制； 3）构造性及稳定性要求（而稳定性一般会满足）； 对于普通的住宅建筑在7度或8度地区，墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的； 首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定（其实是高厚比要求），当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看, 按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。故稳定性一般会满足；此时剪力墙墙厚主要由构造与施工要求控制。 建筑物高度在百米以下时剪力墙厚度一般取200~300mm （3）剪力墙的墙肢长度： 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
剪力墙结构设计要点 整体规定◆ A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为130、120、100、80m，9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度、8度抗震时，将本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时，应专门研究 （说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度） ◆ B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度： 6度、7度抗震时，按本地区设防烈度提高一级后，按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时，应专门研究 ◆ 结构的最大高宽比： A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时，分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时，分别为8、7、 7、6 ◆ 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响； 其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响 ◆ 考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9～ 1.0 ◆ 平面规则检查，需满足： 扭转： A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板：有效楼板宽≥ 该层楼板典型宽度的50％ 开洞面积≤ 该层楼面面积的30％ 无较大的楼层错层 凹凸：平面凹进的一侧尺寸≤ 相应投影方向总尺寸的30％ ◆ 竖向规则检查，需满足： 侧向刚度： 除顶层外，局部收进的水平向尺寸≤ 相邻下一层的25％ 楼层承载力：A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力（宜）