住宅建筑剪力墻布置

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   現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jià)，而且無法發(fā)揮框剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。另外我們知道，增加剪力墻以后，結(jié)構(gòu)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(yīng)該在Tg~5Tg（Tg為特征周期），看一下地震影響系數(shù)曲線，在這個(gè)區(qū)段里，周期縮短會增大地震作用效應(yīng)，而且幅度挺大，對材料的消耗又會大大增加。今天在網(wǎng)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(gè)柱子，這種布置還不如做成純剪力墻結(jié)構(gòu)，因?yàn)榈鸵粋€(gè)抗震等級，至少用鋼量可以小一點(diǎn)。    那么合理的剪力墻數(shù)量應(yīng)該是多少呢，理論上講同時(shí)都滿足規(guī)范的要求時(shí)，最少的剪力墻數(shù)量最優(yōu)。在李國盛《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌及實(shí)例》一書中認(rèn)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(shí)的剪力墻數(shù)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(kuò)初階段不上機(jī)就可以布置出合理的剪力墻。   那么在實(shí)際工程中，究竟如何操作呢。每個(gè)工程都想做到李老師說的最優(yōu)是不可能的，因?yàn)閼粜颓ё內(nèi)f化，每棟建筑都有其特殊性。那么我們就應(yīng)該從規(guī)范的幾點(diǎn)規(guī)定著手來研究這個(gè)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(jié)構(gòu)中剪力墻布置的一些概念性要求，這些規(guī)定其實(shí)真的很實(shí)用，有些朋友光盯著一些參數(shù)、盯著配筋，對這些實(shí)用的規(guī)定毫不在意（因?yàn)槠洳皇菑?qiáng)條），在模型調(diào)整時(shí)走了好多彎路。結(jié)合本人的一些經(jīng)驗(yàn)，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(zhuǎn)角處，最后看看剪力墻間距較大的位置中間點(diǎn)綴一兩片墻。剪力墻最好布置成非一字形，兩個(gè)方向都要布，宜短不宜長，個(gè)人認(rèn)為在開始布置時(shí)只要滿足一般剪力墻的最小長度即可，后面可以根據(jù)計(jì)算要求加長，應(yīng)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(jié)構(gòu)中的剪力墻布置應(yīng)該是有目的的和點(diǎn)綴性的，切忌一上來就大片的布置剪力墻。    下一步就是上機(jī)驗(yàn)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(shù)措施》上講在0.08~0.12N(N為層數(shù))，超出這個(gè)范圍，說明結(jié)構(gòu)太剛或太柔，剪力墻太多或太少，可以作相應(yīng)的調(diào)整，當(dāng)然在這個(gè)范圍內(nèi)以周期長一點(diǎn)為佳。第一、第二周期一般應(yīng)該分別是Y向和X向（假定X向?yàn)殚L方向）的平動周期（平動系數(shù)為1.0最佳，但有些時(shí)候也不一定要追求完美，接近即可。）。第三周期為扭轉(zhuǎn)周期，它和第一平動周期的比值應(yīng)該不大于0.9，否則說明扭轉(zhuǎn)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(shù)較多的建筑物允許有2~3層按規(guī)范要求調(diào)整地震力（調(diào)整差值控制在5%以內(nèi)），超過這個(gè)就要求調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件了。    再看位移，層間位移角應(yīng)不大于1/800，這也是衡量結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的一個(gè)指標(biāo)，太大太小都應(yīng)該先找出這個(gè)位置，再作相應(yīng)調(diào)整。不考慮偶然偏心時(shí)的位移比一般應(yīng)該都在1.2以內(nèi)，考慮偶然偏心時(shí)，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(zhuǎn)剛度的一個(gè)指標(biāo)（前面講個(gè)周期比是衡量扭轉(zhuǎn)剛度的另一個(gè)指標(biāo)），不滿足時(shí)應(yīng)該先考慮建筑物周邊抗側(cè)力構(gòu)件的調(diào)整（對于長條形建筑就是長方向兩側(cè)），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(gè)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(qiáng)部位滿足即可，根據(jù)框剪結(jié)構(gòu)的受力特性，框架所承擔(dān)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(shí)不需要調(diào)整，是利用材料最充分的，但經(jīng)過前面的幾輪調(diào)整，要做到這一點(diǎn)不容易，做不到就要按規(guī)范要求放大，放大系數(shù)接近1.0較好。    做工程，還是要根據(jù)自己的掌握的知識和工程經(jīng)驗(yàn)，多動腦筋，在保證安全性的基礎(chǔ)上，多在經(jīng)濟(jì)性上下功夫。