框剪結構中剪力墻有哪些合理數(shù)量？

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框剪結構中剪力墻有哪些合理數(shù)量？

    在框架- 剪力墻結構中，剪力墻的數(shù)量直接影響到整個結構的抗震性能和土建造價。剪力墻布置得多，結構的抗側剛度大，側向位移??；但材料用量增加，同時由于結構自振周期縮短，結構自重增大，導致地震反應隨之加大，即側向力變大。反之，剪力墻布置得少，材料用量減少，由于結構較柔，自振周期變長，地震反應即地震作用力變小；但結構抗側剛度小，側向位移較大，地震后結構開裂或破壞嚴重。因此，剪力墻應該是布置得多還是布置得少才有利于結構抗震的問題，曾經在結構工程界引起較長時間的爭論。經過對歷次地震震害的調查分析發(fā)現(xiàn)，剪力墻數(shù)量過少，結構側向位移較大，結構或非結構構件損壞嚴重，增加了修復費用。而剪力墻數(shù)量較多時，往往表現(xiàn)得震害較輕。這就說明，盡管增加剪力墻的布置會加大結構的地震反應，但對整個結構的抗震性能來說，還是有利的。當然，從建筑物土建造價的角度來說，剪力墻數(shù)量多時，會導致鋼筋和混凝土用料增加，結構自重增大，并導致地基處理費用的上漲。剪力墻數(shù)量增加，雖然從力學的角度看，框架所受的水平力會有所減少，但按照我國目前的高層建筑結構設計規(guī)程，框架部分的材料用量并不能減少很多。因此，從經濟的角度來看，剪力墻以少設為好。此外，剪力墻少則有利于建筑平面的靈活布置。

    確定剪力墻的合理數(shù)量是一個十分復雜的問題。在方案設計階段，作為一個初步估算的方法，一般可以按剪力墻的壁率確定。所謂壁率是指平均每單位建筑面積上的剪力墻長度。日本在對幾次地震的震害調查后發(fā)現(xiàn)，當壁率少于50mm／m2時，震害嚴重；當壁率多于150mm／m2時，破壞極輕微。另外，剪力墻的初步布置也可根據剪力墻面積率來確定，即同一層剪力墻截面面積與樓面面積之比。根據我國大量已建的框架一剪力墻結構的工程實踐經驗，一般認為剪力墻面積率在3％～4％較為適宜。

    在擴大初步設計階段或作為結構設計的原則，剪力墻的布置應滿足結構抗側剛度的要求，即通過計算校核結構頂點位移及結構最大居間位移分別滿足本章表15-3的限制值二同時，應控制結構的自振周期在一個合理的范圍內。根據我國大量已建的框架-剪力墻結構工程的經驗，一般認為當結構基本自振周期T=（0．1～0.15）n（n為結構層數(shù)）時，剪力墻的數(shù)量和構件截面尺寸較為合理。