2017二建建筑工程知識:框剪結構中剪力墻合理數量
在框架- 剪力墻結構中,剪力墻的數量直接影響到整個(gè)結構的抗震性能和土建造價(jià)。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(shí)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(cháng),地震反應即地震作用力變??;但結構抗側剛度小,側向位移較大,地震后結構開(kāi)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(wèn)題,曾經(jīng)在結構工程界引起較長(cháng)時(shí)間的爭論。經(jīng)過(guò)對歷次地震震害的調查分析發(fā)現,剪力墻數量過(guò)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。而剪力墻數量較多時(shí),往往表現得震害較輕。這就說(shuō)明,盡管增加剪力墻的布置會(huì )加大結構的地震反應,但對整個(gè)結構的抗震性能來(lái)說(shuō),還是有利的。當然,從建筑物土建造價(jià)的角度來(lái)說(shuō),剪力墻數量多時(shí),會(huì )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。剪力墻數量增加,雖然從力學(xué)的角度看,框架所受的水平力會(huì )有所減少,但按照我國目前的高層建筑結構設計規程,框架部分的材料用量并不能減少很多。因此,從經(jīng)濟的角度來(lái)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量是一個(gè)十分復雜的問(wèn)題。在方案設計階段,作為一個(gè)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(cháng)度。日本在對幾次地震的震害調查后發(fā)現,當壁率少于50mm/m2時(shí),震害嚴重;當壁率多于150mm/m2時(shí),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(lái)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(shí)踐經(jīng)驗,一般認為剪力墻面積率在3%~4%較為適宜。

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