L型框架剪力墙结构的剪力墙布置与设计

杨青乐

L型框架剪力墙结构的剪力墙布置与设计

杨青乐

Point

本文主要以L型框架的剪力墙结构作为分析对象，通过对剪力墙的结构分析，讨论剪力墙的位置、数量等对结构抗震性能的影响，并对剪力墙结构进行布置和设计，最终通过综合考虑发现，剪力墙结构剪力墙布置的先决条件对结构设计是有极强的现实意义的。

L型框架结构是目前我国建筑领域使用非常广泛的建筑结构类型，但是犹豫期自身的几何形状所呈现出的不对称性，使得建筑在剪力墙的布置上出现了一定的困难，剪力墙布置设计方案不仅需要控制好扭转效应，更重要的是要使剪力墙结构的构件内力要能够承受自身的承载范围，而对于那些地质烈度较高的地震区，在构建L型框架建筑的时候，剪力墙的布置和设计就显得尤为困难，因此剪力墙结构构架也得到了建筑领域的普遍关注，此外对剪力墙自身处于水平地震作用下的受力情况也变得重视起来，在实际的建筑工程施工中，怎样对剪力墙进行布置和设计仍旧是目前尚待解决的难题。所以本文先是从L型框架剪力墙结构中剪力墙的位置以及数量等方面入手，对控制扭转效应和剪力墙的受力情况进行一个综合的考虑，并对不同的剪力墙布置方案进行相应的分析，探讨合理的布置剪力墙思路。

1.剪力墙的布置位置及其影响

图一 模型1

图二 模型2

图三 模型3

我们根据剪力墙布置位置及其相关理论得知，剪力墙结构顶部的相对扭转响应T／u与相对偏心距e／r和周期比T／Tl之间是存在函数关系的，而T／u= (e／r，T／T1)。因此，我们为了有效的控制剪力墙结构在水平地震下的扭转效应，我们可以从周期比和偏心距入手，将剪力墙布置在结构水平面的边缘地带，这样不仅可以提高剪力墙的整体抗扭转刚度，最重要的是能够减少周期比，对整个剪力墙结构的受力是有很大帮助的，而对L型框架结构的偏心距来说，要尽可能的弱化几何不对称带来的影响，在对剪力墙进行前期布置的时候，要先计算出剪力墙的质心位置，并以质心为中心来对剪力墙进行布置，如果说剪力墙的位置没有能够做到精准，那么要先对剪力墙的刚度进行对称分布，缩小偏心的距离，从而维持了整个剪力墙的重心。

2.剪力墙的数量及长度的影响

在之前我们所熟知的剪力墙框架结构研究中，研究的方向大部分都是处于满足同层位移角和最大位移限值要求的，而对于框架剪力墙结构来说，剪力墙的刚度要远远大于框架结构，因此剪力墙也承受了结构的大部分水平方向的剪力，如果说此时剪力墙的数量不足的话，就很有可能会使每片墙所分担的水平剪力超过承载的能力。而在不改变剪力墙单片长度的条件下，如果只是增大墙肢的数量，就会使整个剪力墙的整体结构刚度增大，而在水平地震作用下的基底剪力也会随之增大。所以说对于单片的剪力墙来说，所受的力也会相应的减小，我们在模型1和模型2的基础上，将各个方向的剪力墙由2道增加到了4道，最终形成了模型3，在模型1中，剪力墙在水平地震作用下的水平剪力要大于自身的承载能力，而模型2中的剪力墙，其抗载能力基本上已经满足了相关的要求，如果说将整个结构中当的剪力墙数量本身已经很多的情况下，我们可以考虑减少一部分墙肢的长度，从数量和长度两个方面对其进行有效的调节，并在调整剪力墙结构的同时，还要注意一下结构是否真正的满足了变形限制条件，这样剪力墙的整体结构才能够达到最优的状态。

3.结论

通过对L型框架剪力墙结构的剪力墙布置设计，得出了以下结论：

（1）在对水平地震作用下的剪力墙结构的扭转反映以及对剪力墙受力进行综合的控制和分析上来看，应该从剪力墙的位置和数量以及长度上进行相应的调节，此外还要根据剪力墙的实际情况来对墙肢进行增加和减少。

（2）在进行L型框架控制时，不仅要考虑周期比的影响，还要考虑偏心距对水平地震扭转效应的影响，尽量的将剪力墙进行边缘布置，不要置于框架的中间部位，把剪力墙放置在边缘部位有利于提高剪力墙结构的整体抗扭刚度，而在以质量中心作为对称性参考的时候，要在其两侧均与的布置剪力墙，这样就可以很好的控制住偏心距。

（3）如果出现剪力墙的内力超过了自身承载能力的时候，我们要根据实际情况适当的加大剪力墙的数量，减少墙肢的截面长度，这样就能够很好的对剪力墙进行调节，此时需要注意的是，在对剪力墙进行调节的时候，还是要注意保证对周期比和偏心距的控制。

4.结语

L型框架剪力墙结构是目前我国建筑行业使用比较广泛的结构类型之一，而对这一结构的剪力墙进行布置和设计需要考虑的方面有很多，我们在对其进行布置和设计的时候也要尤为认真，因为一个细小的失误就有可能会造成整个剪力墙设计的失败，所以我们在对剪力墙结构进行布置和设计的时候一定要细之又细，这样才能够确保剪力墙结构的剪力墙布置和设计都能够达到标准。

（作者单位：河北博科工程项目管理有限公司）