框架剪力墙结构的抗震设计浅析
2018-02-17胡绍定宋娟
胡绍定 宋娟
1. 铜仁市城乡规划勘测设计研究院 贵州 铜仁 554300;
2. 铜仁学院 贵州 铜仁 554300
近几年,我国经济社会的发展,带动了建筑行业的迅猛发展,在现在的城市建筑中,框架剪力墙结构的应用十分普遍,框架剪力墙应用于建筑的结构设计中,可以有效提高建筑的稳定性和质量。在我国的很多地区,地震灾害比较常见,其可以有效提高建筑的防震性能,因此在现代的框架剪力墙结构设计中,需要对其的抗震性能进行严格设计,保护人们的生产和生活安全。
1 框架剪力墙结构的概述
1.1 框架剪力墙的定义
建筑的框架剪力墙是在建筑原本框架结构的基础上对其进行的改良,在建筑的传统框架结构中,框架的主要作用就是进行柱子和梁体的连接,可以帮助分担,建筑的重量负荷,在建筑中的应用可以起到一定的保护和隔离作用,在现在的建筑设计施工中,框架结构的应用比较常见,主要是由于其施工和设计比较方便灵活,对其他性能的要求比较低,但是也需要认识到其刚度较小的缺陷,所以框架结构一般在建筑的结构设计中被小规模应用,主要起到的是辅助作用。
1.2 框架剪力墙的优点
框架剪力墙是在原有框架结构的基础上,改良得到的新结构,所以框架剪力墙具有框架结构与剪力墙结构二者的优点,可以充分弥补框架结构自身的弊端,在建筑结构中的应用,不仅能够起到重量支撑的作用,还能够发挥出剪力墙的功能,将二者结合起来,实现取长补短,能够使得框架剪力墙的作用更加明显,在建筑的结构设计中发挥出更大的作用[1]。
2 框架剪力墙结构的特点
2.1 抗震能力
由于框架剪力墙能够对建筑起到一定的承重和保护作用,所以在现在的框架剪力墙结构中,大部分的剪力墙都要求一定的抗震性能,对于抗震的等级也有比较明确的规范,因此框架剪力墙在设计的过程中,会要求刚度比例,要求对其整体的抗震性能进行科学的计算,保证其整体的抗震性能。
2.2 受力特征
框架剪力墙结构是一个与地面完全垂直的独立结构,其在建筑中的应用,可以有效提高建筑的安全性能,对建筑的承重也有一定影响,而且框架剪力墙自身的镂空结构,使得其很容易受到外界压力的影响,外界的巨大压力会造成框架结构的扭曲变形,进而给整个建筑的稳定性和安全性带来威胁。所以在框架剪力墙结构中,其对于受力情况,进行了严格的分析计算,要保证整个结构的受力均匀,这样才能够保证框架剪力墙结构的质量和稳定性[2]。
2.3 刚度特征
框架剪力墙的结构刚度会受到各种因素的影响,一般来说,底部的弯曲长度占总弯曲长度的1/5时,框架剪力墙的抗压性就会与普通框架的抗压性相符,在这种情况下,框架剪力墙的结构刚度就会受到很大影响,而防震设计的主要功能就是应对该情况的发生,通过防震设计可以保证框架剪力墙的刚性达到最小值,这样就能够对其进行简称测试,保证其应用过程中的安全性和稳定性。
3 框架剪力墙的防震性能设计
想要对框架剪力墙的防震性能进行优化设计,就需要从不同的方面出发,通过对剪力墙和框架的抗震能力优化,来提高框架剪力墙结构的整体防震性能。
3.1 提高剪力墙的抗震能力
剪力墙的抗震能力,对于框架剪力墙结构整体的防震能力有很大影响,所以在对剪力墙进行防震设计时,需要在剪力墙的周围增加梁柱结构,形成边框剪力墙,这样可以有效提高剪力墙的承重能力,即使在发生地震之后,结构受到了破坏,边框剪力墙也可以代替剪力墙进行支撑,提高其整体的承重能力,还可以防止斜向裂缝的扩展,对于建筑的整体结构安全性有很大作用[3]。
另外进行合理的之墙面积设计,也可以提高剪力墙的防震能力,之墙面积的设计优化,主要是通过缩小之墙面积,使其形成多肢墙和双肢墙,这样在整体的剪力墙结构遭到破坏之后,就可以对结构树缝和洞口连梁进行控制,在其周围形成耗能结构,降低剪力墙的刚度,延长剪力墙的屈服时间,从而在地震危害发生之后,可以为人们的逃生提供更充足的时间。
3.2 提高框架的抗震能力
在对框架进行抗震能力的提升时,可以通过对框架结构浇筑的强化,增强其抗震能力,脚注是连接横纵框架的关键,通过脚注,可以将横纵框架连接起来,形成一个整体,所以在对框架结构的角柱进行强化之后,可以有效提高其抗震能力。
在建筑的设计过程中,钢筋混凝土的应用,也可以有效提高建筑的抗震性能,所以可以在外围框架的平面内,设计钢筋混凝土剪力墙板,用钢筋混凝土剪力墙板来进行一定的承重,缓解框架的承重压力,从而提升其整体结构的,抵抗推力刚度,防止结构发生侧向移动。
在框架结构中,增加偏交斜撑赘余构件,改变框架的受力和耗能形式,这样也可以有效提高框架结构的抗震性能。一般来说会利用钢纤维混凝土杆来进行折曲支撑,通过这与杆件可以增加构架的屈服时间,防止框架发生形变,提高框架的整体受力稳定性,减轻框架在其中受到的冲击,防止建筑共振的发生,从而保证整体结构的稳定性。
3.3 改善框架剪力墙整体的抗震能力
在进行框架剪力墙的整体设计时,需要想办法进行总体屈服设计,在框剪结构的特定位置设置塑性铰,对框架剪力墙结构进行一定的支撑,并分担地震造成的冲击,保证框架剪力墙结构的稳定性和安全,这样即使在发生地震之后,水平构件也会先于竖向构件发生屈服,从而提高建筑的整体抗震性能[4]。
结束语:在我国的建筑设计中,框架剪力墙结构的设计十分普遍,通过框架剪力墙结构的设计,可以有效保证建筑的安全和稳定,框架剪力墙结构的主要功能之一是进行防震,所以在现代建筑的框架剪力墙结构设计中,需要加强对其的抗震性能设计,提高框架剪力墙的整体抗震性能,保护建筑安全。
[1] 李滉岳.框架剪力墙结构的抗震设计分析[J].建材与装饰,2017,(04):70-71.
[2] 谢斌.框架剪力墙结构的抗震设计与分析[J].建材与装饰,2016,(20):98-99.
[3] 胡志明.论框架—剪力墙结构的抗震设计[J].中国建设信息,2011,(05):64-65.
[4] 郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用,2011,(01):24-25.