② 为充分发的剪力墙结构的延性,剪力墙应设计成高宽比大于 2的细高剪力墙,这种剪力 墙为弯曲破坏的延性剪力墙可避免脆性剪切破坏发生。当建筑要求更长的剪力墙时,为 满足每个墙段高宽比大于 2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联 肢墙或整体墙,且洞口连梁宜采用弱连梁,以减少连梁对墙肢的约束作用。
③ 为使墙体配筋较充分发挥作用,控制受弯产生的裂缝宽度,墙肢的长度不宜大于 8m 。 (2初估尺寸阶段
目剪国内工程设计中,绝大多数具有足够的剪力墙,刚度和自振周期均在合适的范围以内, 总结这些设计可得到一般底层结构剪力墙截面面积 Aw 和柱截面面积 Ac 之和与楼面面积 Af 之比以及剪力墙截面积 Aw 与楼面面积 Af 之比,这些比值宜控制在 p125表 6.2范围 内。
p125表 6.2 底层构件截面积与楼面面积之比
注:1、高度较大的框架—剪力墙,宜取表中的上限值。 2、表中数值是纵横两方面的总量, 对剪力墙而言,两个方向的剪力墙数量接近为宜。
对柱截面尺寸的初估,可按第 4章框架结构设计有关章节进行。 (3计算复核阶段
确定剪力墙布置及初估尺寸后,就可以复核布置及尺寸是否合理,复核从自振周期、轴压 比和结构侧移三方面进行。
① 自振周期
自振周期是对结构刚度特征的综合反映,根据大量的工程统计表明,结构布置合理的框架 —剪力墙的自振周期为
T=(0.06~0.08 n
式中 n ——结构总层数。 ② 轴压比
抗震设计时,为保证框架柱及剪力墙的延性,必须对它们所承受的轴力作一定限制。所谓 轴压比是指轴压力设计值与柱(剪力墙全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积 的比值。 对柱而言, 轴压力设计值指考虑地震作用组合的轴压力设计值, 对剪力墙而言, 轴压力设计值指重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值。抗震设计时,钢 筋混凝土柱轴压比不宜超过 p126表 6.3的规定;对于Ⅳ类场地上较高的高层建筑,其 轴压比限值应适当减小。
一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位,其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超 过 p126表 6.4的限值。
在计算轴向压力设计值 N 时,剪力墙不考虑地震作用,只考虑重力荷载分项系数后的最大 轴力设计值,也可说是计算剪力墙的名义轴压比。
大量的试验研究及震害表明,截面受压区高度不仅与轴压比有关,而且与截面形状有关, 在相同的轴压力作用下, 有翼缘的剪力墙受压区高度较小, 延性相对要好些, 但在表 6.4中并未体现, 因此在设计时, 对矩形截面剪力墙墙肢 (或墙段 应更严格控制其轴压比。 p126表 6.3 柱轴压比限值
p126表 6.4 剪力墙轴压比限值
注:N 为重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值, A 为剪力墙墙肢截面面积, fc 为混凝土轴心抗压强度设计值。
③ 结构侧移
结构侧移大小是高层建筑结构刚度的一个反映,也是对构件截面大小,刚度大小的一个相 对指标。楼层层间最大位移与层高之比的限值在 3.4节中有明确规定,如计算侧移超过 此规定,则须对平面布置及剪力墙数量进行适当调整。
保证剪力墙出平面的刚度和稳定性，规定了剪力墙的最小截面尺寸，见表 5.5. 表 5.5 序 抗震等级 剪力墙部位 剪力墙截面最小厚度 最小厚度（二者取较大者） 有端柱或翼墙 1 一、二级 底部加强部位 其他部位 2 三、四级 底部加强部位 其他部位 3 非抗震 h/16 h /20 h /20 h /25 h/25 200mm 160mm 160mm 160mm 160mm 无端柱或翼墙 h/12 h/12 h/20 h/25 h/25 200mm 180mm 160mm 160mm 160mm 表 5.5 内符号 h 为层高或剪力墙无支长度，无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横 向支承墙的长度。剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但 不宜小于 160mm。 原则上，根据剪力墙截面面积与楼面面积之比 Aw/Af 和剪力墙轴压比限值 N/（fcA） ，可得 到剪力墙面积 Aw， 再由剪力墙的长度， 可计算剪力墙的最小厚度。 大量的实际工程表明， 剪力墙的最小厚度一般均能满足。 62.框架－剪力墙结构中总框架与总剪力墙联系的方式有几种？分别画出它们的计算简
图。 框架-剪力墙结构中框架与剪力墙结构连系的方式有铰接联系和刚接联系两种。 在铰接连接中，连杆只承受轴力，且无轴向变形；在刚性连接中，连杆除承受轴力外，还 要承受剪力。 铰接联系中，为了简化计算，进一步将切开后连杆的集中力连续化为分布力，切开后， 对剪力墙可以视为底部固定的静定悬臂结构。刚性连接中，为了简化计算，可将连杆的轴 力 p Fi 和约束弯矩 M i 沿墙高连续化成 pF ( x 和 m(x 铰接体系计算简图：
p(x p(x Fij 铰接体系计算简图 连杆切开后受力状态 x x M p(x P(x F y H p(x P(x F x V y θ 0 0 连杆连续化后分布力 P(x F 总剪力墙计算简图 刚接体系计算简图： p(x p(x Vi PFi 刚接体系计算简图 连杆切开后受力状态 x p(x m(x 0 P(x Fi y 连杆连续化后结构受力 63.框－剪结构中总框架抗推刚度 CF 的定义？并写出它的表达式。 CF 产生单位层间变形角所需的推力，CF=h∑Dj 64.（判断）框－剪结构中的水平荷载是由框架、剪力墙共同承担的，所以剪力墙任何高度 承受的荷载 Pn 都小于外荷载 P（对或错）（√） 。 65.在框－剪结构计算体系中，总连梁和总框架连接端处理成什么节点？为什么？ 铰接节点， 66.已知某框架－剪力墙结构的 V w，CF，
abi /h、Vp 值，试写出 Vw、VF、m 的计算式。
67.框－剪结构中剪力墙布置应满足什么要求？ 框架－剪力墙结构中剪力墙布置应满足下列要求： ①剪力墙宜均匀布置在建筑物的周围附近，楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较 大的部位，剪力墙间距不宜过大； ②面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙； ③ 纵、横剪力墙宜组成 L 形、T 形和工字形等形式； ④力墙宜贯通建筑的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐； ⑤楼、电梯间等竖井和平面宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。 68.什么是刚度特征值 λ？刚度特征值理想范围是多少？过大了表示什么？ λ 是框架抗侧刚度与剪力墙刚度比值，刚度特征值理想范围是 1.1—2.2，过大表示结构 性能以框架为主，框架承担满载 69.对框－剪结构进行抗震设计时，为什么要对各层框架总剪力进行调整？如何调整？ 框架—剪力墙结构中，剪力墙刚度相对较大，框架部分计算所得的剪力一般都很小，在 地震作用下，剪力墙承受了大部分的水平地震作用，某些构件可能出现裂缝，刚度降低， 框架承担的水平地震作用
将有所增加。为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能 力，需对框架承担的水平剪力予以适当的调整。抗震设计时，框剪结构对应于地震作用标 准值的各层框架总剪力须符合： 当 Vf≥0.2V0 时，框架总剪力不要调整； 当 Vf＜0.2V0 时，楼层剪力 Vf 须增加，其值可取 0.2V0 和 1.5Vf，max 中的较小值 式中 Vf——对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力； V0——对框架柱数量从下至上基本不变的结构，应取对应于地震作用标准值的结构底 层总剪力；对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，应取每段底层结构对应于地震 作用标准值的总剪力； Vf，max——对框架柱数量从下至上基本不变的结构，应取对应于地震作用标准值且未 经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值；对框架柱数量从下至上分段有规律变化 的结构，应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的 最大值。 各层框架承担的总剪力按以上原则调整后，应按调整前、后总剪力的比值调整每根框 架柱和与之相连连梁的剪力及端部弯矩标准值，框架柱的轴力标准值不调整。