關(guān)于框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素論文
框剪結(jié)構(gòu)是最主要的抗側(cè)力構(gòu)件，擁有著極強剛度，通過優(yōu)良的性質(zhì)，從容滿足我國當(dāng)前對建筑抗震設(shè)計的要求，更好的為我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展，保駕護航。
1 框剪結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計
在當(dāng)前的建筑抗震設(shè)計過程中，從一定程度上來說，概念設(shè)計要遠遠重要于分析計算， 由于建筑結(jié)構(gòu)受力的繁瑣復(fù)雜，而且目前科學(xué)技術(shù)對地震的認識還存在局限性，而且，施工安裝以及材料的性能等差異，都會影響到結(jié)構(gòu)抗震分析技術(shù)的精準(zhǔn)性，使其結(jié)構(gòu)計算結(jié)果和實際世界差異較大.”抗震概念設(shè)計”是指通過抗震要求,盡可能的減少破壞程度從而對基礎(chǔ)及地基進行選擇,并且設(shè)計建筑平立面、結(jié)構(gòu)等布置，注意抗震的薄弱環(huán)節(jié)，合理選擇材料的延性，再通過合理的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)的處理措施，從而設(shè)計出優(yōu)良抗震能力的建筑。在進行概念設(shè)計時，需要對多方面因素進行考慮，比如場地情況、梁柱截面、材料強度、地理位置以及剪力墻的布置位置等，都會對其進行影響，剪力墻是框架結(jié)構(gòu)最主要的抗剪力構(gòu)件，應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)時，需要將其主軸方向均設(shè)置剪力墻， 從而構(gòu)成雙向的抗剪力結(jié)構(gòu)，尤其是當(dāng)抗震強度較高時，防止發(fā)生單向布置，通過控制各種參數(shù)指標(biāo)，從而對其進行全方位的概念設(shè)計。
2 框剪結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 布置剪力墻
在進行框剪結(jié)構(gòu)剪力墻的布置時，通常均勻布置與建筑四周，并且積極發(fā)揮抗扭性能。一般來講，假如平面的凹凸變化較大，那么該部分的結(jié)構(gòu)能力也相對比較薄弱，通常在其凸出部分進行剪力墻的布設(shè)，對其抗剪能力予以加強，縱橫的剪力墻應(yīng)該盡可能的在一起連接，或者將其設(shè)置值具備邊框的框剪剪力墻，并且形成T 形、L 形以及口字型，盡量將其結(jié)構(gòu)剛心與建筑質(zhì)心發(fā)生重疊，從而提高剪力墻的抗扭能力以及剛度，與此同時，還要遵從均勻、對稱、連續(xù)以及周邊的原則。
2.2 控制剛度特征值
一般來說，剛度特征值越小，則結(jié)構(gòu)的剛度越強。目前，框架結(jié)構(gòu)是最主要的抵抗地震作用的結(jié)構(gòu)，如果抗側(cè)剛度條件較差，那么結(jié)構(gòu)將難以適應(yīng)變形需求，從而導(dǎo)致框架受力較高，梁柱的截面尺寸也相應(yīng)變大，從而降低框剪結(jié)構(gòu)的使用性能。反而言之，如果剛度特征值較小，則說明其具備較多的剪力墻，而且抗側(cè)剛度較大，從而致使地震作用較大。所以，要求剛度特征值通常處于1.15～2.4 范圍內(nèi)最為合適，整個框剪結(jié)構(gòu)將充分發(fā)揮其作用，各個結(jié)構(gòu)之間受力均勻，互相協(xié)調(diào)，可靠安全，對于整個框剪結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計具有十分重要的作用。
2.3 控制水平位移
在實際設(shè)計過程中， 相應(yīng)的規(guī)定給了較為詳實的參數(shù)參考：即要求層間位移角應(yīng)小于1/800，從而作為測量抗側(cè)剛度的指標(biāo)。如果不考慮偶然偏心位移時，應(yīng)該小于1.2，如果考慮偶然偏心位移時， 應(yīng)該小于1.5 即可， 此二者均為扭轉(zhuǎn)剛度的指標(biāo)。如果不滿足以上條件，應(yīng)該盡可能的調(diào)整建筑周邊抗側(cè)力構(gòu)件，通�？梢圆捎眉痈哌B梁以及增大剪力墻措施。
2.4 控制剪重比
在一定意義上來說，剪重比能夠反映地震強度下水平結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，其中，通常與結(jié)構(gòu)布置、抗震防烈度以及結(jié)構(gòu)體形相關(guān)。如果剪重比難以滿足實際需求，那么其結(jié)構(gòu)的抗側(cè)里剛度也就相對較小，而且地震力也較小。這時，通�？梢酝ㄟ^以下方法對其進行調(diào)整：
(1)如果地震剪力較小，但是層間位移角較大的時候，則證明其結(jié)構(gòu)比較柔弱， 通常對其進行加大柱截面以及墻截面，從而加強剛度。
(2)如果地震剪力較大，但是層間位移角較小的時候，則證明其結(jié)構(gòu)比較剛強， 通常對其進行減小柱截面以及墻截面，從而降低剛度，提高經(jīng)濟效益。
(3)如果地震剪力較小，但是層間位移角剛好適宜的時候，通�？梢允褂肧ATWE，通過“調(diào)整信息”，將“全樓地震系數(shù)放大系數(shù)”適宜的輸入大于1 的系數(shù)，從而提高地震作用，最后達到剪重比的要求。
2.5 控制周期
如果周期比不符合實際規(guī)定要求，那么就證明其結(jié)構(gòu)的抗扭剛度較小，而扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大，不合理的'布置結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件。同時，應(yīng)該將周期盡可能的控制于0.08-0.12N 之間(N 為層數(shù))，一旦超過這個范圍，則證明結(jié)構(gòu)太柔或者太剛，應(yīng)當(dāng)針對性的對其進行調(diào)整。
3 框剪結(jié)構(gòu)的特點
在進行框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計前，需要對框剪結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點及其性能特性進行深入的研究探討，確保充分的了解框剪結(jié)構(gòu)自身的屬性性能之后方可進行設(shè)計，一般情況下來講，框剪結(jié)構(gòu)形式主要包括抗震、剛度以及受力三個方面，針對這三方面進行以下的框剪結(jié)構(gòu)特點的分析：
(1)受力特征，一般來說，在對框剪結(jié)構(gòu)的表面進行觀測的時候， 其自身僅僅是屬于能夠全部垂直于地面上的一個結(jié)構(gòu)體，而且因為其框架沒有一定的抗壓能力，所以導(dǎo)致其空腹懸臂梁受到來自外界的壓力作用時會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)彎曲變形，在其結(jié)構(gòu)彎曲之后所固定出曲線通常稱之為彎剪形態(tài)， 總而言之，因其自身的屬性特征，在框剪結(jié)構(gòu)受力之后會出現(xiàn)比較嚴重的彎曲變形。
(2)剛度特征，通常而言，可以說框剪結(jié)構(gòu)與普通的純框剪結(jié)構(gòu)的受力反應(yīng)基本相同，而且，在基底部分的彎矩達到百分之二十之后，就會導(dǎo)致其自身的剛度發(fā)生非常大的差異，所以我們在工程需要的因素下，可以考慮增加其抗震性能，并對抗震等級進行調(diào)節(jié)， 但框剪結(jié)構(gòu)的彎矩達到百分之八十之后，才會導(dǎo)致其自身剛度不斷縮小， 故應(yīng)該采取良好的結(jié)構(gòu)設(shè)置方法，從而達到抗震作用。
(3)抗震特征，因框剪結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點會使其具備相應(yīng)的抗震特性，為提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在進行框剪結(jié)構(gòu)的施工之前，需要對實際施工地進行地質(zhì)分析，從而完美的運用框剪結(jié)構(gòu)的抗震性。
4 工程實例說明
4.1 工程概況
假設(shè)某工程為綜合辦公樓， 地上層高20 層， 地下層高2層，長度75.9m，寬度20.3m，應(yīng)用框剪結(jié)構(gòu)體系，抗震的設(shè)防烈度為7 級，施工場地類別為Ⅱ類，施工場地地勢開闊，為較常見的平原地形，對抗震設(shè)計有利。
4.2 方案設(shè)計
通過對結(jié)構(gòu)概念的合理運用，并且依據(jù)局部主體之間的力學(xué)邏輯關(guān)系、個人試驗以及破壞機理，從而統(tǒng)籌分析框剪結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)整體，針對性的設(shè)計抗震墻數(shù)量，并對其進行布置，一般情況下， 縱橫剪力墻應(yīng)當(dāng)設(shè)置為T 形、L 形以及匚形等規(guī)范形式，從而使縱橫剪力墻能夠作為縱橫墻的翼緣，進而提高結(jié)構(gòu)的整體性以及剛度，最后，使用Γ 形結(jié)構(gòu)要比T 形結(jié)構(gòu)的剛度要強。
4.3 校核優(yōu)化
首先，要依據(jù)梁柱的框剪剛度與結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，其次通過剪力墻抗彎剛度調(diào)整剪力墻的尺寸以及數(shù)量。采用PKPM 模擬優(yōu)化工程，檢測其是否合理有效，從而整體優(yōu)化框剪結(jié)構(gòu)。使用計算機軟件分析框剪結(jié)構(gòu)時，某些參數(shù)通常難以估計，比如最大地震作用方向、結(jié)構(gòu)基本周期以及振型組合數(shù)等，往往需要對其進行多次反復(fù)的試驗才能得到結(jié)果。本文通過利用PKPM軟件建立框剪結(jié)構(gòu)的三維空間模型，依據(jù)計算結(jié)果，不難看出，在結(jié)構(gòu)的X 方向，其最大層間位移角是1/1170，最小剪重比為3.90%，在結(jié)構(gòu)的Y 方向，其最大層間位移角是1/ 990，最小剪重比為3.75%�？蚣艚Y(jié)構(gòu)的X 方向的平動第一自振周期是T1= 1.6335，扭轉(zhuǎn)第一自振周期是T3=1.3476，同時比值均小于0.89，滿足框剪結(jié)構(gòu)的抗扭剛度要求。因為扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的使用效果不明顯，所以不予考慮。
5 結(jié)語
綜上所述，通過對框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素分析，從而加強人們對框剪結(jié)構(gòu)的認識， 并且推動框剪結(jié)構(gòu)的普及使用，為我國的建筑事業(yè)的優(yōu)質(zhì)工程奉獻力量。
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