關于框剪結構設計的影響因素論文
框剪結構是最主要的抗側力構件，擁有著極強剛度，通過優(yōu)良的性質，從容滿足我國當前對建筑抗震設計的要求，更好的為我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展，保駕護航。
1 框剪結構的概念設計
在當前的建筑抗震設計過程中，從一定程度上來說，概念設計要遠遠重要于分析計算， 由于建筑結構受力的繁瑣復雜，而且目前科學技術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，都會影響到結構抗震分析技術的精準性，使其結構計算結果和實際世界差異較大.”抗震概念設計”是指通過抗震要求,盡可能的減少破壞程度從而對基礎及地基進行選擇,并且設計建筑平立面、結構等布置，注意抗震的薄弱環(huán)節(jié)，合理選擇材料的延性，再通過合理的設計計算和結構的處理措施，從而設計出優(yōu)良抗震能力的建筑。在進行概念設計時，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，剪力墻是框架結構最主要的抗剪力構件，應用框架結構時，需要將其主軸方向均設置剪力墻， 從而構成雙向的抗剪力結構，尤其是當抗震強度較高時，防止發(fā)生單向布置，通過控制各種參數指標，從而對其進行全方位的概念設計。
2 框剪結構的結構設計
2.1 布置剪力墻
在進行框剪結構剪力墻的布置時，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，那么該部分的結構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，對其抗剪能力予以加強，縱橫的剪力墻應該盡可能的在一起連接，或者將其設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，盡量將其結構剛心與建筑質心發(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，則結構的剛度越強。目前，框架結構是最主要的抵抗地震作用的結構，如果抗側剛度條件較差，那么結構將難以適應變形需求，從而導致框架受力較高，梁柱的截面尺寸也相應變大，從而降低框剪結構的使用性能。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 范圍內最為合適，整個框剪結構將充分發(fā)揮其作用，各個結構之間受力均勻，互相協(xié)調，可靠安全，對于整個框剪結構的剛度設計具有十分重要的作用。
2.3 控制水平位移
在實際設計過程中， 相應的規(guī)定給了較為詳實的參數參考：即要求層間位移角應小于1/800，從而作為測量抗側剛度的指標。如果不考慮偶然偏心位移時，應該小于1.2，如果考慮偶然偏心位移時， 應該小于1.5 即可， 此二者均為扭轉剛度的指標。如果不滿足以上條件，應該盡可能的調整建筑周邊抗側力構件，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構的重要指標，其中，通常與結構布置、抗震防烈度以及結構體形相關。如果剪重比難以滿足實際需求，那么其結構的抗側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，則證明其結構比較柔弱， 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，則證明其結構比較剛強， 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，通常可以使用SATWE，通過“調整信息”，將“全樓地震系數放大系數”適宜的輸入大于1 的系數，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，那么就證明其結構的抗扭剛度較小，而扭轉效應較大，不合理的'布置結構的抗側力構件。同時，應該將周期盡可能的控制于0.08-0.12N 之間(N 為層數)，一旦超過這個范圍，則證明結構太柔或者太剛，應當針對性的對其進行調整。
3 框剪結構的特點
在進行框剪結構設計前，需要對框剪結構的結構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構自身的屬性性能之后方可進行設計，一般情況下來講，框剪結構形式主要包括抗震、剛度以及受力三個方面，針對這三方面進行以下的框剪結構特點的分析：
(1)受力特征，一般來說，在對框剪結構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構體，而且因為其框架沒有一定的抗壓能力，所以導致其空腹懸臂梁受到來自外界的壓力作用時會產生結構彎曲變形，在其結構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，在框剪結構受力之后會出現比較嚴重的彎曲變形。
(2)剛度特征，通常而言，可以說框剪結構與普通的純框剪結構的受力反應基本相同，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節(jié)， 但框剪結構的彎矩達到百分之八十之后，才會導致其自身剛度不斷縮小， 故應該采取良好的結構設置方法，從而達到抗震作用。
(3)抗震特征，因框剪結構的結構特點會使其具備相應的抗震特性，為提高其結構穩(wěn)定性，在進行框剪結構的施工之前，需要對實際施工地進行地質分析，從而完美的運用框剪結構的抗震性。
4 工程實例說明
4.1 工程概況
假設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，應用框剪結構體系，抗震的設防烈度為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，對抗震設計有利。
4.2 方案設計
通過對結構概念的合理運用，并且依據局部主體之間的力學邏輯關系、個人試驗以及破壞機理，從而統(tǒng)籌分析框剪結構的結構整體，針對性的設計抗震墻數量，并對其進行布置，一般情況下， 縱橫剪力墻應當設置為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，進而提高結構的整體性以及剛度，最后，使用Γ 形結構要比T 形結構的剛度要強。
4.3 校核優(yōu)化
首先，要依據梁柱的框剪剛度與結構進行優(yōu)化，其次通過剪力墻抗彎剛度調整剪力墻的尺寸以及數量。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)化框剪結構。使用計算機軟件分析框剪結構時，某些參數通常難以估計，比如最大地震作用方向、結構基本周期以及振型組合數等，往往需要對其進行多次反復的試驗才能得到結果。本文通過利用PKPM軟件建立框剪結構的三維空間模型，依據計算結果，不難看出，在結構的X 方向，其最大層間位移角是1/1170，最小剪重比為3.90%，在結構的Y 方向，其最大層間位移角是1/ 990，最小剪重比為3.75%。框剪結構的X 方向的平動第一自振周期是T1= 1.6335，扭轉第一自振周期是T3=1.3476，同時比值均小于0.89，滿足框剪結構的抗扭剛度要求。因為扭轉效應的使用效果不明顯，所以不予考慮。
5 結語
綜上所述，通過對框剪結構設計的影響因素分析，從而加強人們對框剪結構的認識， 并且推動框剪結構的普及使用，為我國的建筑事業(yè)的優(yōu)質工程奉獻力量。
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