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在一般的結構體系當中,框架剪力牆結構綜合了框架結構和剪力牆結構在結構佈置和結構受力方面的各自優點,將兩種結構形式完美的結合在一起,滿足了建築設計不同的空間要求。但框支剪力牆結構作為框剪結構的升級版,又使不同功能的建築空間完美的組合在一起,給建築設計創造了更大的想象空間。

帶轉換層的高層結構的下部轉換層結構為結構的薄弱層部位,根據《高層建築混凝土結構技術規程》JGJ 3-2010第3.5.8 要求 側向剛度變化、承載力變化、豎向抗側力構件連續性不符合本規程第3.5.2、3.5.3、3.5.4條要求的樓層,其對應於地震作用標準值的剪力應乘以1.25的增大系數。為確保安全,保證框支柱有足夠的抗側能力及延性,遵循強剪弱彎的原則,規範規定對框支柱設計還要進行地震剪力內力標準值的調整。

一、理論概念成果

對於部分框支剪力牆結構,轉換層以上部分水平力大體上按各片剪力牆的等效剛度比例分配,在轉換層以下,一般落地剪力牆的剛度遠遠大於框支柱的剛度,落地剪力牆幾乎承受全部地震剪力,框支柱的剪力非常小。考慮到在實際工程中轉換層樓面會有顯著的面內變形,從而使框支柱的剪力顯著增加。根據中國建築科學研究院結構所等進行的12層底層大空間剪力牆住宅模型試驗表明:實測框支柱的剪力為按樓板剛度無限大假定計算值的6~8倍;且落地剪力牆出現裂縫後剛度下降,也導致框支柱剪力增加。所以規範按轉換層位置的不同以及框支柱數目的多少,對框支柱剪力的調整增大作了不同的規定。

二、規範要求

《高層建築混凝土結構技術規程》JGJ 3-2010中第10.2.17條規定如下: 部分框支剪力牆結構框支柱承受的水平地震剪力標準值應按下列規定採用:

1 每層框支柱的數目不多於10根時,當底部框支層為1~2層時,每根柱所受的剪力應至少取結構基底剪力的2%;當底部框支層為3層及3層以上時,每根柱所受的剪力應至少取結構基底剪力的3%。

2 每層框支柱的數目多於10根時,當底部框支層為1~2層時,每層框支柱承受剪力之和應至少取結構基底剪力的20%;當框支層為3層及3層以上時,每層框支柱承受剪力之和應至少取結構基底剪力的30%。

框支柱剪力調整後,應相應調整框支柱的彎矩及柱端框架樑的剪力和彎矩,但框支梁的剪力、彎矩、框支柱的軸力可不調整。

三、具體實現

實際情況下框支剪力牆結構的內力調整,由設計人員在特殊構件定義選項中設定轉換柱以後SATWE能夠自動按《高規》第10.2.17條判斷,在內力分析後,根據轉換層位置的不同、框支柱數目的多少,對框支柱的剪力作相應的調整,需注意的是轉換層以下部分所有樓層的框支柱都要定義指定。

《高層規範》10.2.7特別規定“ 框支柱剪力調整後,應相應調整框支柱的彎矩及柱端框架樑的剪力和彎矩,但框支梁的剪力、彎矩、框支柱的軸力可不調整”要實現這個要求,結構計算應該計算兩次,剪力不調整時計算一次,確定框支梁的配筋,剪力調整時計算一次,確定框支柱及柱端框架樑的配筋。

對於每層框支柱的數目多於10根時,當框支層為3層及3層以上時,為使框支層的框架剪力按總剪力30%調整後仍能滿足二道防線的要求,框架按計算分配的剪力,不宜大於樓層剪力的20%,這個分配的剪力應該是計算的水平荷載剪力值,並不是調整後的剪力值,設計人員應該注意複核。

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