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2013年结构工程师考试辅导:对剪力墙的认识与把握三
4.剪力墙倾覆力矩比对结构体系的影响分析
1)对任何形式的钢筋混凝土结构，都可以通过结构底部剪力墙的倾覆力矩与结构底部总倾覆力矩 的比值加以区分(图1)，结构体系与 / 的大致关系见表3。
图1 结构体系与 / 的大致关系
表3 结构体系与 / 的大致关系
结构体系
纯框架结构
少量剪力墙的框架结构
框架-剪力墙结构
少量框架的剪力墙结构
剪力墙结构
强框架
弱框架
/
0
0~0.2
0.2~0.5
0.5~0.8
0.8~1.0
1.0
注：对应于少量剪力墙的框架结构，上表相应确定少量框架的剪力墙结构。
2)剪力墙倾覆力矩的取值
对剪力墙倾覆力矩的取值部位，规范没有明确的规定(短肢剪力墙较多时除外)，应根据工程经验确定，一般情况下，对均匀对称的结构可取结构底部，对其他结构可取底部加强部位。
3)对框架-剪力墙结构，可根据 / 比值判定为强框架或弱框架的框架-剪力墙结构。
(1)当0.2< / <0.5时，属于强框架的框架-剪力墙结构，相应地框架的抗震等级按框架结构确定;
(2)当0.5≤ / <0.8时，属于弱框架的框架-剪力墙结构，为典型的框架-剪力墙结构体系;
(3)是否可将结构确定为框架-剪力墙结构，关键看结构是否能真正形成二道防线。
4)关于少量框架的剪力墙结构
在剪力墙结构中设置少量的框架，结构的主要抗侧力构件仍为剪力墙，少量框架根本起不到二道防线的作用，因此，不能将其归类为框架-剪力墙结构，在结构设计中应采用包络设计的原则，设计剪力墙时，可不考虑框架柱的抗侧作用(在框架柱EA不变时，对EI取小值)，按纯剪力墙结构计算;对框架柱可按框架-剪力墙结构中的框架柱设计。
5)关于少量剪力墙的框架结构
(1)少量剪力墙的框架结构仍应归类为框架结构;
(2)只有在纯框架结构强度计算满足规范要求，而框架结构的弹性位移角不满足1/550的要求时，才设置少量剪力墙以使结构的弹性位移满足1/550的要求，设置剪力墙的根本目的是为了利用剪力墙的弹性刚度，满足规范对框架结构的弹性位移限值要求;
(3)规范只规定“结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作”，但仅进行协同工作计算是不够的，对框架结构应分步计算，即按纯框架结构(去除剪力墙)计算、按框架-剪力墙结构计算，采用包络设计的原则，框架的抗震等级按框架结构确定;
(4)应特别注意：对少量剪力墙的框架结构应验算在剪力墙失效后(去除剪力墙)结构的弹塑性变形，并应使其满足规范对框架结构的要求。
(5)剪力墙的设计
规范未明确少量剪力墙的框架结构中剪力墙的设计原则，这给剪力墙设计带来相当的困难，剪力墙的设计也成为此类结构设计的焦点，其关键问题集中在剪力墙的抗震等级的确定和配筋原则等。
有文献要求按框架-剪力墙结构确定剪力墙的抗震等级并配筋，实际工程中问题很多，首先，结构体系混淆不清，与框架-剪力墙结构混为一谈，其次，由于设置的剪力墙很少，剪力墙的超筋现象很普遍，也无法按一般剪力墙设计。为此文献[4、5]提供了对剪力墙设计的三种方法供读者选择采用。
(6)特别建议
由于布置少量剪力墙的框架结构在设计原则及具体设计中存在诸多不确定因素，给结构设计和施工图审查带来相当的困难，笔者建议，结构设计中应尽量避免采用，尽可能采用概念清晰、便于操作且抗震性能较好的框架-剪力墙结构。当必须采用时，应提前与施工图审查单位沟通，以利于设计顺利进行，避免返工。
6)根据 / 的比值确定结构体系，在对结构体系区分的量值把握上可以有所不同(如图1中0.2和0.8)，但不影响对结构体系的宏观控制标准，为此在实际工程中应尽量避免采用结构体系分界线附近的结构(图1中 / =0.2、0.8附近区域)，避免因结构设计的调整带来结构体系飘忽，给结构设计及施工图审查带来困难。
参考文献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)中国建筑工业出版社。
[2] 建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中国建筑工业出版社。
[3] 朱炳寅、陈富生。建筑结构设计新规范综合应用手册中国建筑工业出版社2005。
[4] 朱炳寅。建筑结构设计规范应用图解中国建筑工业出版社2005。
[5] 朱炳寅。配置少量剪力墙的框架结构建筑结构。技术通讯2007.5
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