框架-剪力墙结构设计如何设计？（适合新手）

导读

框架-剪力墙结构如何设计？我想只要设计过框架，设计过剪力墙结构，那么在搞懂了框架-剪力墙结构的变形及受力特点的基础上，再掌握一些框架-剪力墙结构的设计要点，那么恭喜你，遇到框架-剪力墙项目你也可以独立完成了！

一、框架-剪力墙结构体系的变形及受力特点

1. 变形特点
在水平荷载作用下，框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主，而剪力墙的变形则以弯曲型为主。由于两者是受力性能不同的两种结构，因而两者之间需要通过楼板的协同工作。由于楼板平面内刚度很大(计算中假定为无限刚性)，因此在同一楼板处必有相同的位移，这就形成了框架―剪力墙结构特有的变形曲线，呈反S形的弯剪型变形曲线。如下图所示。

2. 受力特点
剪力墙的侧移刚度远大于框架，因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架（一般情况下，约80%以上水平荷载由剪力墙来承担）。由于上述变形的协调作用，框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。框架结构在水平力作用下，框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化，与结构刚度特征值λ直接相关。框剪结构中的框架底部剪力为零，剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部，而纯框架最大剪力在底部。因此，当实际布置有剪力墙(如：楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构，必须按框架结构协同工作计算内力，不应简单按纯框架分析，否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全。

二、框架-剪力墙结构的设计要点

在了解了上述框剪结构的变形及受力特点的基础上，最核心的是将框架作为结构的二道防线，在即便剪力墙破坏的情况下，框架也能承担一部分剪力。规范从刚度和承载力两个方面来对此进行了控制。

1、刚度控制

《高规》8.1.3条：抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法，并应符合下列规定：

（1）框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计；
（2）当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10％但不大于50％时，按框架-剪力墙结构进行设计；
（3）当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％但不大于80％时，按框架-剪力墙结构进行设计，其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用；
（4）当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80％时，按框架-剪力墙结构进行设计，但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移角不满足框架-剪力墙结构的规定时，可按本规程第3．11节的有关规定进行结构抗震性能分析和论证。

在PKPM中的查看方法:

对于倾覆力矩的结果查看，SATWE给出了以下三种方式:

抗规方式、轴力方式、内力CQC方式。

对于这三种方式，PKPM软件给出的说明是：

抗规方式采用2010版《抗规》规定水平力下V*h---6.1.3条文说明的公式来计算，即

轴力方式采用传统力学方法计算，先计算合力作用点，通过轴力对合力作用点取矩，即

内力CQC方式主要为旧规范采用的方式，故该项数据仅供参考。

综上可知，对于常规的普通结构，采用抗规方式即可。对于巨型框架、带加强层或核心筒偏置等结构体系应采用轴力方式。

通过查看倾覆力矩，即可确定所布置的结构更偏于哪种体系，各部分采用何种抗震等级。通常来讲将框架承受的倾覆力矩调整到20%-30%是比较经济和适宜的。

2、承载力控制——0.2V0调整

《高规》8.1.4条，抗震设计时，框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定：

在PKPM中的查看方法:

同样是在文本信息的第9项，即查看倾覆力矩百分比的文档可以看到这个信息。要特别注意软件默认的调整的上限是2，但对于一些体型收进，刚度变化较大的部位，可以通过分段调整和修改上限值来完成该项调整。

3、剪重比的调整-后续设计的前提

《抗规》5.2.5条，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：

对于低烈度和长周期的结构该项指标有时难于满足，此时可与当地审图机构沟通，是否当最小楼层的剪重比达到规定剪重比的90%或85%，可以通过全楼放大系数，即全楼放大规定剪重比与最小剪重比的比值来可以实现该条。

满足最小地震剪力是结构后续抗震设计的前提，只有调整到符合最小地震剪力的要求才能进行相应地震倾覆力矩、构件内力、位移等等的计算分析。

三、结语

框架-剪力墙结构广泛应用于酒店，办公等项目中，布置灵活，使用方便。因此有人戏称框架结构为“骨感女”，剪力墙结构为“女汉子”，框架-剪力墙结构则因其完美的S曲线而问鼎“女神”。对于某些虽然布置形式是由中间核心筒，外围框架柱构成，如若该工程结构高度不高（如不超过A级高度限值高度的80%），出于经济性角度考虑仍可按照框架-剪力墙来设计。

来源：思宇，建筑结构土木在线。欢迎分享，转载请注明出处。