框架-剪力墙结构PPT参考课件.ppt

建筑结构选型概论,1,5框架-剪力墙体系,一、概念：在框架结构中的适当部位增设一定数量的钢筋混凝土剪力墙，形成的框架和剪力墙结合在一起共同承受竖向和水平力的体系叫做框架-剪力墙体系简称框-剪体系。,2,体系特点：框架-剪力墙体系的侧向刚度比框架结构大，大部分水平力由剪力墙承担，而竖向荷载主要由框架承受，因而用于高层房屋比框架结构在受力方面更为合理；同时由于它只在部份位置上有剪力墙，保持了框架结构易于分割空间、立面易于变化等优点；此外，这种体系的抗震性能也较好。应用：框-剪体系广泛应用于多层及高层办公楼、旅馆等建筑中。适用高度为1525层，一般不宜超过30层。,3,二、框架-剪力墙结构的变形特点,框架-剪力墙结构中的框架和剪力墙的受力特点和变形性质是不同的。在水平荷载作用下，剪力墙是竖向悬臂结构，其变形曲线呈弯曲型(图5-1a)，楼层越高水平位移增长速度越快，顶点位移与高度是四次方关系：,4,框架结构在水平荷载作用下，其变形曲线呈剪切型(图5-1b)，楼层越高水平位移增长越慢。,5,剪力墙,图5.1变形特点,位移,层高,6,剪力墙,框架,图5.1变形特点,位移,层高,7,框架-剪力墙,剪力墙,框架,图5.1变形特点,总的变形曲线为弯剪型,位移,层高,8,三、框-剪结构的受力特点框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力构件组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，框剪结构中的剪力墙也不同于纯剪力墙结构中的剪力墙。,9,在下部楼层，剪力墙的位移较小，它拉着框架按弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分水平力；上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉着剪力墙按剪切型曲线变形，框架除了负担外荷载产生的水平力外，还额外负担了把剪力拉回来的附加水平力，所以，上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也出现相当大的剪力。,10,总结：1.框架和剪力墙分担水平力的比例，房屋上部、下部是变化的：（1）在房屋下部，由于剪力墙约束框架变形，使得下部剪力墙承担更多水平剪力，而框架下部承担的剪力较少。（2）在上部，情况恰好相反，框架约束剪力墙变形，从而框架承担更多的水平剪力。,（1）和（2）说明了什么？,11,（3）从协同变形曲线可以看出，框架-剪力墙结构的层间变形在下部小于纯框架，在上部小于纯剪力墙，因此各层的层间变形也将趋于均匀化。2.总的来说，剪力墙负担大部分水平力。（为什么？）,12,四、结构的抗震性能1.变形能力框架结构属于延性结构，具有良好的变形能力；而剪力墙体系刚度大，故延性较差。二者相结合形成的框架剪力墙体系的变形能力优于纯剪力墙结构。2.多道防线小震作用下，剪力墙承受主要水平荷载；中震作用下，框架和剪力墙共同工作；大震作用下，首先是剪力墙达到承载力极限开裂，充当第一道防线，随后才是框架在保持结构稳定及防止结构倒塌方面发挥作用。,13,五、结构的布置要求1.一般要求和截面尺寸要求最大高度要求；高宽比限值：7度5；8度4；9度3剪力墙间楼（屋）盖的长宽比限值：7度48度39度2,14,截面尺寸要求：,柱截面尺寸根据荷载而定，在抗震设计时需考虑轴压比的影响。但端柱宽度不宜小于墙厚的2.5倍，柱截面高度不宜小于柱的宽度。,15,2.结构的布置原则与剪力墙的位置要求（1）结构布置原则,关键是确定剪力墙的数量和位置框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。梁与柱或柱与剪力墙的中线尽量重合。,（2）框架-剪力墙结构中剪力墙的布置应按“均匀、分散、对称、周边”的原则考虑，并宜符合下列要求：,16,剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间等部位；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；纵、横剪力墙宜组成L形、T形和槽形等形式，避免采用单片剪力墙；单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40；剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐，,17,抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近：剪力墙不宜设在楼板需要开大洞的部位，无法避免时，洞口面积不宜大于墙面面积的1/6，并采取有效的构造措施；房屋纵、横向区段较长时，纵(横)向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端；横向剪力墙沿长度方向的间距宜符合表5.5的要求，超过时，应计入楼板平面内变形的影响；当这些剪力墙之间的楼板有较大开洞时，剪力墙的最大间距限值应予以减小。,18,常用的建筑结构形式,框架剪力