框架受力特点

1、框架一剪力墙结构的变形及受力特点在框架结构中加设适量的剪力墙, 二者通过楼盖协同工作,以满 足建筑物的抗侧要求,从而组成框架一剪力墙结构体系.在框架中局 部增加剪力墙可以在对建筑物的使用功能影响不大的情况下,使结构的抗侧刚度和承载力都有明显提升,所以这种结构体系兼有框架和剪 力墙结构的优点,是一种适用性很广的结构形式.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 剪力墙的变形那么以弯曲型为主.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 就形成了框架一剪力墙结

2、构特有的变形曲线,呈反S形的弯剪型变形 曲线.框架下部位移增长迅速,上部增长较慢,剪力墙那么与之相反. 在框架一剪力墙结构下部,侧移较小的剪力墙对框架提供帮助, 墙把 框架向左边拉,框架一剪力墙的侧移比框架单独侧移小,比剪力墙单 独侧移大；而上部,框架又可以对剪力墙提供支持,即框架把墙向左 边推,其侧移比框架单独侧移大,比剪力墙单独侧移小.最终框架 一 剪力墙结构的侧移大大减小,且使框架和剪力墙中内力分布更趋合 理., 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.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,

3、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 入直接相关.框剪结构中的框架底部剪力为零,剪力限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,否那么不能保证框架局部上部楼层构件的平安框架墙,剪力墙的区别剪力墙(shear wall)又称抗风墙或抗震墙、结构墙.房屋或构筑物中 主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体. 预防结构剪切破 坏.剪力墙分平面剪力墙和筒体剪力墙.平面剪力墙用于钢筋

4、混凝土 框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中.为增加结构的刚度、强度及 抗倒塌水平,在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙.现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑,整体性好.筒体剪力墙用于高层建筑、 高耸结构和悬吊结构中,由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间 隔墙围成1,筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体,其刚度和强度较平面 剪力墙高可承受较大的水平荷载.墙根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙,前者以承受竖向荷载 为主,如砌体墙；后者以承受水平荷载为主.在抗震设防区,水平荷 载主要由水平地震作用产生,因此剪力墙有时也称为抗震墙.剪力墙按结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型 钢混凝土剪力墙和配筋砌块

5、剪力墙.其中以钢筋混凝土剪力墙最为常 用.框架结构其实是梁柱受力体系,墙不参与受力,所以所有框架 结构的墙都是填充隔墙,不受力,现在比拟多的做法比方说混凝土空 心砌块,或者加气混凝土砌块,这些填充隔墙的容重很小；如果是剪2 力墙结构的话,剪力墙是主要受力构件,厚度或许都比填充墙厚.就性能来说,各有各的用途.框架-剪力墙结构,称为框剪结构, 它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合, 吸取了各自的长处,既 能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能.框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管 道井等墙体.因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑.2.框剪结构的变

6、形是剪弯型.众所周知,框架结构的变形是剪切型, 上部层间相对变形小,下部层间相对变形大.剪力墙结构的变形为弯 曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小.对于框剪结构, 由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍 的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提升.3.水平荷载主要由剪力墙来承受.从受力特点看,由于框剪结构中 的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多, 在水平荷载作用下,一 般情况下,约80%以上用剪力墙来承当.因此,使框架结构在水平荷 载作用下所分配的楼层剪力,沿高度分布比样均匀,各层梁柱的弯矩 比拟接近,有利于减小梁柱规格,便于施工.砌体结构和框架结

7、构和剪力墙结构的受力特点分别是什么？(1 )石专混结构：是由石专或承重砌块砌筑的承重墙来承受楼层荷载.多用来建造低层或多层居住建筑.(2 )框架结构：由梁和柱组成的主体骨架承重结构, 受力通过楼板一一梁一一柱传至地基.多用来建造中高层和高层建筑.(3)剪力墙结构：是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用力的 结构,也叫抗震墙结构.多用来建造中高层和高层建筑.框架剪力墙结构受力特点及使用范围一框架剪力墙结构的受力特点及适用范围1 .框架剪力墙或称框剪结构,广泛应用于高层办公和公共建筑, 也大量应用于高层旅馆建筑.框架剪力墙结构是由框架构成自由灵活的使用空间,来满足不同建筑功能的要求；同时又有足够的剪力

8、墙, 具有相当大的刚度,从而使结构具有较强的抗震水平,大大减少了建 筑物的水平位移,预防填充墙在地震时严重破坏和倒塌. 所以在有抗 震设计要求时,宜优先采用框剪结构代替框架结构.2 .框剪结构的受力特点1水平力通过楼板传递分配到剪力墙及框架.2水平力产生的剪力在底部主要由剪力墙承当,因剪力墙在水 平力作用时,底部变形小.但到顶部时,剪力主要由框架承当.即框 架在顶部时变形较小图10-24.二框剪结构中剪力墙的数量1 .剪力墙的多少直接影响抗震水平,震害调查发现墙数量增加 震害减少,日本福井和十胜冲地震中,钢筋混凝土墙每平方米楼面平 均剪力墙长度少于50mm寸,震害严重,每平方米楼面平均剪力墙长

9、 度多于150mm寸,破坏稍微,甚至无害.但是剪力墙过多,也会造成不经济,因剪力墙增多,结构的刚度增大,周期缩短,地震作用加 大,内力增大材料用量增加,根底造价也相应提升.2 .合理的数量1按许可位移值决定 按?高层规程?许可位移的限值来核算结4构必要刚度般装修标准的框剪结构顶点位移与全高之比；w /H不宜大于1/700;较高装修时,w/H不宜超过1/850,或由层间 相对位移与层高之比 1 ma"H的限制值来限制.(2)用结构自震周期和地震作用来校核 一般较合理的根本自震 周期为：n为结构层数3.剪力墙的布置(1)剪力墙应沿各主要轴 线方向布置,矩形,L形和梢形平面中,沿两个正交轴

10、方向布置.(2) 应纵横方向同时布置,并使两个方向的自振周期比拟接近.(3)剪力墙的布置原那么是：均匀、分散、对称、周边.(4)宜布置在：竖向荷载较大处、平面形状变化处、楼电梯间(5)不宜在伸缩缝和防震缝两侧同时布置,纵向剪力墙不宜布置在端部,宜布置在中部.(6)剪力墙的长度不宜太长,总高度与长度之比宜大于2.单肢墙长度不宜大于8m,以免剪切破坏.(7)剪力墙的最大间距(见表10-15).注：B建筑物的宽度. 剪力墙之间的楼面有较大开洞时剪力墙的间距还应小一些.实际工 程中,剪力墙的间距一般在2. 5B及30m以内.这样的尺寸一般也 已可满足建筑功能的要求了.(8)框剪结构体系中,在设剪力墙后

11、,框架柱应保存,柱作为剪 力墙的端部翼缘,可增强剪力墙的承载水平和稳定性,且剪力墙的 端部配筋可配置在柱截面内,使剪力墙可一直坚持工作到最后.对 比试验说明,取消框架柱后的剪力墙的极限承载力将下降 30%.(9) 位于楼层上的框架梁也应保存,虽然在内力分析时不考虑剪力墙上的框架梁的受力,但梁作为剪力墙的横向加劲肋,也可提升剪力墙的极限承载力.比照试验,无梁的剪力墙极限承载力要降低10%.当实在无法加梁时,也应设置暗梁,暗梁的高度与明梁相同,纵筋与箍筋均与明梁相同.(10)剪力墙宜设在框架柱的轴线内,保持对中,不宜设在柱边. 五、简体结构当高层建筑结构层数多,高度大时,由平面抗侧力结 构所构成的

12、框架,剪力墙和框剪结构已不能满足建筑和结构的要求, 而开始采用具有空间受力性能的筒体结构.筒体结构的根本特征是： 水平力主要是由一个或多个空间受力的竖向筒体承受.简体可以由 剪力墙组成,也可以由密柱框筒构成.(一)简体结构的类型有1 .筒中筒结构由中央剪力墙内筒和周边外框筒组成；框筒 由密柱(柱距3m)、高梁组成图10-26(a);2 .简体一框架结构图10-26,亦称框架一核心筒结构,由中 央剪力墙核心筒和周边外框架组成；3 .框筒结构图10-26(c);4 .多重筒结构图10-26(d);5 .成束筒结构图10-26(e);6 .多筒体结构图10-26(f).(二)筒体结构的受力性能和工作

13、特点1.简体是空间整截面工作的,如同一竖在地面上的悬臂箱形梁.框筒在水平力作用下不仅平行于水平力作用方向上的框架(称为腹6 板框架起作用,而且垂直于水平方向上的框架称为翼缘框架也共 同受力.薄壁筒在水平力作用下更接近于薄壁杆件,产生整体弯曲 和扭转.2.框筒虽然整体受力,却与理想筒体的受力有明显的差异. 理想简体在水平力作用下,截面保持平面,腹板应力直线分布,翼 缘应力相等,而框筒那么不保持平截面变形,腹框架柱的轴力是曲线 分布的,翼缘框架柱的轴力也是而均匀分布；靠近角柱的柱子轴力 大,远离角柱的柱子的轴力小.这种应力分布不再保持直线规律的 现象称为剪力滞后.由于存在这种剪力滞后现象,所以简体

14、结构不 能简单按平面假定进行内力计算.3.在简体结构中,剪力墙筒的 截面面积较大,它承受大局部水平剪力,所以柱子承受的剪力很小； 而由水平力产生的倾覆力矩,那么绝大局部由框筒柱的轴向力所形成 的总体弯矩来平衡,剪力墙和柱承受的局部弯矩很小.由于这种整 体受力的特点,使框筒和薄壁筒有较高的承载力和侧向刚度,而且 比拟经济.4 .当外围柱子间距较大时,那么外围柱子形不成框筒, 中央剪力墙内筒往往将承受大局部外力产生的剪力和弯矩,外柱只 能作为等效框架,共同承受水平力的作用,水平力在内筒与外柱之 间的分配,类似框剪结构.5 .成束筒由假设干个筒体并联在一起, 共同承受水平力,也可以看成是框筒中间加了

15、一框架隔板.其截面 应力分布大体上与整截面简体相似,但出现多波形的剪力滞后现象, 这样,它比同样平面的单个框筒受力要均匀一些.三筒体结构布 置1 .以方形圆形平面为好.2 .可用对称形的三角形或人字形.3.外框筒柱的柱距以不大于3. 0m为好.4,矩形平面时,长宽比7不宜大于1. 5.5 .四角的柱子宜适当加大,般截面加大2-3倍可做成L形,八字形.6 ,筒体结构只有在细高的情况下才能近似 于竖向悬臂箱形断面梁,发挥其空间整体作用,一般情况下H/ B宜 大于4.7 .由于框筒是空间整体受力,主要内力沿框架平面内分 布,所以,框筒宜采用扁宽矩形柱,柱的边长位于框架平面内.也 可采用一字形柱.一般

16、不宜采用圆形柱和方形柱,由于加大框筒柱 壁厚对受力和刚度的增大效果远不如加大柱宽有效.8 .裙梁的截面,宜采用窄而高的梁.梁高一般为 0. 6-1. 5nl宽度取同墙厚, 一般不于250mm梁高hb可取hb1 /31/4lx .式中l 柱 距；h 层高. 注：三角形平面的L、B均取实际切角后的边长. 9.内筒的尺寸 一般应争取内筒边长为外筒边长的1/3为好.10.可以在框筒顶部设置1-2层高的刚性环梁来提升整个框筒的空 间整体性.六、钢筋混凝土结构关于伸缩缝、沉降缝、防震缝的要 求一伸缩缝1.为预防由于温差和混凝土干缩引起钢筋混凝土的 开裂,应在结构中设置伸缩缝,钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距

17、 宜符合表10-19的规定.注：装配整体式结构房屋的伸缩缝间距 宜按表中现浇式的数值取用；框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值；当屋面无保温或隔热举措时,框架结构、 剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用；现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于 12m 2 .对以下情况, 表10-19中的伸缩缝最大间距宜适当减小：1柱高从根底顶面算8起低于8m的排架结构2屋面无保温或隔热举措的排架结构3 位于气候枯燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高 温作用下的结构4采用滑模类施工工艺的剪力墙结构5材料收 缩较大、室内结构因施工外露时间较长等 3.对以下情况,如有充 分依据和可靠举措,表10-19中的伸缩缝最大间距可适当增大：1 混凝土浇筑采用后浇带分段施工；2采用专门的预应力举措；3 采用减小混凝土温度变化或收缩的举措.当增大伸缩缝间距时,尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响.二沉降缝1 .当建筑物体形比拟复杂,地