《框剪结构设计》PPT课件(I)

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1、第六章框架-剪力墙结构设计第一节框架-剪力墙结构的特点一、概述框架-剪力墙结构（框剪结构）它是框架结构和剪力墙结构组成的结构体系,既能为建筑使用提供较大的平面空间,又具有较大的抗侧力刚度。框剪结构可应用于多种使用功能的高层房屋,如办公楼、饭店、公寓、住宅、教学楼、实验楼、病房楼等。其组成形式一般有：1、框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置，各自形成抗侧力结构；2、在框架结构的若干跨度内嵌入剪力墙(有边框剪力墙)；3、在单片搞抗侧结构内布置框架和剪力墙；4、上述两种或几种形式的混合；5、板柱结构中设置部分剪力墙(板柱-剪力墙结构)。二、框架-剪力墙结构协同工作框剪结构由框架

2、和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成，这两种结构的受力特点和变形性质是不同的。在水平力作用下，剪力墙是竖向悬臂弯曲结构，其变形曲线呈弯曲型(图6-1a)，在一般剪力墙结构中，由于所有抗侧力结构都是剪力墙，在水平力作用下各道墙的侧向位移曲线相类似。楼层剪力在各道剪力墙之间是按其等效刚度比例进行分配。楼层越高水平位移增长速度越快，顶点水平位移值与高度是四次方关系：式中为总高度；为弯曲刚度。纯框架结构在水平力作用下，其变形曲线为剪切型（图6-1b），楼层越高水平位移增长越慢，在纯框架结构中，各榀框架的变形曲线类似。楼层剪力按框架柱的抗推刚度D值比例进行分配。均布荷载时倒三角形荷载时（6-1）（

3、6-2）框剪结构，既有框架，又有剪力墙，它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起，在水平力作用下，使它们水平位移协调一致，不能各自自由变形，在不考虑扭转影响的情况下，在同一楼层的水平位移必须相同，因此，框剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线(图6-1c)。从图中我们可以看出，框剪结构在水平力作用下，由于框架与剪力墙协同工作，在下部楼层，因为剪力墙位移小，它拉着框架变形，使剪力墙承担了大部分剪力，而部楼层则相反，剪力墙的位移越来越大，而框架的变形反而小，所以，除负担水平力作用下的那部分剪力以外，还要负担拉回剪力墙变形的附加剪力，因此中上部楼层即使水平力产生的楼层剪

4、力很小，而框架中仍有相当数值的剪力。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，是随着楼层所处高度而变化，与结构刚度特征值直接相关(图6-2)。当值很小时，如，即总框架的抗侧移刚度比总剪力墙的等效抗弯刚度小很多时，结构侧移曲线比较接近于剪力墙结构的侧移曲线，即曲线凸向原始位置。反之，当较大时，如时,总框架的抗侧移刚度比总剪力墙的等效抗弯刚度大很多时，结构侧移曲线比较接近于框架结构的侧移曲线，此时，曲线凹向原始位置。图6-1框架-剪力墙结构变形特点图6－2框架－剪力墙结构变形曲线和刚度特征值关系曲线从图（6-3）可知，框剪结构中的框架底部剪力为零，全部风

5、荷载由剪力墙承受，因此，在框架剪力墙结构底部是剪力墙帮助框架协同工作；从图中顶部来看，框架顶部受有集中力，而外荷载为风荷载，结构顶部没有集中力，所以，该集中力来自剪力墙，即在框架-剪力墙顶部是框架帮助剪力墙工作。剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部，而纯框架最大的剪力在底部。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。框剪结构在水平力作用下，水平位移是由楼层层间位移与层高之比控制，而不是顶点水平位移进行控制。层间位移最大值发生在(0.4-0.8)H范围的楼层

6、,H为建筑物总高度。具体位置应按均布荷载或倒三角形分布荷载，可以协同基本任务侧移法计算表中查出框架楼层剪力分布分配系数最大值位置确定。外荷载框架剪力墙总剪力V剪力墙的剪力框架的剪力图6－3框剪结构受力特点三、框架-剪力墙结构的优越性框架-剪力墙结构由延性较好的框架、抗侧力刚度较大井有带边框的剪力墙和良好耗能性能的连梁所组成，同时具有框架和剪力墙二者的优点，具有多道抗震防线，从国内外经受地震震害调查表明，确为一种抗震性能很好的结构体系。在水平力作用下，该结构体系剪力取用值比较接近，梁、柱的弯左和剪力值变化小，使得梁、柱构件规格减少，有利于施工。第二节框架-剪力墙结构布置框架-剪力墙结构

7、的最大适用高度、高宽比和层间位移限值应符合第一章和第二章的有关规定。框架-剪力墙结构的结构布置除应符合本章的规定外，其框架和剪力墙的布置尚应分别符合第四章和第五章的有关规定。框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，主体结构构件之间不宜采用铰接。抗震设计时，两主轴方向均应布置剪力墙。梁或柱与剪力墙的中线重合，框架的梁与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的1/4。一、框架-剪力墙结构中剪力墙的布置1、剪力墙的合理数量多次地震灾害的情况表明，在钢筋混凝土结构中，剪力