什么是框剪结构房屋

《什么是框剪结构房屋》由会员分享，可在线阅读，更多相关《什么是框剪结构房屋（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、框剪结构框架-剪力墙结构，俗称为框剪结构。主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。墙体全部采用填充墙体，由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。目录主要特征 改善框剪结构抗震性能的有关措施 框剪结构的抗震设计与计算 主要特征 改善框剪结构抗震性能的有关措施 框剪结构的抗震设计与计算 展开编 辑 本 段 主 要 特 征框 架 与 剪 力 墙 结 构 体 系 的 结 合框 剪 结 构 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

2、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 。 框 剪 结 构 的 变 形 为 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

3、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 高 。 水 平 荷 载 主 要 由 剪 力 墙 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

4、担 。 因 此 ，使 框 架 结 构 在 水 平 荷 载 作 用 下 所 分 配 的 楼 层 框 架 剪 力 墙 结 构 兼 具 了 框 架 布置 灵 活 、 延 性 好 和 剪 力 墙 刚 度 大 的 优 点 ， 二 者 通 过 水 平 刚 度 较 大 的 楼 盖 协 同工 作 ， 在 水 平 作 用 下 呈 弯 剪 型 位 移 曲 线 ， 层 间 变 形 趋 于 均 匀 ， 比 纯 框 架 结构 侧 移 小 ， 非 结 构 性 破 坏 轻 ， 其 中 剪 力 墙 为 主 要 抗 侧 力 构 件 ， 框 架 起 到 二 级防 线 作 用 ， 比 剪 力 墙 体 系 延 性 好 ， 布 置 灵

5、 活 。 因 此 ， 框 剪 结 构 是 一 种 抗 剪 性能 较 好 的 结 构 体 系 。 但 由 于 剪 力 墙 和 框 架 的 层 间 位 移 角 弹 性 极 限 值 相 差 很 远 ，当 结 构 遭 遇 强 烈 地 震 时 ， 剪 力 墙 在 其 底 部 首 先 越 过 弹 性 变 形 阶 段 出 现 裂 缝 进而 屈 服 ， 在 出 铰 部 位 刚 度 大 幅 降 低 ， 刚 度 沿 竖 向 发 生 突 变 ， 在 塑 性 铰 区 发 生塑 性 转 动 ， 从 而 带 动 上 部 的 墙 体 发 生 刚 体 位 移 ， 再 加 上 弯 曲 变 形 ， 顶 部 侧 移激 增 ， 给

6、与 之 相 连 的 框 架 施 加 了 很 大 的 附 加 剪 力 。 而 此 刻 结 构 的 层 间 侧 移 角还 远 小 于 框 架 的 弹 性 变 形 值 ， 框 架 尚 未 充 分 发 挥 其 自 身 的 水 平 抗 力 。 剪 力 墙和 框 架 之 间 刚 度 比 值 的 变 化 也 会 引 起 地 震 作 用 的 重 新 分 配 ， 增 加 了 框 架 的负 担 ， 使 得 框 架 的 延 性 降 低 ， 无 法 有 效 地 担 当 起 二 道 防 线 的 作 用 。 另 外 ， 框剪 结 构 多 用 于 10 25 层 左 右 的 商 住 楼 ， 根 据 工 程 设 计 实 践

7、， 这 一 类 层 数 的房 屋 自 振 周 期 大 都 在 0.7 1.7s， 与 某 些 地 区 的 地 震 卓 越 周 期 较 接 近 。 如1985 年 墨 西 哥 太 平 洋 岸 的 8.1 级 地 震 ， 共 有 164 幢 6 20 层 的 房 屋 倒 塌 ，其 中 倒 塌 率 最 高 是 10 15 层 的 建 筑 ， 而 5 层 以 下 和 25 层 以 上 的 破 坏 较 轻 。在 1975 年 我 国 海 城 地 震 、 1977 年 罗 马 尼 亚 的 弗 兰 恰 地 震 (卓 越 周 期 1.4s?)中 ，倒 塌 最 多 的 也 是 十 几 层 的 建 筑 物 。 当

8、 楼 层 多 于 14 层 时 ， 地 震 力 的 大 小 和 破坏 率 都 有 一 个 明 显 的 陡 然 增 大 的 趋 势 。 因 此 ， 采 取 一 些 经 济 实 用 的 方 法 来 改善 框 剪 结 构 的 抗 震 性 能 ， 提 高 结 构 的 可 靠 度 就 显 得 尤 为 必 要 。 结 构 控 制 理 论为 多 种 建 (构 )筑 物 的 抗 震 设 计 提 供 了 一 条 有 效 可 行 的 新 途 径 。 ? 编 辑 本 段 改 善 框 剪 结 构 抗 震 性 能 的 有 关 措 施综 述结 构 控 制 理 论 将 结 构 的 弹 塑 性 分 析 与 抗 震 相 结 合

9、 、 抗 震 与 消 震 相 结 合 、能 动 控 制 与 设 计 相 结 合 ， 通 过 主 动 或 被 动 的 控 制 措 施 ， 调 整 结 构 的 刚 度 、强 度 和 质 量 分 布 ， 控 制 结 构 实 现 最 佳 耗 能 机 构 ， 以 增 大 结 构 的 延 性 和 耗 能 能力 ， 增 强 结 构 对 地 震 作 用 下 强 迫 变 形 的 适 应 能 力 ， 使 其 满 足 抗 震 设 防 三 水 准要 求 。 抗 震 结 构 按 两 阶 段 设 计 ， 即 在 弹 性 阶 段 按 强 度 控 制 ， 在 弹 塑 性 阶 段 按变 形 控 制 。 这 样 设 计 的 结

10、构 ， 既 有 一 定 的 强 度 ， 又 具 有 较 大 的 延 性 和 耗 能 能力 ， 能 一 定 程 度 地 适 应 强 烈 地 震 使 结 构 产 生 的 强 迫 变 形 。 ? 提 高 剪 力 墙 抗 震 性 能 ?1、 将 剪 力 墙 做 成 四 周 有 梁 柱 的 带 边 框 墙 。 边 框 (明 框 和 暗 框 )可 阻 止 斜裂 缝 向 相 邻 发 展 ， 还 可 在 墙 板 破 坏 后 作 承 重 构 件 代 替 墙 板 承 重 且 有 一 定 延 性 。边 框 应 具 有 足 够 的 斜 截 面 受 剪 承 载 力 ， 以 承 担 因 墙 身 通 裂 对 边 框 梁 柱

11、 引 起 的附 加 剪 力 。 ? 2、 控 制 每 肢 墙 的 高 宽 比 。 必 要 时 可 设 结 构 洞 口 或 结 构 竖 缝 使 变 成 双 肢墙 或 多 肢 墙 ,可 控 制 裂 缝 和 屈 服 部 位 出 现 在 结 构 竖 缝 和 洞 口 连 梁 处 ， 形 成 耗能 机 构 ， 同 时 使 原 剪 力 墙 一 分 为 二 ， 刚 度 降 低 ， 避 免 发 生 剪 切 破 坏 和 底 部 墙体 过 早 屈 服 。 ? 3、 剪 力 墙 的 刚 性 连 梁 ， 其 跨 高 比 往 往 仅 为 1 左 右 。 而 试 验 表 明 ： 当 连梁 的 跨 高 比 为 5 时 ， 延

12、 性 和 耗 能 很 好 ， 连 梁 两 端 相 对 竖 向 位 移 的 延 性 系 数 都在 8 以 上 ， 滞 回 曲 线 也 相 当 饱 满 ； 当 跨 高 比 降 至 1 时 ， 延 性 系 数 则 降 至 3 左 右 ， 滞 回 曲 线 严 重 捏 扰 ， 耗 能 很 小 ， 最 后 弯 剪 破 坏 。 因 此 ， 需 要 对 它 的组 成 和 构 造 采 取 一 定 措 施 。 ? 措 施 之 一 是 在 1/2 梁 高 的 中 性 面 上 留 一 水 平 通 缝 ， 在 缝 的 上 、 下 两 侧 各埋 置 钢 板 ， 钢 板 上 开 有 椭 圆 形 螺 栓 孔 ， 用 高 强

13、螺 栓 把 两 钢 板 连 结 。 在 竖 载 、风 载 和 小 震 下 ， 高 强 螺 栓 把 水 平 通 缝 分 开 的 两 部 分 连 梁 连 结 成 整 体 工 作 ， 使连 梁 具 有 一 定 的 刚 性 。 在 大 震 作 用 时 ,两 钢 板 发 生 相 对 滑 动 ， 原 来 跨 高 比为 1 的 刚 性 连 梁 将 被 分 成 两 根 跨 高 比 为 2 的 小 梁 协 同 工 作 ， 试 验 表 明 , 这 样 可 使 延 性 系 数 由 原 来 的 3 提 高 为 10 左 右 。 ? 提 高 框 架 的 抗 震 性 能1、 加 强 框 架 的 角 柱 。 角 柱 是 连

14、 结 纵 横 框 架 的 枢 纽 ， 要 增 加 框 架 的 空 间整 体 性 ， 就 要 加 强 角 柱 的 抗 剪 性 能 。 2、 沿 周 圈 框 架 平 面 按 K 形 支 撑 和 X形 支 撑 布 置 一 定 数 量 的 钢 筋 砼 抗 剪 墙 板 或 配 筋 砌 块 抗 剪 墙 板 ， 能 有 效 克 服 框架 的 剪 力 滞 后 现 象 ， 显 著 提 高 框 架 的 整 体 性 和 抗 推 刚 度 ， 减 少 结 构 的 整 体 侧移 ， 特 别 有 利 于 减 小 层 间 侧 移 。 但 这 种 结 构 的 延 性 较 差 ， 因 此 ， 可 以 在 墙 板上 开 十 字 形

15、 结 构 竖 缝 使 之 出 现 薄 弱 部 位 ， 形 成 延 性 耗 能 墙 板 。 ? 3、 设 置 偏 交 斜 撑 等 赘 余 杆 件 ， 用 弯 曲 耗 能 代 替 轴 变 耗 能 ， 其 中 折 曲 撑由 钢 纤 维 砼 杆 制 造 ， 偏 心 连 结 支 撑 可 用 钢 杆 或 劲 性 钢 筋 砼 杆 组 成 (如 图 2和 图 3)。 在 强 烈 地 震 作 用 下 ， 一 方 面 可 利 用 这 些 赘 余 杆 件 的 先 期 屈 服 和 变 形来 耗 散 能 量 ， 另 一 方 面 当 赘 余 杆 件 破 坏 或 退 出 工 作 后 ， 使 得 结 构 由 一 种 稳 定体

16、 系 过 渡 到 另 一 种 稳 定 体 系 ， 引 起 结 构 自 振 周 期 的 改 变 ， 以 避 开 地 震 卓 越周 期 的 长 时 间 持 续 作 用 所 引 起 的 共 振 效 应 。 ? 采 用 新 型 复 合 材 料 节 点 ?提 高 节 点 的 强 度 和 延 性 仅 靠 增 加 箍 筋 效 果 并 不 显 著 ， 而 采 用 钢 纤 维 砼 和劲 性 砼 梁 柱 节 点 效 果 较 好 。 由 于 劲 性 钢 材 或 钢 纤 维 与 砼 的 共 同 工 作 ， 使 得 节点 区 砼 的 受 力 性 能 特 别 是 剪 切 变 形 大 大 改 善 ， 延 性 和 耗 能 能 力 显 著 提 高 ， 同时 提 高 整 体 结 构 的 抗 震 性 能 ： 1、 实 行 机 构 控 制 ， 实 现 总 体 屈 服 机 制 。 在 结 构 的 特 定 位 置 设 置 一 定 数 量 的 人 工 塑 性 铰 ， 对 塑 性 铰 发 生 的 区 域 、顺 序 及 塑 性 程 度 进 行 控 制 ， 使