框架剪力墙结构)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,章 框架剪力墙结构设计,本章重点：,1,、框架,剪力墙结构的一般规定,2,、框架,剪力墙结构的截面设计及构造,7.1,一般规定,1.,框架剪力墙结构的优点,空间布置灵活；,因有剪力墙的存在，具有较大的抗侧刚度。,2.,框架剪力墙结构侧向位移曲线的分布特点,框架结构在水平荷载作用下的侧向位移位移曲线呈剪切形，层间位移底部大，顶部小，由底部向顶部有逐渐减少的趋势。而剪力墙结构体系在水平荷载作用下的侧向位移曲线呈弯曲形，层间位移底部小，顶部大，由底部向顶部有逐渐增大的趋势。,将框架和剪力墙结合在一起，协同工作，将使得框架,-,剪力墙结构的侧向位移得于综合，即：在底部，层间位移大的框架将得到剪力墙的支持；而在顶部，层间位移小框架将给予剪力墙予支持。共同工作的结果，将使结构的层间位移沿高度有逐渐均匀化的趋势。,7.1,一般规定,这使得框,剪结构的侧移曲线既不是剪切型，也不是弯曲型，而是一种弯、剪混合型，简称,弯剪型,。,框架剪力墙结构的布置,框架剪力墙结构中剪力墙的合理数量,框架,剪力墙结构的形式：,1,、框架与剪力墙分开布置；,2,、在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙；,带边框剪力墙,3,、在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙；,4,、上述两种或三种形式的混合。,框架,剪力墙结构设计方法,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。,1,、：按照,剪力墙结构设计,，其中框架部分根据框架,-,剪力墙结构的框架进行设计；,抗震等级：,剪力墙的抗震等级按照剪力墙结构的规定执行；框架部分按照框架,-,剪力墙结构的框架进行设计；,最大使用高度：,按照框架,-,剪力墙结构的要求执行；,框架,剪力墙结构设计方法,2,、：按照,框架,-,剪力墙结构设计,；,3,、：剪力墙的数量偏少，框架承担较大的地震作用；,抗震等级和轴压比：,剪力墙,的抗震等级按照框架,剪力墙结构的规定执行；,框架部分,按照框架结构的规定进行设计；,最大使用高度：,按照框架,-,剪力墙结构的要求适当提高后执行；,框架,剪力墙结构设计方法,4,、：此时意味着结构中剪力墙的数量极少；,抗震等级和轴压比：,剪力墙,的抗震等级按照框架,剪力墙结构的规定执行；,框架部分,按照框架结构的规定进行设计；,最大使用高度：,按照框架结构的要求执行；,框剪结构的布置原则,1,、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。,2,、框架,剪力墙结构中，主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接；,梁与柱或柱与剪力墙的,中线宜重合,；,框架梁、柱中心线之间有偏离时，应符合框架结构中梁、柱中心线的有关规定。,3,、框架,剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：,（,1,）剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；,（,2,）平面形状凹凸较大时，宜在突出部分的端部附近布置剪力墙；,（,3,）纵、横剪力墙宜组成,L,形、,T,形和,形等形式。,（,4,）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%,，以免受力过分集中。,（,5,）剪力墙宜贯通建筑物的全高，并宜避免刚度突变；,剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐。,（,6,）楼、电梯间等竖井的设置，宜尽量与其附近的框架或剪力墙的布置相结合，使之形成连续、完整的抗侧力结构。,（,7,）抗震设计时，剪力墙的布置宜使两个主轴方向的侧向刚度接近。,长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，剪力墙的布置：,1,、横向剪力墙沿长方向的间距宜满足下表要求，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙的间距应适当减小；,2,、纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。,板柱,剪力墙结构布置：,纵向剪力墙布置在平面的尽端时，会造成对楼盖梁端的约束作用，楼盖中部的梁板容易因混凝土收缩和温度变化而出现裂缝，故宜避免。,板柱结构由于楼盖基本没有梁，可以减小楼层高度。,1,、同时布置筒体或两主轴方向的剪力墙以形成双向抗侧力体系，并应避免结构刚度偏心，宜在对应剪力墙或筒体的各楼层处设置暗梁。,2,、抗震设计时，房屋的周边应设置边梁形成周边框架，房屋的顶层及地下室顶板宜采用梁板结构。,3,、有楼、电梯间等较大开洞时，洞口周围宜设置框架梁或边梁。,4,、无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽（柱托）板或有柱帽（柱托）板形式。,柱托板的长度和厚度应按计算确定，且每个方向长度不宜小于板跨度的,1/6,，其厚度不宜小于板厚度的,1/4.,7,度时宜采用有柱托板，,8,度时应采用有柱托板，此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和,4,倍板厚之和，托板总厚度尚不应小于柱纵向钢筋直径的,16,倍。,当无主托板且无梁板受冲切承载力不足时，可采用型钢剪力架（键），此时板的厚度并不应小于,200mm,。,5,、双向无梁板厚度与长跨之比，不宜小于下表的规定。,7.2,框架剪力墙结构的内力计算,一、基本假定与计算简图,应,按协同工作条件进行内力、位移分析,，不宜将楼层剪力简单地按某一比例在框架与剪力墙之间分配。,1,、基本假定,楼板在自身平面内的刚度为无穷大，平面外刚度为零。,这一点同剪力墙结构分析时的假定是一样的。在此假定下，一个结构的所有框架和剪力墙将协同变形，没有相对变形。,结构区段在水平荷载作用下，不存在扭转,。,这一假定是为了现在的分析简便而提出来的。没有扭转、只有平移时，一个结构区段内所有框架、剪力墙在同一楼层标高处侧移相等，从而使分析大为简化化,空间为平面,。,实际结构中，在水平力作用下，结构出现扭转是不可避免的。存在扭转时结构的受力分析将在后面的内容里加以讨论。需要指出的是，扭转的存在不仅使计算工作大为复杂，而且对结构的受力也是十分不利的。,2,、计算简图,在上述假定下，框,剪结构受水平力作用时，在同一楼层处，所有框架、剪力墙的水平位移是相同的。此时，可以将所有剪力墙综合在一起，称作,总剪力墙,；将所有框架也综合在一起，称作,总框架,。总框架合总剪力墙之间，通过,楼板或连梁,相联系，从而可以按平面结构来处理。结构的计算简图取决于框架和剪力墙之间的联系方式。有以下两种情况：,框架剪力墙结构铰结体系,框架剪力墙结构刚结体系,计算简图,框架剪力墙结构铰结体系,框架剪力墙结构刚结体系,总剪力墙,总剪力墙,总框架,总框架,固接,铰接,框架剪力墙结构铰结体系,在剪力墙平面内，没有联系梁与剪力墙相连。框架和剪力墙之间只是通过楼板相连。由于我们假定楼盖在平面外的刚度为零，楼板将只能传递水平力，不能传递弯矩，即楼板的作用可以简化为铰结连杆，这种体系即为铰结体系。总框架和总剪力墙之间在楼层处通过铰结连杆相连接。,框架剪力墙结构刚结体系,在剪力墙平面内，有联系梁与剪力墙相连。这样，剪力墙在弯曲变形时，必然受到联系梁对剪力墙的约束作用，联系梁不仅有轴向力，还有弯矩。总剪力墙和总框架之间就不再是铰结连杆，连杆和总剪力墙之间应该是刚结。连杆和总框架之间仍是铰结，这是因为连梁对框架的约束作用可以在柱子抗推刚度的计算中考虑。这种体系即为刚结体系。,3,、总剪力墙的刚度,总剪力墙的刚度,=,各剪力墙的刚度之和,4,、总框架的刚度,-,剪切刚度,C,f,总框架的剪切刚度,Cf,为使总框架在楼层间产生,单位剪切变形,时所需要施加的水平剪力,可由框架柱的侧移刚度,D,值求得,.,框架产生单位剪切变形时，该层柱子顶部相对于柱底的水平侧移为层高，根据柱子抗侧刚度的定义，总框架在该层的剪切刚度为,C,f,=h*D,故,:,7.4,框架剪力墙结构构件的截面设计和构造要求,一、框架剪力墙结构的截面设计,内力调整,连梁塑性内力重分布,降低刚度,(0.55),V,F,=0.2V,0,时，,V,F,=min0.2V,0,1.5V,F,max,V,0,底部总地震剪力,V,F,max,框架,各层楼层剪力中的最,大,值,屋面突出部分为框,剪结构，,V,F,取计算层剪力,1.5,框架,结构侧移小,延性要求略低,剪力墙,带边框剪力墙,1.,联系梁,抗弯刚度折减，最低可达,0.55EI,目的：塑性铰出现在梁中；,便于施工。,2.,框架剪力调整,目的：保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力,方法：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按下列方法调整：,7.4,内力调幅,1,）,剪力不调整,：,满足,V,0.2V,0,要求的楼层，其框架总剪力不必调整；,2,）,剪力须调整：,不满足式,V,0.2V,0,要求的楼层，其框架总剪力应按,0.2V,0,和,1.5V,max,二者的较小值采用即：,V,=min,0.2V,0,1.5V,max,V,0,对框架,柱数量,从下至上基本不变的规则框架，应取对应于地震作用标准值的,结构底部总剪力,；对框架,柱数量,从下至上分段有规律变化的结构，应取,每段最下一层,结构对应于地震作用标准值的底部总剪力。,V,对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力；,V,max,对框架柱数量从下至上基本不变的规则框架，应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值；,V,max,对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，应取,每段,中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。,7.5,框架剪力墙结构中剪力墙合理数量,框剪结构中剪力墙配置不能过少也不能过多，数量应合理,框剪结构中剪力墙配得太少，对抵抗风荷载及地震作用的帮助很小，但是配得太多，增加了材料用量，增加了结构自重，增大了地震作用效应，也是没有必要的。,剪力墙合理数量受多种因素影响，目前仍以经验为主确定，高规对此尚无明确规定,7.6,框剪结构的布置与构造要求,（,3,）纵向剪力墙宜布置在结构单元的中间区段内。房屋较长时，不宜集中在两端布置纵向剪力墙，否则宜留施工后浇带以减少温度、收缩应力的影响。,（,4,）纵横向剪力墙宜组成,L,形、,T,形和口字形等。,（,5,）当剪力墙墙肢截面高度大于,8m,时，可用门窗口或施工洞形式联肢墙。,（,6,）剪力墙布置不宜过分集中，每道剪力墙承受的水平力不宜超过总水平力的,40%,。,（,7,）剪力墙宜贯通建筑物全高，厚度逐渐减薄，避免刚度突然变化。,（二）剪力墙构造,1,周边有梁、柱的剪力墙，厚度不应小于,160mm,，且不小于墙净高的,1/20,。剪力墙中线与墙端边柱中线宜重合，防止偏心。剪力墙的端部框架柱除楼电梯井外，应保留，框架梁宜保留，如剪力墙周边仅有柱而无梁时，则应设置暗梁。,2,框架,剪力墙结构中，当剪力墙部分承受的地震倾覆力矩等于或小于结构总地震倾覆力矩的,50%,时，其框架部分应按框架结构的抗震等级采用；当剪力墙承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的,50%,较多时，可适当降低框架柱轴压比限值的要求。,3,剪力墙不宜开边长超过,800mm,的洞，且洞口四周要求配置构造钢筋。,4,非抗震设计时，剪力墙水平和竖向分布钢筋配筋率均不应小于,0.2%,，直径不应小于,8,，且应双排配置。,5,抗震设计时，剪力墙水平和竖向分布钢筋配筋率均不小于,0.25%,，直径不应小于,8,，间距不应大于,300mm,，且应双排配置。,（三）带边框剪力墙的构造应符合下列要求：,1,带边框剪力墙的截面厚度应符合下列规定：,1,）抗震设计时，一、二级剪力墙的底部加强部位均不应小于,200mm,，且不应小于层高的,1/16,；,2,）除第,1,项以外的其他情况下不应小于,160mm,，且不应小于层高的,1/20,；,3,）当剪力墙截面厚度不满足本款第,1,、,2,项的要求时，应按本规程附录,D,计算墙体稳定。,2,剪力墙的水平钢筋应全部锚入边框柱内，锚固长度不应小于,la,（非抗震设计）或,laE,（抗震设计）；,3,带边框剪力墙的,混凝土强度等级,宜与边框柱相同