建筑结构选型课件

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,*,李广军,*,建筑结构选型,第5章 框架-剪力墙结构,11/15/2024,1,李广军,建筑结构选型第5章 框架-剪力墙结构10/7/20231李,5 框架-剪力墙结构,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。,5.1 概述,11/15/2024,2,李广军,5 框架-剪力墙结构概念：5.1 概述10/7/20232,建筑空间特点：,框 架：提供大空间，建筑布置灵活。,剪力墙：间距较密，空间小，建筑布置不灵活。,体系构成特点：,在同层：框架+剪力墙,框 架:结构延性好，主要承担竖向荷载。但抗推刚度小。,剪力墙：抗推刚度大，承载力高，承担大部分水平荷载,。,5.1 概述,11/15/2024,3,李广军,建筑空间特点：体系构成特点：5.1 概述10/7/2023,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。,11/15/2024,4,李广军,体系特点：10/7/20234李广军,5.2 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：,11/15/2024,5,李广军,5.2 框架-剪力墙结构的变形特点框架-剪力墙结构中的,5.2 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：,11/15/2024,6,李广军,5.2 框架-剪力墙结构的变形特点框架-剪力墙结构中的,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,。,11/15/2024,7,李广军,框架结构在水平荷载作用下，其变形曲线呈剪切型(图5-,剪力墙,图5.1 变形特点,位移,层高,11/15/2024,8,李广军,剪力墙图5.1 变形特点位移层高10/7/20238李广军,剪力墙,框架,图5.1 变形特点,位移,层高,11/15/2024,9,李广军,剪力墙框架图5.1 变形特点位移层高10/7/20239李,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,11/15/2024,10,李广军,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,5.2 框架-剪力墙结构的变形特点,框架-剪力墙结构体系的变形曲线是介于框架和剪力墙侧移曲线之间的一条曲线，变形性质属于弯剪型。,框架-剪力墙结构侧移曲线的形状是随体系中框架和剪力墙相对数量和抗侧刚度的比值而变化的：剪力墙的数量较多时，结构的变形曲线向弯曲型靠拢；剪力墙数量较少时，结构变形曲线就向剪切型靠拢。,11/15/2024,11,李广军,5.2 框架-剪力墙结构的变形特点 框架-剪力墙结构体系,框架-剪力墙结构侧移曲线的形状是随体系中框架和剪力墙相对数量和抗侧刚度的比值而变化的：剪力墙的数量较多时，结构的变形曲线向弯曲型靠拢；剪力墙数量较少时，结构变形曲线就向剪切型靠拢。,11/15/2024,12,李广军,框架-剪力墙结构侧移曲线的形状是随体系中框架和剪力墙相对,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,。,5.3 框-剪结构的受力特点,11/15/2024,13,李广军,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,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，有外倾的趋势，而框架则有内收的趋势，,框架拉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，框架中也出现相对较大的剪力。,11/15/2024,14,李广军,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,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。,5.4 结构的抗震性能,11/15/2024,15,李广军,1.变形能力5.4 结构的抗震性能10/7/202315李,5.5.1 一般要求和截面尺寸要求,最大高度要求,（表5.2）；,高宽比限值（见教材第63页，表5.3）：,7度5；8度4；9度3,剪力墙间楼（屋）盖的长宽比限值：,（见教材第63页，表5.4）,7度4；8度3；9度2,5.5 结构的布置要求,11/15/2024,16,李广军,5.5.1 一般要求和截面尺寸要求5.5 结构的布置要求1,结构体系,非抗震设计,设防烈度,6度,7度,8度,9度,框架结构,70,60,55,45,25,框架-剪力墙结构,130,130,120,100,50,剪力墙体系,全部落地剪力墙结构,150,140,120,100,60,部分框支剪力墙结构,130,120,100,80,不应采用,筒体结构,框架-核心筒结构,160,150,130,100,70,筒中筒结构,200,180,150,120,80,钢筋混凝土房屋的最大适用高度（m）,11/15/2024,17,李广军,结构体系非抗震设计设防烈度6度7度8度9度框架结构70605,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。,11/15/2024,18,李广军,截面尺寸要求：柱截面尺寸根据荷载而定，在抗震,规范 轴压比的规定,结构类型,抗震等级,一,二,三,框架结构,0.7,0.8,0.9,框架-抗震墙,板柱-抗震墙及筒体,0.75,0.85,0.95,部分框支抗震墙,0.6,0.7,柱轴压比限值,11/15/2024,19,李广军,规范 轴压比的规定结构类型抗震等级一二三框架结构0.7,5.5.2 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。,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，其位置应符合下列要求：,11/15/2024,20,李广军,5.5.2 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，,5.5.3 剪力墙的位置要求,11/15/2024,21,李广军,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；5,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。,5.5.3 剪力墙的位置要求,11/15/2024,22,李广军,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：5,附：框支剪力墙体系,1）建筑空间特点,底部框 架：提供大空间，建筑布置灵活。,上部剪力墙：间距较密，空间小，建筑布置不灵活。,2）体系构成特点,底部框架+上部剪力墙,3）设计要点,落地墙布置：,集中在结构独立单元两端，封闭成筒体,落地墙间距：,6,度 7度,L,30,米，2.5,B,8,度,L,24,米，2,B,托墙框架数量：,非震区,全部横向竖构件的,2/3,。,地震区,全部横向竖构件的,1/2,。,结构独立单元长度：,60米。,4）转换层处理,厚板式转换 梁板式转换 箱体式转换,11/15/2024,23,李广军,附：框支剪力墙体系1）建筑空间特点2）体系构成特点,框托墙体系转换层,-,悬挑式,11/15/2024,24,李广军,框托墙体系转换层-悬挑式10/7/202324李广军,框托墙体系转换层,-柱承式,11/15/2024,25,李广军,框托墙体系转换层-柱承式10/7/202325李广军,框托墙体系转换层,-梁承式,11/15/2024,26,李广军,框托墙体系转换层-梁承式10/7/202326李广军,上海交通大学包兆龙图书馆,地上20层，地下1层，高72.4米，,标准层高3.3米,11/15/2024,27,李广军,上海交通大学包兆龙图书馆 地上20层，地下1层，高7,广东中山市国际酒店,地上19层，高75.5米,11/15/2024,28,李广军,广东中山市国际酒店 地上19层，高75.5米10/7,中山市,国际酒店,高度65.5m,地上19层,平面为三叉形,11/15/2024,29,李广军,中山市10/7/202329李广军,框架剪力墙结构体系,9,4000=36000,7500,7500,2000,北京民族饭店：,59,年建成，,12,层框架剪力墙结构。,11/15/2024,30,李广军,框架剪力墙结构体系94000=3600075007500,