当前课程知识点：混凝土建筑结构 > 4. 高层建筑结构 > 4.6框架—剪力墙结构 > 4-20框架—剪力墙结构的组成及受力特点
同学你好
这一讲的内容是
框架-剪力墙结构的组成及受力特点
这一讲我们开始框架-剪力墙结构的学习
这是一个框架-剪力墙结构的示意图
从这个图上我们可以看出来
它有哪些构件呢
水平上构件有屋盖
以及下面的绿颜色表达的楼盖
以及地板这个位置
然后从竖向构件来说
它有哪些
有柱
标注的有柱
从最前面这个面上看有左边这个是柱
另外还有剪力墙就是灰颜色涂的这一块
这是剪力墙
侧边也可以看出来
这还有一榀剪力墙
另外上面所有的荷载向下传递的时候
必然要经过基础
所以还有基础
那这个图我们对应着左边的
平面图来看的时候
在四个边上有四榀剪力墙
并且其他的位置可以看出来
还有这个框架
所以形成了这个结构体系
就是框架-剪力墙结构
就是在这个结构里面既有框架又有剪力墙
这个是一个框架-剪力墙结构的平面图
在这个图上更清楚地看到
沿着
第1轴线和第10轴线
这两边的左右两边布置的有剪力墙
然后A轴线和D轴线
两个端部布置的有剪力墙
这个是
剪力墙的位置
然后中间的部分布置的是框架
那么现在有一个问题
在前面我们学习了框架结构
学习了剪力墙结构
这个时候为什么还要出现一个框架-剪力墙结构
因为框架结构和剪力墙结构各有优缺点
我们想把它们各自的优点结合起来
扬长避短
那来讨论一下各自有哪些优点
哪些缺点呢
比如对于框架结构来说
因为在平面上来说
只有柱子占建筑面积
所以框架结构比较容易形成大的
自由分割的空间
满足不同建筑功能的需求
但是框架结构也有一些弱点
比如说它的抗侧刚度比较小
在侧向力的作用下
比如说是水平的风荷载
水平地震作用
那么它会产生比较大的侧移
侧移过大的时候
就会引起非结构构件的一些损坏
但是剪力墙结构可以弥补这一缺点
比如剪力墙结构
它的抗侧刚度比较大
在水平的风荷载或者水平地震作用下
它的侧向位移就比较小
抵抗地震作用的这种能力比较强
但是剪力墙结构它有什么缺点呢
剪力墙结构是实体的钢筋混凝土的墙
所以它在建筑平面上占的位置是固定的
并且比较大
如果我们既需要灵活的使用空间的布置
又想让它的抗侧刚度满足要求
那怎么办
我们就可以把框架结构和剪力墙结构结合起来
形成框架-剪力墙结构
这样就可以扬长避短
发挥各自的优势
这种框架-剪力墙结构
在实际设计中用的也比较广泛
比如说常用的办公楼 写字楼 宾馆等等
这些都可以采用框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构
在竖向荷载作用下
框架和剪力墙
分别承担它各自范围的竖向荷载
然后它的受荷范围的划分
和楼盖的结构平面布置有关系
在水平力也就是说侧向力的作用下
框架和剪力墙
本身单独作用的
它的性状是不一样的
但是把它结合在一起之后
它通过楼盖给它联系起来了
所以它要共同抵抗侧向力
侧向力在框架和剪力墙之间的分配
不但与框架和剪力墙之间的刚度比有关系
并且随着高度方向它还是变化的
这种变化
不是凭空产生的
它是通过框架和剪力墙之间的连接
通过楼盖给它连接起来的
所以这种协同工作就是通过楼盖来实现的
这个时候楼盖本身的刚度就必须得到保证
这个是框架和剪力墙相互作用的时候
一个从单独作用到相互作用的
它们一个相互关系图
我们来挨个看一下
最左边这个是框架的一个
侧向变形的曲线图
也就是说在水平荷载作用下
这个框架的侧移它是一个剪切型
为什么叫剪切型
这个在下部是
层间的侧移下部最大
上部逐渐减小
这个是剪切型
然后剪力墙在侧向荷载作用下
实际上它相当于一个悬臂的杆件
就是下边固定
上边自由的这样一个杆件
那么对于上边自由下边固定的一个杆件
在侧向力的作用下
它的侧移就是一个弯曲形
这个是剪力墙的
那它这个特点是
底部根部的位置
它的侧移
因为它是固定端
侧移肯定是等于0的最小
越往上它的层间的侧移就越来越大
刚好跟框架结构的侧移的特征是相反的
框架是层间侧移最下面的大
上面的慢慢减小
我们把二者结合起来的时候
我们可以定性地判断出
层间最大的侧移值既不出现在最底部
也不出现在最顶部
而是在中间某一个楼层的位置
我们把它的侧移曲线画到同一张图
来分析一下
这个图里面红颜色的这条线表示的是
框架的变形曲线
也就是说在水平荷载作用下
框架沿着高度方向
它的侧移呈现的是一个剪切型
在底部层间侧移最大
越往上层间侧移越小
然后蓝颜色的线
反映的是剪力墙的侧移曲线
也就是说在最顶上它的侧移最大
越往下层间侧移越小
到根部它的侧移就等于0
如果说框架和剪力墙单独作用的时候
那么就是刚才这个
红颜色的线和蓝颜色的线
单独的变形曲线
我们现在把它通过楼盖结合起来了
变成一个整体了
那它就要协同变形
协同变形的时候
它的侧移曲线
也就是二者之间的一个线
那就变成这条虚线
就是框架-剪力墙的变形曲线
这条曲线侧移
相对于框架结构和剪力墙结构来说
它就均匀了
在底层和顶层都是介于二者之间
比如说顶层
它这时候要比剪力墙单独作用的时候
它的侧移要小
比框架的又大
然后在底层的位置
它比剪力墙结构的要大一些
但是比框架结构的要小一些
经过前面的分析我们知道
它最大的层间的侧移必然是出现在
中部的某一个位置
但是到底是中部偏上部还是偏下部
还是在刚好正中间
这就跟框架和剪力墙之间的刚度的比值有关系
我们在后面会详细讨论
好 这一讲的内容就到这里
再见
-教材与课程内容
--教材
-1.1概述
-1.2现浇单向板肋梁楼盖
-1.3双向板肋梁楼盖
-1.4无梁楼盖+1.5装配式楼盖
--1-19无梁楼盖
-1.6楼梯与雨蓬
--1-20楼梯
--1-21雨蓬
-1. 楼盖--课后习题
-2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置
--2-3变形缝
-2.2排架计算
--2-8内力组合
-2.3单层厂房柱
--2-9单层厂房柱
--2-11牛腿设计
-2.4柱下独立基础
-2.5吊车梁
--2-13吊车梁
-2. 单层厂房--课后习题
-3.1多层框架结构的组成与布置
-3.2框架结构内力与水平位移的近似计算方法
-3.3多层框架内力组合
-3.4无抗震设防要求时框架结构构件设计
-3.5多层框架结构基础
-3. 多层框架结构--课后习题
-4.1概述
-4.2高层建筑结构体系与布置原则+4.3高层建筑结构上的作用
-4.4剪力墙构件
-4.5剪力墙结构
-4.6框架—剪力墙结构
-4.7筒体结构
--4-28筒体结构
-4. 高层建筑结构--课后习题
-单层厂房主要构件及计算方法演示视频——西安交通大学本科生王宇、龙杰烨、张松、刘昊洋作品
