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1、Char0201抗侧力结构与布置(框架结构)20150312 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要讲解内容主要讲解内容2-12-12-12-1 框架结构（框架结构（第第6章章 ）2-22-22-22-2 剪力墙结构剪力墙结构 2-32-32-32-3 框架剪力墙结构框架剪力墙结构2-52-52-52-5 框架支撑结构框架支撑结构2-6 2-6 2-6 2-6 筒体结构（筒体结构（8.4 框筒等的计算框筒等的计算）2-7 2-7 2-7 2-7 框架核
2、心筒结构框架核心筒结构2-8 2-8 2-8 2-8 巨型结构（巨型结构（8.6 转换层和加强层转换层和加强层)2-9 2-9 2-9 2-9 抗侧力结构体系的适用高度及高宽比抗侧力结构体系的适用高度及高宽比2-10 2-10 2-10 2-10 建筑体形和结构总体布置建筑体形和结构总体布置2-11 2-11 2-11 2-11 变形缝的设置变形缝的设置2-12 2-12 2-12 2-12 基础形式基础形式各种结构各种结构抗侧移刚度抗侧移刚度的比较的比较连接越强，抗侧刚度越大连接越强，抗侧刚度越大框架侧移框架侧移框架侧移框架侧移=8=8=8=8倍剪力墙侧移倍剪力墙侧移倍剪力墙侧移倍剪力墙侧移
3、剪力墙侧移剪力墙侧移剪力墙侧移剪力墙侧移8 8 8 8倍筒体侧移倍筒体侧移倍筒体侧移倍筒体侧移2.1.2.1.框架结构框架结构1.框架结构的定义和一般描述2.框架结构的特点优点和缺点(建筑和结构两个方面)3.框架结构布置原则水平和竖向4.框架结构的变形特征5.框架结构中梁柱的内力特点6.框架结构的破坏机制和延性框架1.1.框架结构的定义和一般描述框架结构的定义和一般描述 框架框架框架框架-由梁、柱组成的结构单元。由梁、柱组成的结构单元。框架结构框架结构框架结构框架结构-（frame structure）由梁、柱构件通过节点连）由梁、柱构件通过节点连接构成，如整幢房屋均采用这种结构形式，则称为框
4、架结接构成，如整幢房屋均采用这种结构形式，则称为框架结构体系或框架结构房屋，图构体系或框架结构房屋，图2.1.1是框架结构房屋几种典型是框架结构房屋几种典型的结构平面布置和其中一个剖面示意图。的结构平面布置和其中一个剖面示意图。全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系。框架结构可以建到框架结构可以建到30层左右，在我国目前的情况下，一般层左右，在我国目前的情况下，一般建到建到1520层。层。框架的材料：钢、钢筋混凝土、组合梁柱。框架的材料：钢、钢筋混凝土、组合梁柱。由于普通框架的柱截面一般大于墙厚，室内出现棱角，由于普通框架的柱截面一般大于墙厚，室内
5、出现棱角，影响房间的使用功能及观瞻，所以近十多年来，影响房间的使用功能及观瞻，所以近十多年来，由形、由形、形、形或十字形截面柱构成的异形柱框架结构被不形、形或十字形截面柱构成的异形柱框架结构被不断采用，这种结构的柱截面宽度与填充墙厚度相同，使断采用，这种结构的柱截面宽度与填充墙厚度相同，使用功能良好。用功能良好。图图2.1.2为异形柱框架结构平面示意图。为异形柱框架结构平面示意图。框架体系按施工方法分类框架体系按施工方法分类框架的柱一般总是现浇，框架梁也是现浇为主。框架的柱一般总是现浇，框架梁也是现浇为主。框架的柱一般总是现浇，框架梁也是现浇为主。框架的柱一般总是现浇，框架梁也是现浇为主。按施
6、工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。配整体式三种。配整体式三种。配整体式三种。在地震区在地震区在地震区在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案；制的方案；制的方案；制的方案；在非地震区在非地震区在非地震区在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制，有时可采用梁、柱、板均预制，有时可采用梁、柱、板均预制
7、，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。的方案。的方案。的方案。框架结构体系的优点框架结构体系的优点 平面布置灵活，可获得较大的空间平面布置灵活，可获得较大的空间平面布置灵活，可获得较大的空间平面布置灵活，可获得较大的空间；外墙非承重构件，可以灵活设计立面外墙非承重构件，可以灵活设计立面外墙非承重构件，可以灵活设计立面外墙非承重构件，可以灵活设计立面；材材材材料料料料省省省省，自自自自重重重重轻轻轻轻：采采采采用用用用轻轻轻轻质质质质隔隔隔隔墙墙墙墙和和和和外外外外墙墙墙墙可可可可以以以以大大大大大大大大降降降降低低低低房房房房屋的自重，有利抗震。屋的自重，有利抗震。屋的自重，有利抗震。屋的自重，
8、有利抗震。框框框框架架架架结结结结构构构构构构构构件件件件类类类类型型型型少少少少，易易易易于于于于标标标标准准准准化化化化、定定定定型型型型化化化化；可可可可采采采采用用用用预预预预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构。制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构。制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构。制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构。延性好延性好延性好延性好：合理设计提高延性对抗震有利。：合理设计提高延性对抗震有利。：合理设计提高延性对抗震有利。：合理设计提高延性对抗震有利。2.2.框架结构的特点优点和缺点框架结构的特点优点和缺点框架结构体系的缺点框架结构体系的缺点承承承承载载
9、载载力力力力低低低低：因因因因而而而而适适适适用用用用高高高高度度度度有有有有限限限限：越越越越高高高高则则则则框框框框架架架架底底底底部部部部的的的的梁梁梁梁柱柱柱柱中中中中弯弯弯弯矩矩矩矩和和和和剪剪剪剪力力力力显显显显著著著著增增增增加加加加，给给给给空空空空间间间间处处处处理理理理带来困难材料用量和造价也趋于不合理。带来困难材料用量和造价也趋于不合理。带来困难材料用量和造价也趋于不合理。带来困难材料用量和造价也趋于不合理。侧向变形大侧向变形大侧向变形大侧向变形大：这一点也限制了适用高度：这一点也限制了适用高度：这一点也限制了适用高度：这一点也限制了适用高度节节节节点点点点薄薄薄薄弱弱弱
10、弱：框框框框架架架架节节节节点点点点处处处处内内内内力力力力集集集集中中中中，是是是是结结结结构构构构破破破破坏坏坏坏的薄弱环节。的薄弱环节。的薄弱环节。的薄弱环节。设计时应控制房屋的高度和高宽比。设计时应控制房屋的高度和高宽比。设计时应控制房屋的高度和高宽比。设计时应控制房屋的高度和高宽比。3.3.框架结构布置的原则抗震设计框架结构布置的原则抗震设计布置原则：简单、规则、均匀、对称梁柱应采用刚接，不宜采用铰接。双向布置双向布置双向布置双向布置-双向框架双向框架双向框架双向框架不宜采用单跨框架单向框架和双向框架单向框架和双向框架 抗震要求：抗震要求：抗震要求：抗震要求：必须设计成双向框架框架梁
11、柱必须刚性连接不允许采用单跨框架框架的承重方式取决于楼板框架的承重方式取决于楼板横向承重横向承重纵向承重纵向承重双向承重双向承重三种均可采用三种均可采用框架结构柱网的平面布置框架结构柱网的平面布置框架排框架排框架排框架排成圆形成圆形成圆形成圆形也不是也不是也不是也不是筒体筒体筒体筒体内廊式柱网内廊式柱网内廊式柱网内廊式柱网方格式柱网方格式柱网方格式柱网方格式柱网框框架架布布置置实实例例北北京京长长城城饭饭店店框架的柱距框架的柱距小柱距：4-5m大柱距：7-8m确定柱距要考虑的因素适用性：建筑平面要求的大小经济性：大柱距要求楼板的大跨度，增加楼盖的结构高度，同时会增加层高和建筑物高度。强度和刚度
12、：楼盖刚度大时柱距可以大。梁柱截面尺寸：大柱距会加大梁柱截面尺寸，不易设计强柱弱梁的延性框架。梁柱沿高度方向的尺寸梁柱沿高度方向的尺寸沿高度柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变沿高度柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变柱截面尺寸可以减小柱截面尺寸可以减小框架柱混凝土强度等级可以减小。但相邻两层不框架柱混凝土强度等级可以减小。但相邻两层不宜同时减小尺寸和强度等级。宜同时减小尺寸和强度等级。柱子尺寸变化时，轴线位置尽可能保持不变。柱子尺寸变化时，轴线位置尽可能保持不变。各层梁柱截面的变化各层梁柱截面的变化框架结构布置实例框架结构布置实例北京民航办公楼框架结构框架的计算简图框架的计算简图框架只能在自身平面内抵抗侧力
13、水平荷载假设为作用在结构的主轴方向x,y 两个方向分别计算框架结构的计算简图框架结构的计算简图框架只能在自身平面内抵抗侧力一般规定及结构布置1.1.1.1.框框框框架架架架结结结结构构构构只只只只能能能能承承承承受受受受自自自自身身身身平平平平面面面面内内内内的的的的水水水水平平平平力力力力，因因因因此沿建筑的此沿建筑的此沿建筑的此沿建筑的两个主轴方向都应设置框架两个主轴方向都应设置框架两个主轴方向都应设置框架两个主轴方向都应设置框架。2.2.2.2.有有有有抗抗抗抗震震震震设设设设防防防防的的的的框框框框架架架架结结结结构构构构，或或或或非非非非地地地地震震震震区区区区层层层层数数数数较较较
14、较多多多多的的的的房房房房屋屋屋屋框框框框架架架架结结结结构构构构，横横横横向向向向和和和和纵纵纵纵向向向向均均均均应应应应设设设设计计计计为为为为刚刚刚刚接接接接框框框框架架架架。设设设设计计计计成成成成双双双双向向向向梁梁梁梁柱柱柱柱抗抗抗抗侧侧侧侧力力力力体体体体系系系系。主主主主体体体体结结结结构构构构除除除除个个个个别别别别部部部部位位位位外外外外，不不不不应应应应采采采采用用用用铰铰铰铰接接接接。抗抗抗抗震震震震设设设设计计计计的的的的框框框框架架架架结结结结构构构构不不不不宜宜宜宜采采采采用用用用单单单单跨跨跨跨框框框框架架架架。梁梁梁梁柱柱柱柱刚刚刚刚接接接接可可可可增增增增大
15、大大大结构的刚度和整体性。结构的刚度和整体性。结构的刚度和整体性。结构的刚度和整体性。3.3.3.3.布置框架时，首先要确定柱网尺寸。框架的抗布置框架时，首先要确定柱网尺寸。框架的抗布置框架时，首先要确定柱网尺寸。框架的抗布置框架时，首先要确定柱网尺寸。框架的抗侧刚度除了与柱断面尺寸有关外，梁的断面尺寸侧刚度除了与柱断面尺寸有关外，梁的断面尺寸侧刚度除了与柱断面尺寸有关外，梁的断面尺寸侧刚度除了与柱断面尺寸有关外，梁的断面尺寸对抗侧刚度影响很大，但是由于抗震结构的延性对抗侧刚度影响很大，但是由于抗震结构的延性对抗侧刚度影响很大，但是由于抗震结构的延性对抗侧刚度影响很大，但是由于抗震结构的延性框
16、架要求，抗震框架的梁不宜太强，因此框架要求，抗震框架的梁不宜太强，因此框架要求，抗震框架的梁不宜太强，因此框架要求，抗震框架的梁不宜太强，因此抗震的抗震的抗震的抗震的钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过6 6 6 68m8m8m8m。大柱网适用于建筑平面要求有较大空间的房屋，大柱网适用于建筑平面要求有较大空间的房屋，大柱网适用于建筑平面要求有较大空间的房屋，大柱网适用于建筑平面要求有较大空间的房屋，但将增大梁柱的截面尺寸。小柱网梁柱截面尺寸但将增大梁柱的截面尺寸。小柱网梁柱截面尺寸但将增大梁柱的截面尺寸。小柱网
17、梁柱截面尺寸但将增大梁柱的截面尺寸。小柱网梁柱截面尺寸小，适用于饭店、办公楼、医院病房楼等分隔墙小，适用于饭店、办公楼、医院病房楼等分隔墙小，适用于饭店、办公楼、医院病房楼等分隔墙小，适用于饭店、办公楼、医院病房楼等分隔墙体较多的建筑。在有抗震设防的框架房屋中，体较多的建筑。在有抗震设防的框架房屋中，体较多的建筑。在有抗震设防的框架房屋中，体较多的建筑。在有抗震设防的框架房屋中，过过过过大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定困难。困难。困难。困难。4.4.4.4.框
18、架梁、柱中心线宜重合框架梁、柱中心线宜重合框架梁、柱中心线宜重合框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不能。当梁柱中心线不能。当梁柱中心线不能。当梁柱中心线不能重合时，在计算中应考虑梁荷载对柱子的偏心影重合时，在计算中应考虑梁荷载对柱子的偏心影重合时，在计算中应考虑梁荷载对柱子的偏心影重合时，在计算中应考虑梁荷载对柱子的偏心影响。为承托隔墙而又要尽量减少梁轴线与柱轴线响。为承托隔墙而又要尽量减少梁轴线与柱轴线响。为承托隔墙而又要尽量减少梁轴线与柱轴线响。为承托隔墙而又要尽量减少梁轴线与柱轴线的偏心距，可采用梁上的偏心距，可采用梁上的偏心距，可采用梁上的偏心距，可采用梁上挑板承托墙体挑板承托墙体挑
19、板承托墙体挑板承托墙体的处理方法。的处理方法。的处理方法。的处理方法。梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该梁、柱中心线之间的偏心距不宜大于柱截面在该宽度的宽度的宽度的宽度的1/41/41/41/4。当为。当为。当为。当为8 8 8 8度抗震设防时，如偏心距大于度抗震设防时，如偏心距大于度抗震设防时，如偏心距大于度抗震设防时，如偏心距大于该方向柱宽的该方向柱宽的该方向柱宽的该方向柱宽的1/41/41/41/4时，可采取增设梁的水平加腋等时，可采取增设梁的水平加腋等时，可采取增设梁的水平加腋等时，可采取增设梁
20、的水平加腋等措施。设置水平加腋后，仍须考虑梁荷载对柱子措施。设置水平加腋后，仍须考虑梁荷载对柱子措施。设置水平加腋后，仍须考虑梁荷载对柱子措施。设置水平加腋后，仍须考虑梁荷载对柱子的偏心影响。的偏心影响。的偏心影响。的偏心影响。5.5.5.5.框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之混合形式。混合形式。混合形式。混合形式。框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯机框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯机框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯
21、机框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。框架结构中有填充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，承重。框架结构中有填充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，承重。框架结构中有填充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，承重。框架结构中有填充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，一、二级抗震的框架，宜均匀对称，一、二级抗震的框架，宜均匀对称，一、二级抗震的框架，宜均匀对称，一、二级抗震的框架，宜采
22、用轻质填充墙，或宜采用轻质填充墙，或宜采用轻质填充墙，或宜采用轻质填充墙，或与框架柔性连接的墙板与框架柔性连接的墙板与框架柔性连接的墙板与框架柔性连接的墙板，二级且层数不超过五层、三级且层，二级且层数不超过五层、三级且层，二级且层数不超过五层、三级且层，二级且层数不超过五层、三级且层数不超过八层、四级框架等情况才可考虑粘土砖填充墙的抗数不超过八层、四级框架等情况才可考虑粘土砖填充墙的抗数不超过八层、四级框架等情况才可考虑粘土砖填充墙的抗数不超过八层、四级框架等情况才可考虑粘土砖填充墙的抗侧力作用，但粘土砖填充墙应符合下列要求：侧力作用，但粘土砖填充墙应符合下列要求：侧力作用，但粘土砖填充墙应符
23、合下列要求：侧力作用，但粘土砖填充墙应符合下列要求：qq避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成上、下层刚度变化过大；qq避免形成短柱避免形成短柱避免形成短柱避免形成短柱qq减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。qq抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注意填充墙及隔墙自身的稳定性；
24、意填充墙及隔墙自身的稳定性；意填充墙及隔墙自身的稳定性；意填充墙及隔墙自身的稳定性；qq框架框架框架框架-剪力墙的布置要求。剪力墙的布置要求。剪力墙的布置要求。剪力墙的布置要求。6.6.抗震设计的框架结构中，当楼、电梯间采用钢筋混凝抗震设计的框架结构中，当楼、电梯间采用钢筋混凝抗震设计的框架结构中，当楼、电梯间采用钢筋混凝抗震设计的框架结构中，当楼、电梯间采用钢筋混凝土墙时，结构分析计算中，应考虑该剪力墙与框架的协土墙时，结构分析计算中，应考虑该剪力墙与框架的协土墙时，结构分析计算中，应考虑该剪力墙与框架的协土墙时，结构分析计算中，应考虑该剪力墙与框架的协同工作。同工作。同工作。同工作。如果在
25、框架结构中布置了少量剪力墙如果在框架结构中布置了少量剪力墙如果在框架结构中布置了少量剪力墙如果在框架结构中布置了少量剪力墙(例如楼梯间例如楼梯间例如楼梯间例如楼梯间)，而，而，而，而剪力墙的抵抗弯矩少于总倾覆力矩的剪力墙的抵抗弯矩少于总倾覆力矩的剪力墙的抵抗弯矩少于总倾覆力矩的剪力墙的抵抗弯矩少于总倾覆力矩的50%50%时，则规范要时，则规范要时，则规范要时，则规范要求该结构按框架结构确定构件的抗震等级，但是内力及求该结构按框架结构确定构件的抗震等级，但是内力及求该结构按框架结构确定构件的抗震等级，但是内力及求该结构按框架结构确定构件的抗震等级，但是内力及位移分析仍应按框架位移分析仍应按框架位
26、移分析仍应按框架位移分析仍应按框架-剪力墙结构进行，否则对剪力墙不剪力墙结构进行，否则对剪力墙不剪力墙结构进行，否则对剪力墙不剪力墙结构进行，否则对剪力墙不利。利。利。利。如因楼、电梯间位置较偏如因楼、电梯间位置较偏如因楼、电梯间位置较偏如因楼、电梯间位置较偏等原因，不宜作为剪力墙考虑等原因，不宜作为剪力墙考虑等原因，不宜作为剪力墙考虑等原因，不宜作为剪力墙考虑时，时，时，时，可采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配可采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配可采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配可采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等置少量单排钢筋等置少量单排钢
27、筋等置少量单排钢筋等方法，以减少墙的作用，此时与墙相方法，以减少墙的作用，此时与墙相方法，以减少墙的作用，此时与墙相方法，以减少墙的作用，此时与墙相连的柱子，配筋宜适当增加。连的柱子，配筋宜适当增加。连的柱子，配筋宜适当增加。连的柱子，配筋宜适当增加。7.7.框架按支承楼板方式，可分为框架按支承楼板方式，可分为框架按支承楼板方式，可分为框架按支承楼板方式，可分为横向承重框架横向承重框架横向承重框架横向承重框架、纵纵纵纵向承重框架向承重框架向承重框架向承重框架和和和和双向承重框架双向承重框架双向承重框架双向承重框架。但是就抗风荷载和。但是就抗风荷载和。但是就抗风荷载和。但是就抗风荷载和地震作用而
28、言，无论横向承重还是纵向承重，框地震作用而言，无论横向承重还是纵向承重，框地震作用而言，无论横向承重还是纵向承重，框地震作用而言，无论横向承重还是纵向承重，框架都是抗侧力结构。架都是抗侧力结构。架都是抗侧力结构。架都是抗侧力结构。8.8.框架沿高度方向各层平面柱网尺寸宜相同。柱子框架沿高度方向各层平面柱网尺寸宜相同。柱子框架沿高度方向各层平面柱网尺寸宜相同。柱子框架沿高度方向各层平面柱网尺寸宜相同。柱子截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有较截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有较截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有较截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有较小的偏心。当某楼层高度不等
29、形成错层时，或上小的偏心。当某楼层高度不等形成错层时，或上小的偏心。当某楼层高度不等形成错层时，或上小的偏心。当某楼层高度不等形成错层时，或上部楼层某些框架柱取消形成不规则框架时，应视部楼层某些框架柱取消形成不规则框架时，应视部楼层某些框架柱取消形成不规则框架时，应视部楼层某些框架柱取消形成不规则框架时，应视不规则程度采取措施加强楼层，如加厚楼板、增不规则程度采取措施加强楼层，如加厚楼板、增不规则程度采取措施加强楼层，如加厚楼板、增不规则程度采取措施加强楼层，如加厚楼板、增加边梁配筋。加边梁配筋。加边梁配筋。加边梁配筋。4.4.框架在垂直与水平荷载作用下的变形框架在垂直与水平荷载作用下的变形5
30、.5.框架在水平荷载下的弯矩与变形框架在水平荷载下的弯矩与变形z水平荷载作用下的变形特点：z框架的整体变形为剪切型下大上小z底层框架层间变形大、顶层层间变形小。水平荷载作用下的弯矩水平荷载作用下的弯矩水平荷载作用下内力的特点：水平荷载作用下内力的特点：梁柱中的弯矩都在节点处最梁柱中的弯矩都在节点处最大大反弯点反弯点反弯点反弯点柱中弯矩为零的点柱中弯矩为零的点底层框架柱中的轴力、剪力底层框架柱中的轴力、剪力和弯矩都最大。和弯矩都最大。反弯点在中部反弯点在中部反弯点在中部反弯点在中部反弯点在反弯点在反弯点在反弯点在2/32/32/32/3处处处处框架结构梁柱破坏对结构整体的影响框架结构梁柱破坏对结
31、构整体的影响 为保证框架的整体性，必须优先保证节点和柱的可靠性。为保证框架的整体性，必须优先保证节点和柱的可靠性。为保证框架的整体性，必须优先保证节点和柱的可靠性。为保证框架的整体性，必须优先保证节点和柱的可靠性。保证整体性原则：保证整体性原则：保证整体性原则：保证整体性原则：强节点弱构件强节点弱构件强节点弱构件强节点弱构件（节点区砼强度不小于柱）（节点区砼强度不小于柱）（节点区砼强度不小于柱）（节点区砼强度不小于柱）保证不在柱中出现塑性铰的原则：保证不在柱中出现塑性铰的原则：保证不在柱中出现塑性铰的原则：保证不在柱中出现塑性铰的原则：强柱弱梁强柱弱梁强柱弱梁强柱弱梁框架梁中塑性铰的位置框架梁
32、中塑性铰的位置塑性铰：塑性铰：允许出现在梁端，不允许在跨中。6.6.实现延性框架设计原则实现延性框架设计原则延性结构要通过提高构件的延性和保持结构的整体性来实现；1.1.节点破坏会导致结构整体破坏，要避免节点破坏会导致结构整体破坏，要避免2.2.柱本身重要、柱的延性小，避免柱破坏柱本身重要、柱的延性小，避免柱破坏3.3.梁、柱的剪切破坏为脆性破坏，必须避免。梁、柱的剪切破坏为脆性破坏，必须避免。原则：(1)强柱弱梁；(2)强剪弱弯；(3)强结点、强锚固、弱构件。各种结构体系水平变形分类 三类：弯曲型、剪切型和弯剪型三类：弯曲型、剪切型和弯剪型三类：弯曲型、剪切型和弯剪型三类：弯曲型、剪切型和弯
33、剪型 剪切型变形底部相对变形大，剪切型变形底部相对变形大，剪切型变形底部相对变形大，剪切型变形底部相对变形大，而弯曲型变形则相对比较均匀。而弯曲型变形则相对比较均匀。而弯曲型变形则相对比较均匀。而弯曲型变形则相对比较均匀。剪力墙剪力墙框框-剪剪框架框架框架结构的侧移框架结构的侧移水平力作用下变形水平力作用下变形水平力作用下变形水平力作用下变形柱弯矩柱弯矩柱弯矩柱弯矩框架结构侧向变形的特点框架结构侧向变形的特点剪切型：层间位移下大上小剪切型：层间位移下大上小剪切型：层间位移下大上小剪切型：层间位移下大上小侧移的构成：侧移的构成：侧移的构成：侧移的构成：梁柱弯曲变形引起剪切型梁柱弯曲变形引起剪切型
34、梁柱弯曲变形引起剪切型梁柱弯曲变形引起剪切型 柱轴向变形引起弯曲型柱轴向变形引起弯曲型柱轴向变形引起弯曲型柱轴向变形引起弯曲型框架结构侧向变形的构成框架结构侧向变形的构成梁柱弯曲产生的侧移结构整体剪切型梁柱弯曲产生的侧移结构整体剪切型框架柱轴向压缩引起的侧移结构整体弯曲型框架柱轴向压缩引起的侧移结构整体弯曲型高层建筑的特点高层建筑的特点-汇总汇总A.高高层层建建筑筑中中，水水平平荷荷载载和和地地震震作作用用对对结结构构设设计计起着决定性的作用起着决定性的作用;B.水平位移要给予限制。水平位移要给予限制。C.动力反应不可低估动力反应不可低估;D.结结构构轴轴向向变变形形、剪剪切切变变形形以以及及
35、温温度度、沉沉降降的的影影响加剧响加剧;E.轴向变形的影响在水平变形中占重要比例轴向变形的影响在水平变形中占重要比例。F.材料用量、工程造价呈抛物线关系增长。材料用量、工程造价呈抛物线关系增长。轴向变形对侧向变形的影响轴向变形对侧向变形的影响一个三跨的一个三跨的1212层层框架结构在水平框架结构在水平荷载作用下轴向荷载作用下轴向变形所产生的侧变形所产生的侧移可达到是梁柱移可达到是梁柱弯曲变形产生侧弯曲变形产生侧移的移的40%40%40%40%。右图为一个右图为一个2020层层剪力墙结构的计剪力墙结构的计算结果算结果砌体填充墙的布置砌体填充墙的布置 在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以免造
36、在建筑平面上，填充墙的布置力求对称均匀，以免造成结构偏心，导致成结构偏心，导致扭转扭转破坏。破坏。沿房屋竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断沿房屋竖向，填充墙应连续贯通，以避免在填充墙中断的楼层出现框架剪力的骤增。同时要避免上下两层刚度的楼层出现框架剪力的骤增。同时要避免上下两层刚度相差过大。相差过大。宜采用轻质填充墙宜采用轻质填充墙宜采用轻质填充墙宜采用轻质填充墙不应采用不应采用部分由框部分由框架承重，架承重，部分由砌部分由砌体墙承重体墙承重的结构的结构框架结构的砌体填充墙对抗震的影响框架结构的砌体填充墙对抗震的影响p（1 1）使结构抗侧移刚度增大，自振周期减短）使结构抗侧移刚度增大，
37、自振周期减短(减减少少4040或更多或更多)，从而，从而使作用于整个建筑上的水使作用于整个建筑上的水平地震力增大。平地震力增大。p（2 2）改变了结构的地震剪力分布。）改变了结构的地震剪力分布。p（3 3）限制了框架的变形，减少了整个结构的地）限制了框架的变形，减少了整个结构的地震侧移幅值。震侧移幅值。p（4 4）填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件，使框架退居为第二道防线。使框架退居为第二道防线。砌体填充墙的震害砌体填充墙的震害砌体填充墙砌体填充墙刚度大刚度大而而承承载力低载力低，首先承受地震，首先承受地震作用而遭破坏。一般作用而遭破坏。一般7 7度即出现
38、裂缝，度即出现裂缝，8 8度和度和8 8度以上地震作用下，裂度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至部分缝明显增加，甚至部分倒塌。一般是上轻下重，倒塌。一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌空心砌体墙重于实心砌体墙，砌快墙重于砖墙。体墙，砌快墙重于砖墙。填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变形能力弱，填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变形能力弱，在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。在往复变形时墙体易发生剪切破坏和散落。填充墙不宜与框架柱刚性连接，以避免形成短柱。当柱高填充墙不宜与框架柱刚性连接，以避免形成短柱。当柱高小于小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b4)时形成
39、短柱。短柱刚度大，易时形成短柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。产生剪切破坏。好的建筑结构是希望和生命，好的建筑结构是希望和生命，差的建筑结构是杀人机器！差的建筑结构是杀人机器！某工程师汶川地震期间在德阳、绵竹和某工程师汶川地震期间在德阳、绵竹和某工程师汶川地震期间在德阳、绵竹和某工程师汶川地震期间在德阳、绵竹和汉旺的调查心得汉旺的调查心得汉旺的调查心得汉旺的调查心得.汉旺某框架结构填充墙破坏填充墙典型的交叉斜裂缝对框架填充墙的认识应加强对框架填充墙的认识应加强填充墙对于框架结构的抗震贡献未被充分认识。填充墙不是简单的降低结构自振周期，增加地震力；填充墙可以有效耗散地震能量。填充墙与框架梁柱的构造
40、连接应充分加强（规范、设计、施工等角度）。汉旺PICC大楼，屋顶塔楼2个掉落1个结构顶部结构顶部“鞭梢效应鞭梢效应”建筑物顶部突出部位的“鞭梢效应”被充分证实。厂房结构顶部维护墙出平面构造、连接较差，出现了较多破坏。很多建筑的顶部突出部位结构上完全无必要，建筑设计时应尽量避免。底框结构地震破坏特点底框结构地震破坏特点底框结构上部砖混部分跨塌或整体跨塌。按新规范设计的底框结构较好。某小区存在砖混、框架、底框等结构形式，砖混结构与框架的填充墙有不同程度破坏。底框结构的抗震能力介于砖混与框架结构之间。框支结构局部已倒塌框架结构地震破坏特点框架结构地震破坏特点框架结构整体抗震性能较好。框架结构整体抗震
41、性能较好。框架结构整体抗震性能较好。框架结构整体抗震性能较好。框架结构填充墙破坏严重。框架结构填充墙破坏严重。框架结构填充墙破坏严重。框架结构填充墙破坏严重。很多看似破坏严重的框架结构，其实主要是维很多看似破坏严重的框架结构，其实主要是维很多看似破坏严重的框架结构，其实主要是维很多看似破坏严重的框架结构，其实主要是维护结构的破坏。护结构的破坏。护结构的破坏。护结构的破坏。框架结构基本都是框架结构基本都是框架结构基本都是框架结构基本都是“强梁弱柱强梁弱柱强梁弱柱强梁弱柱”，而不是，而不是，而不是，而不是“强强强强柱弱梁柱弱梁柱弱梁柱弱梁”。抗震构造措施十分重要。抗震构造措施十分重要。抗震构造措施十分重要。抗震构造措施十分重要。维护结构与主体结构的连接较差。维护结构与主体结构的连接较差。维护结构与主体结构的连接较差。维护结构与主体结构的连接较差。思考题1.简述框架结构的优点和缺点。2.框架结构在水平荷载作用下的变形由哪两部分组成。3.框架、剪力墙和框架剪力墙结构在水平荷载作用下变形各是何种类型？4.框架结构的布置原则有哪些？5.抗震设计对框架的填充墙有哪些要求？END