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1、5 5 框架框架-剪力墙体系剪力墙体系一、概念：一、概念：在框架结构中的适当在框架结构中的适当部位增设一定数量的钢筋部位增设一定数量的钢筋混凝土剪力墙，形成的框混凝土剪力墙，形成的框架和剪力墙结合在一起共架和剪力墙结合在一起共同承受竖向和水平力的体同承受竖向和水平力的体系叫做框架系叫做框架-剪力墙体系剪力墙体系简称框简称框-剪体系。剪体系。体系特点：体系特点：框框架架-剪剪力力墙墙体体系系的的侧侧向向刚刚度度比比框框架架结结构构大大，大大部部分分水水平平力力由由剪剪力力墙墙承承担担，而而竖竖向向荷荷载载主主要要由由框框架架承承受受，因因而而用用于于高高层层房房屋屋比比框框架架结结构构在在受受力
2、力方方面面更更为为合合理理；同同时时由由于于它它只只在在部部份份位位置置上上有有剪剪力力墙墙，保保持持了了框框架架结结构构易易于于分分割割空空间间、立立面面易易于于变变化化等等优优点点；此外，这种体系的抗震性能也较好。此外，这种体系的抗震性能也较好。应用：应用：框框-剪剪体体系系广广泛泛应应用用于于多多层层及及高高层层办办公公楼楼、旅旅馆馆等等建建筑筑中中。适适用用高高度度为为15152525层层，一一般般不不宜宜超超过过3030层。层。二、框架二、框架-剪力墙结构的变形特点剪力墙结构的变形特点框架框架-剪力墙结构中的框架和剪力墙的受力特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。
3、在水平荷载作用下，剪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力墙是竖向悬臂结构，其变形曲线呈弯曲型(图图5-5-1a1a)，楼层越高水平位移增长速度越快楼层越高水平位移增长速度越快，顶点位移，顶点位移与高度是四次方关系：与高度是四次方关系：框架结构在水平荷载作用下，其变形曲框架结构在水平荷载作用下，其变形曲线呈剪切型线呈剪切型(图图5-1b5-1b)，楼层越高水平位移增楼层越高水平位移增长越慢长越慢。剪力墙剪力墙图图5.1 5.1 变形特点变形特点位移位移层层高高剪力墙剪力墙框架框架图图5.1 5.1 变形特点变形特点位移位移层层高高框架框架-剪力墙剪力
4、墙剪力墙剪力墙框架框架图图5.1 5.1 变形特点变形特点总的变形曲线为弯剪型总的变形曲线为弯剪型位移位移层层高高三、框三、框-剪结构的受力特点剪结构的受力特点 框剪结构的受力特点，是由框架和剪力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，所以它的框架形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框不同于纯框架结构中的框架架，框剪结构中的剪力墙也，框剪结构中的剪力墙也不同于纯剪力墙结不同于纯剪力墙结构中的剪力墙构中的剪力墙。在下部楼层，剪力墙的位移较小，在下部楼层，剪力墙的位移较小，它拉着框架按它拉着框架按弯曲型曲线变形弯曲型
5、曲线变形，剪力墙承受大部分水平力；，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，有外侧上部楼层则相反，剪力墙位移越来越大，有外侧的趋势，而框架则有内收的趋势，的趋势，而框架则有内收的趋势，框架拉着剪力墙按框架拉着剪力墙按剪切型曲线变形剪切型曲线变形，框架除了负担外荷载产生的水平力，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，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，框架中也出现相当大的剪力。出现相当大的剪力。总结：总结：1.1.框框架架和和剪剪力力墙墙分分
6、担担水水平平力力的的比比例例，房房屋屋上上部部、下部是变化的：下部是变化的：（1 1）在房屋下部，由于剪力墙约束框架变形，）在房屋下部，由于剪力墙约束框架变形，使得下部剪力墙承担更多水平剪力，而框使得下部剪力墙承担更多水平剪力，而框 架下部承担的剪力较少。架下部承担的剪力较少。（2 2）在上部，情况恰好相反，框架约束剪力墙）在上部，情况恰好相反，框架约束剪力墙 变形，从而框架承担更多的水平剪力。变形，从而框架承担更多的水平剪力。（1 1）和（）和（2 2）说明了什么？说明了什么？（3 3）从协同变形曲线可以看出，框架）从协同变形曲线可以看出，框架-剪力墙剪力墙 结构的层间变形在下部小于纯框架，
7、在结构的层间变形在下部小于纯框架，在 上部小于纯剪力墙，因此各层的层间变上部小于纯剪力墙，因此各层的层间变 形也将趋于均匀化。形也将趋于均匀化。2.2.总的来说，剪力墙负担大部分水平力。总的来说，剪力墙负担大部分水平力。（为什么？）（为什么？）四、结构的抗震性能四、结构的抗震性能 1.1.变形能力变形能力 框架结构属于延性结构，具有良好的变形能力；而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。架剪力墙体系的变形能力优于纯剪力墙结构。2.2.多道防线多道防线 小
8、震作用下，剪力墙承受主要水平荷载；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；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，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。结构倒塌方面发挥作用。五、结构的布置要求五、结构的布置要求 1.1.一般要求和截面尺寸要求一般要求和截面尺寸要求 最大高度要求最大高度要求；高宽比限值：高宽比限值：77度度5 5；8 8度度4 4；9 9度度3 3 剪力墙间楼（屋）盖的长宽比限值：剪力墙间
9、楼（屋）盖的长宽比限值：77度度4 4 8 8度度3 3 9 9度度2 2 截面尺寸要求：截面尺寸要求：柱截面尺寸根据荷载而定，在抗震设计时需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考虑轴压比的影响。但端柱宽度不宜小于墙厚的2.52.5倍，柱截面高度不宜小于柱的宽度。倍，柱截面高度不宜小于柱的宽度。2.2.结构的布置原则与剪力墙的位置要求结构的布置原则与剪力墙的位置要求（1 1）结构布置原则）结构布置原则 关键是确定剪力墙的数量和位置关键是确定剪力墙的数量和位置 框架框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。抗震设计时，结
10、构两主轴方向均应布置剪力墙。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。梁与柱或柱与剪力墙的中线尽量重合。（2 2）框架）框架-剪力墙结构中剪力墙的布置应按剪力墙结构中剪力墙的布置应按“均匀、均匀、分散、对称、周边分散、对称、周边”的原则考虑，并宜符合的原则考虑，并宜符合下列要求：下列要求：剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电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；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；剪力墙；纵、横剪力墙宜组成纵、横剪力墙宜组成L L形、形、T
11、 T形和槽形等形式，避免采形和槽形等形式，避免采用单片剪力墙；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水平剪力的4040；剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力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，墙开洞时，洞口宜上下对齐，抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近：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时，洞口面积不宜大于墙面
12、面积的1/6，并采取有效，并采取有效的构造措施；的构造措施；房屋纵、横向区段较长时，纵房屋纵、横向区段较长时，纵(横横)向剪力墙不宜集向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端；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横向剪力墙沿长度方向的间距宜符合表5.55.5的要求，的要求，超过时，应计入楼板平面内变形的影响；当这些剪超过时，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。限值应予以减小。常用的建筑结构形式常用的建筑结构形式框架剪力墙结构的剪力墙框架剪力墙结构的剪力墙布置典型平面布置典型平面
13、 框支剪力墙体系与框架框支剪力墙体系与框架-剪力墙体系同一种体系吗剪力墙体系同一种体系吗？如果不是，二者最大的如果不是，二者最大的区别是？区别是？结构体系结构体系非抗震非抗震设计设计设防烈度设防烈度6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度框架结构框架结构70706060555545452525框架框架-剪力墙结构剪力墙结构140140130130 120120 1001005050剪力剪力墙体墙体系系全部落地剪力墙结构全部落地剪力墙结构1501501401401201201001006060部分框支剪力墙结构部分框支剪力墙结构1301301201201001008080不应不应采用采用筒体筒体结构结构框架框架-核心筒结构核心筒结构1601601501501301301001007070筒中筒结构筒中筒结构2002001801801501501201208080钢筋混凝土房屋的最大适用高度（钢筋混凝土房屋的最大适用高度（m m）规范规范 轴压比的规定轴压比的规定结构类型结构类型抗震等级抗震等级一一二二三三框架结构框架结构0.70.70.80.80.90.9框架框架-抗震墙抗震墙板柱板柱-抗震墙及筒体抗震墙及筒体0.750.750.850.850.950.95部分框支抗震墙部分框支抗震墙0.60.60.70.7柱轴压比限值柱轴压比限值柱轴压比限值柱轴压比限值