框剪结构设计要点
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土木工程中的框剪结构设计框剪结构是土木工程中常用的一种结构形式,具有较高的刚度和稳定性,被广泛应用于建筑、桥梁和高架等工程中。
本文将探讨框剪结构的设计原理、应用范围以及一些设计上需要注意的问题。
一、框剪结构的设计原理框剪结构是由框架和剪力墙组成的结构形式。
框架是由柱、梁和节点连接而成的刚性框架,可以承受水平荷载的作用。
剪力墙则是通过墙体的剪切变形吸收和分散荷载的作用。
框架和剪力墙的结合形成了整体的框剪结构,使其具备了较高的承载能力和刚度。
框剪结构的设计原理主要是通过框架和剪力墙的合理布置以及节点的设计来实现。
框架的布置需要考虑荷载的传递路径和结构的整体稳定性,通常采用近似等刚度的布置方式。
剪力墙的位置和布置要根据结构的形状和受力情况进行合理选择,以保证整体结构的稳定性和抗震能力。
节点设计上,需要考虑节点的刚度和连接的可靠性,确保对框架和剪力墙的连接能够承受设计荷载,且具备一定的变形能力。
二、框剪结构的应用范围框剪结构因其良好的抗震性能和刚度而被广泛应用于土木工程中。
在建筑领域,适用于高层建筑、大跨度厂房和特殊形状建筑等。
在桥梁领域,适用于高速公路桥、特殊结构桥和大跨度桥等。
在高架领域,适用于城市快速交通路段、地铁、轻轨和铁路等。
框剪结构的应用范围广泛,不仅仅限于上述几个领域,还可以根据具体工程需求进行灵活的设计。
三、框剪结构设计的注意事项在框剪结构设计中,需要注意以下几个问题。
1. 考虑构造体的整体性能。
在框剪结构中,框架和剪力墙应该作为整体考虑,而不仅仅是独立的构件。
设计时需要综合考虑两者的相互作用,以实现结构的整体性能。
2. 考虑荷载的传递路径。
框剪结构中的荷载主要通过框架来传递,因此需要保证框架的刚度和连接的可靠性。
在节点处应采取合适的连接方式,避免节点的变形和破坏。
3. 考虑地震作用。
框剪结构在设计中的一个主要目标是抵御地震力的作用。
因此,需要根据具体的地震烈度和工程要求进行合理的抗震设计,以确保结构的安全性和可靠性。
第13讲框剪结构设计框剪结构设计⼀.框剪结构的特点1.框架—剪⼒墙结构,亦称框架—抗震墙结构,简称框剪结构。
它是框架结构和剪⼒墙结构组成的结构体系,既能为建筑使⽤提供较⼤的平⾯空间,⼜具有较⼤的抗侧⼒刚度。
框剪结构可应⽤于多种使⽤功能的⾼层房屋,如办公楼、饭店、公寓、住宅、教学楼、实验楼等等。
其组成形式⼀般有:(1)框架与剪⼒墙(单⽚墙、联肢墙或较⼩井筒)分开布置;(2)在框架的若⼲跨内嵌⼊剪⼒墙(有边框剪⼒墙);(3)在单⽚抗侧⼒结构内连续布置框架和剪⼒墙;(4)上述两种或三种形式的混合。
2.框剪结构由框架和剪⼒墙两种不同的抗侧⼒结构组成。
这两种结构的受⼒特点和变形性质是不同的。
在⽔平⼒作⽤下,剪⼒墙是竖向悬臂弯曲结构,其变形曲线呈弯曲型,楼层越⾼⽔平位移增长速度越快,顶点⽔平位移值与⾼度是四次⽅关系:均布荷载时倒三⾓形荷载时在⼀般剪⼒墙结构中,由于所有抗侧⼒结构都是剪⼒墙,在⽔平⼒作⽤下各道墙的侧向位移相类似,所以,楼层剪⼒在各道剪⼒墙之间是按其等效刚度EI eq 的⽐例进⾏分配。
框架在⽔平⼒作⽤下,其变形曲线为剪切型,楼层越⾼⽔平位移增长越慢,在纯框架结构中,各榀框架的变形曲线类似,所以,楼层剪⼒墙是按框架柱的抗推刚度D值⽐例进⾏分配。
框剪结构,既有框架,⼜有剪⼒墙,它们之间通过平⾯内刚度⽆限⼤的楼板连接在⼀起,使它们⽔平位移协调⼀致,不能各⾃⾃由变形,在不考虑扭转影响的情况下,在同⼀楼层的⽔平位移必须相同。
因此,框剪结构在⽔平⼒作⽤下的变形曲线呈S形的弯剪型位移曲线。
图⼀.框剪结构变形特点3.框剪结构在⽔平⼒作⽤下,由于框架与剪⼒墙协同⼯作,在下部楼层,因为剪⼒墙位移⼩,它拉着框架变形,使剪⼒墙承担了⼤部分剪⼒;上部楼层则相反,剪⼒墙的位移越来越⼤,⽽框架的变形则相对较⼩,所以,框架除负担⽔平⼒作⽤下的那部分剪⼒外,还要负担拉回剪⼒墙变形的附加剪⼒,因此,在上部楼层即使⽔平⼒产⽣的楼层剪⼒很⼩,⽽框架中仍有相当数值的剪⼒。
框剪结构工程施工组织设计一、工程概况本项目为一座框剪结构建筑,位于城市中心区域,占地面积约为XX平方米,总建筑面积约为XX平方米。
建筑共XX层,其中地下XX层,地上XX层。
主要使用功能包括办公、商业、餐饮和休闲等。
工程结构体系采用框剪结构,主体结构材料为钢筋混凝土,外墙采用幕墙系统,屋面为金属屋面。
二、施工组织设计原则1. 确保工程质量:严格按照国家相关规范和标准进行施工,确保工程质量符合设计要求和验收标准。
2. 保障施工安全:加强施工现场安全管理,预防事故发生,确保施工人员生命安全和工程安全。
3. 提高施工效率:合理组织施工流程,优化资源配置,提高施工进度,降低成本。
4. 环保施工:遵循绿色施工原则,加强施工现场环境保护,减少对环境的影响。
三、施工组织设计内容1. 施工准备工作:包括施工现场平整、临时设施建设、施工材料采购、施工设备准备等。
2. 施工流程:包括基础施工、主体结构施工、幕墙施工、屋面施工、装饰装修施工等。
3. 施工进度计划:制定详细的施工进度计划,明确各施工阶段的开始和结束时间,确保工程按时完成。
4. 施工资源配置:合理配置人力、材料、设备等资源,确保施工顺利进行。
5. 施工安全管理:制定施工现场安全管理制度,加强安全培训,定期进行安全检查,预防安全事故发生。
6. 施工质量控制:建立质量管理体系,加强质量检查,确保工程质量符合要求。
7. 施工环境保护:制定施工现场环保措施,加强环境保护,减少对周边环境的影响。
四、施工组织设计实施与监控1. 建立健全施工组织管理机构,明确各级职责和任务,确保施工组织设计得以有效实施。
2. 加强施工现场巡查,及时发现和解决问题,确保施工进度和质量。
3. 定期召开施工例会,总结经验,改进施工方法,提高施工效率。
4. 对施工现场进行全面监控,确保施工安全、质量和环保措施得到有效执行。
五、施工组织设计调整与优化1. 根据施工现场实际情况,及时调整施工计划,确保工程顺利推进。
框剪结构施工组织设计完整版施工组织设计是指在施工项目中,根据工程特点和施工要求,合理安排施工工序、人员配备、资源调配和施工方法,制定出一套完整的施工方案和组织管理体系,以保证施工过程的高效、安全和质量。
下面是一个完整版的框剪结构施工组织设计:一、施工项目概况:本项目为一座多层框架剪力墙结构的建筑,总建筑面积XXX平方米,地上X层,地下X层。
二、施工目标:1.安全:确保施工期间的安全,减少事故风险。
2.质量:保证施工过程和施工结果的质量,符合相关标准和规范。
3.进度:控制施工进度,按计划完成各项工程。
4.成本:优化资源配置,降低施工成本。
三、施工工序划分:1.地基处理:包括场地平整、土方开挖、基础浇筑等工序。
2.主体结构施工:包括框架搭建、剪力墙施工、柱子加固等工序。
3.室内装饰:包括墙面贴砖、地板铺装、油漆涂料施工等工序。
4.外部围护:包括外墙砌筑、屋面施工等工序。
5.安装调试:包括水电安装、设备安装、空调系统调试等工序。
6.竣工验收:包括工程验收、质量检查、安全评估等工序。
四、施工人员配备:1.项目经理:负责全面的施工管理和协调工作。
3.安全员:负责施工现场的安全监督和事故预防。
4.工程队长:负责具体工序的施工组织和协调工作。
5.施工人员:包括技工、熟练工等,根据具体工序进行配备。
五、施工资源调配:1.施工材料:根据施工进度,提前计划和采购所需的各种建筑材料。
2.施工设备:根据工序要求,配备相应的施工机械和设备。
3.施工场地:合理规划施工场地,确保施工过程的顺利进行。
六、施工方法和技术:1.地基处理:采用土方开挖加入砂石料填充的方法,保证地基的稳定性。
2.主体结构施工:采用钢筋混凝土浇筑工艺,保证框架和剪力墙的抗震性能。
3.室内装饰:采用干挂、瓷砖贴贴等施工方法,提高施工效率和装饰质量。
4.外部围护:采用预制墙板和玻璃幕墙施工技术,简化施工流程,保证施工质量。
5.安装调试:采用先安装后调试的方法,保证设备安装和系统调试的顺利进行。
框剪结构工程施工流程和技术要点例析随着城市化进程的加速,高层建筑的需求也越来越大。
而框剪结构因其具有良好的抗震性能,成为了高层建筑中最常用的结构形式之一。
本文将以一座30层的框剪结构工程为例,介绍其施工流程和技术要点。
一、框剪结构概述框剪结构是由框架和剪力墙两部分组成的结构形式。
框架承担水平荷载,剪力墙承担垂直荷载。
框架由柱、梁和节点组成,剪力墙由墙板和柱组成。
框架和剪力墙通过节点连接在一起,形成一个整体。
框剪结构的优点是抗震性能好、刚度大、稳定性强、施工方便等。
缺点是节点复杂、构造繁琐、难以进行改造等。
二、施工流程1. 框架施工框架施工是整个框剪结构工程的核心。
首先进行的是柱的施工。
柱的施工一般采用钢模板,先进行基础灌注,然后在基础上安装钢模板,进行柱的浇筑。
柱的浇筑一般分为两次,第一次浇筑到一定高度后停止,进行振捣,然后再进行第二次浇筑。
梁的施工一般采用木模板,先进行梁底板的安装,然后进行梁的浇筑。
梁的浇筑一般分为两次,第一次浇筑到一定高度后停止,进行振捣,然后再进行第二次浇筑。
2. 剪力墙施工剪力墙是框剪结构中承担垂直荷载的部分。
剪力墙的施工一般采用钢模板,先进行基础灌注,然后在基础上安装钢模板,进行墙板的浇筑。
墙板的浇筑一般分为两次,第一次浇筑到一定高度后停止,进行振捣,然后再进行第二次浇筑。
在墙板浇筑完成后,进行柱的浇筑。
3. 节点连接框架和剪力墙通过节点连接在一起。
节点连接的施工一般采用钢模板,先进行基础灌注,然后在基础上安装钢模板,进行节点的浇筑。
节点的浇筑一般分为两次,第一次浇筑到一定高度后停止,进行振捣,然后再进行第二次浇筑。
4. 楼板施工楼板的施工一般采用钢模板,先进行楼板底板的安装,然后进行楼板的浇筑。
楼板的浇筑一般分为两次,第一次浇筑到一定厚度后停止,进行振捣,然后再进行第二次浇筑。
在楼板浇筑完成后,进行墙体的施工。
5. 外墙施工外墙的施工一般采用砖墙或幕墙。
砖墙的施工先进行基础灌注,然后在基础上安装钢模板,进行墙体的砌筑。
浅谈框剪结构的设计要点框剪结构作为一种空间灵活抗震效果好的结构体系也有其优缺点,在实际设计过程中应针对其受力变形等特点进行各方面的调节,以达到经济合理且不失其空间灵活的优点。
框架-剪力墙结构,俗称为框剪结构。
主要结构是框架,由梁柱构成,小部分是剪力墙。
墙体全部采用填充墙体,由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。
适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
由于框剪结构结合了框架结构和剪力墙结构两者的优点,既能为建筑平面提供较大的设计空间,又有较好的抗侧力性能,内部空间灵活,故倍受高层写字楼的青睐。
框剪结构也有其不足之处,因框架梁柱不如剪力墙刚度大,剪力墙容易吸引地震力,故剪力墙部分很难通过计算,须将剪力墙厚度增加到很大才能通个各方面计算,但是往往因为剪力墙的加厚而引起更加不均匀的地震力分配导致此部分剪力墙更加不利。
在变形方面,框架结构是剪切型,上部结构层间相对变形小,下部结构层间相对变形大;剪力墙结构是弯曲型,上部结构层间相对变形大,下部结构层间相对变形小;而框剪结构则是剪弯型,结合了两种结构共同变形协调作用,减小了层间相对位移比,使结构侧向刚度得到很好的提高。
在受力方面,由于剪力墙侧向刚度比框架侧向刚度大很多,且剪力墙在下部结构中侧向位移趋势小于框架,故剪力墙在一定程度上约束了框架结构的侧向变形,水平荷载主要由剪力墙承受;而在上部结构中,由于剪力墙侧向位移逐渐加大并有超出框架部分的趋势,故此时框架结构反而会承受一部分约束剪力墙侧向变形的附加力,因此,在上部结构中框架也承担了很大一部分的水平力。
这点从计算结果数据中可以明确地看到。
从竖向剪力分配来看,框架结构对剪力的控制部位一般在建筑的中部或者上部,而剪力墙的控制部位一般在建筑的底部。
综合两种结构的框剪结构,其最大的层间位移一般在(0.4~0.8)H范围内的楼层,以下是某框剪结构计算结果片段:=== 工况1 === X 方向地震作用下的楼层最大位移(见表1)X方向最大层间位移角:1/ 895.(第16层第1塔)结果显示最大层间位移角为16层,位于建筑的中间部分,与理论相符。
框支剪力墙结构的设计要点框支剪力墙结构是指:当有的高层建筑为了满足多功能、综合用途的需要,在竖向,顶部楼层作为住宅、旅馆;中部楼层作为办公用房;下部楼层作为商店;餐馆、文化娱乐设施。
不同用途的楼层,需要大小不同的开间,从而采用不同的结构形式。
上部楼层采用剪力墙结构以满足住宅和旅馆的要求;中部办公楼用房则需要中、小室内空间同时存在,则宜采用框架—剪力墙结构来满足其要求;底部作为商店等用房则需要有尽量大的空间,则宜加大柱网,尽量减少墙体。
上述要求与结构的合理布置正好相反,以高层建筑的受力规律,下部楼层受力很大,上部楼层的受力相对要小得多,正常的结构布置应当是下部刚度要大,墙体应多,柱网应密,到上部逐渐减少墙、柱、扩大轴线间距.二者正好矛盾。
为了解决上述矛盾,就出现了底层大空间的框支剪力墙结构。
框支剪力墙结构由于底部与上部结构的刚度产生突变。
故在所发生的地震中,其破坏都较严重,抗震性能较差,故在设计中要特别加以注意,设计中要考虑两个关键问题:(1)保证大空间有充分的刚度,防止竖向的刚度过于悬殊:(2)加强转换层的刚度与承载力,保证转换层可以将上层剪力可靠地传递到落地墙上去。
一、主要构件1. 楼盖构件:板和梁。
2. 转换层以上的抗震墙及落地抗震墙。
3. 作为不落地抗震墙的转换构件.一般为框架梁、柱形成框支抗震墙4. 转换层楼板,即转换层楼盖。
二、结构布置的基本要求1.在高层建筑结构的底部,当上部楼层有部分竖向构件(抗震墙、框架柱)不能直接连续贯通落地时,应设置结构转换层,在结构转换层布置转换层结构构件。
转换结构的构件可采用梁、桁架、空腹桁架、箱形结构、斜撑等;非抗震设计和6度抗震设计时可采用厚板,7、8度抗震设计的地下室的转换构件可采用厚板。
2.底部部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的框支层的层数,8度时不宜超过3层,7度时不宜超过5层,6度时其层数可适当增加;底部带转换层的框架一核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构,其转换层位置可适当提高。
框架剪力墙结构概念一、框架剪力墙结构概念框架剪力墙结构,也称为框剪结构,是一种常见的建筑结构形式,它主要利用钢筋混凝土墙板和框架来承受竖向和水平荷载,从而有效地提高建筑的抗震性能和抗风能力。
二、定义与特点框架剪力墙结构由钢筋混凝土的框架和剪力墙两部分组成,其中框架负责承受竖向荷载,而剪力墙则负责承受水平荷载。
这种结构的特点在于其空间灵活性高,刚度大,抗侧力能力强,并能有效地将荷载传递到周围的结构上。
三、结构形式与分类框架剪力墙结构有多种结构形式,如:1.独立框架剪力墙结构:这种结构形式以框架为主导,配以适量的剪力墙,适用于高层建筑和大型公共建筑。
2.双重框架剪力墙结构:这种结构形式以框架和剪力墙共同承受荷载,适用于对建筑空间要求较高的高层建筑。
3.混合框架剪力墙结构:这种结构形式结合了钢框架和钢筋混凝土剪力墙的优点,具有较高的承载力和抗侧力能力。
四、优缺点分析框架剪力墙结构的优点主要包括:1.空间灵活度高:由于框架和剪力墙的组合,使得室内空间布置更加灵活。
2.强度和刚度较高:能够承受较大的竖向和水平荷载,且抗侧力能力强。
3.抗震性能好:能够有效地吸收地震能量,提高建筑的抗震性能。
4.施工方便:框架和剪力墙的施工可以分开进行,从而加快了施工进度。
框架剪力墙结构的缺点主要包括:1.造价较高:由于使用了大量的钢筋混凝土材料,使得其造价相对较高。
2.设计难度较大:需要对框架和剪力墙进行合理的设计和布置,以满足建筑的使用要求和受力要求。
3.对施工工艺要求较高:需要专业的施工队伍进行施工,以保证结构的施工质量。
五、适用范围与限制框架剪力墙结构适用于高层建筑、大型公共建筑、工业建筑等对空间要求较高且需要承受较大荷载的建筑。
其限制主要在于对施工工艺和材料的要求较高,且不适合于地震烈度较高的地区。
六、设计原则与要求在设计中,框架剪力墙结构应遵循以下原则和要求:1.根据建筑的使用要求和受力要求,合理确定框架和剪力墙的尺寸和布置。
框剪结构工程方案一、框剪结构设计1. 结构形式选择框剪结构是一种非常稳定和可靠的结构形式,适用于高层建筑、桥梁、地下结构等。
在设计过程中,我们需要根据具体的工程情况和要求来选择框剪结构的形式,包括框架的布置、剪力墙的设置以及连接方式等。
2. 结构计算在框剪结构的设计中,我们需要进行详细的结构计算,包括受力分析、荷载计算、结构构件尺寸确定等。
我们需要充分考虑结构的抗震、抗风性能,以及相关的变形控制策略,确保结构在外力作用下能够保持良好的稳定性和安全性。
3. 材料选用在框剪结构的设计中,材料的选用是非常关键的一步。
包括钢材、混凝土、钢筋混凝土等材料的选用,需要考虑材料的强度、韧性、耐久性等性能指标,确保结构的安全性和可靠性。
二、框剪结构施工技术1. 施工前准备在框剪结构施工前,我们需要进行详细的施工前准备工作,包括施工图纸的审查、施工材料的采购、施工设备的准备等。
同时,我们还需要进行相关的安全和质量控制计划的制定,确保施工过程中能够达到预期的效果。
2. 施工工艺框剪结构的施工工艺包括框架的搭设、剪力墙的浇筑、连接件的安装等。
在施工过程中,我们需要严格按照设计要求和相关规范进行操作,确保结构的稳定性和安全性。
3. 施工质量控制在框剪结构施工过程中,我们需要进行详细的施工质量控制工作,包括材料的质量检验、结构构件的尺寸检测、连接件的安装质量等。
同时,我们还需要进行相关的质量检测和验收工作,确保施工质量能够满足设计要求和相关规范。
三、安全和质量控制策略1. 安全管理在框剪结构工程施工过程中,安全管理是非常关键的一环。
我们需要制定相关的安全管理计划,包括施工现场的安全防护、施工人员的安全培训、施工设备的安全使用等。
同时,我们还需要进行现场安全检查和隐患排查工作,确保施工过程中不发生安全事故。
2. 质量管理在框剪结构工程施工过程中,质量管理是非常重要的一环。
我们需要制定相关的质量管理计划,包括施工材料的质量检验、结构构件的质量控制、施工工艺的质量监督等。
框剪结构工程施工流程和技术要点例析框剪结构是一种在现代建筑领域中非常常见的建筑结构形式,其施工技术和流程对于保证建筑质量和施工效率具有非常重要的作用。
本文将围绕“框剪结构工程施工流程和技术要点”这一核心主题,从设计构思、钢材加工、现场组装、施工安全等多个方面进行详细阐述。
一、设计构思在框剪结构的设计阶段,需要重点考虑各种力的作用和传递规律,以及钢结构杆件的连接方式、搭接长度等问题。
此外,由于框剪结构所采用的是钢材连接,因此在设计的时候需要采取一些钢结构节点设计的技巧,比如考虑用右角连接等优化节点的设计,以提高钢材的使用效率。
二、钢材加工在钢材加工的阶段,需要根据设计图纸对不同规格的钢材进行切割、尺寸标注和标识。
切割的方式可以采用火焰切割或激光切割等方法,对于一些有特殊要求的构件(如膜结构连接处)需要采用数字化的钢结构制造技术进行精确的切割和加工。
三、现场组装在现场组装的时候,需要重点考虑各个构件的顺序、位置及其连接方式等问题。
首先需要在建筑现场组装简化模型,合理分配施工职责,归纳拿货清单,尽可能减少拆卸及重新组装的工作,并避免钢结构材料的浪费。
接下来是安装控制,将各个构件先按随机设计图纸的次序组合,确定结构的游动、整体形状等问题,再进行节点连接。
此外,在进行组装的时候还需要注意钢结构的稳定性和安全性,以避免因未能及时调整造成整体结构的破坏。
四、施工安全在框剪结构的施工过程中,要特别注意安全问题。
首先,现场工人必须严格执行安全操作规程,正确使用和保养现场施工设备,并建议施工企业加强现场人员安全教育及培训。
其次,在现场施工时还应采取一系列安全措施,比如悬挂管道、搭建保护屋、采取防护措施以及严格按照安全检查制度进行检查等等,以确保整个施工过程安全有序。
综上所述,框剪结构的工程施工流程和技术要点是非常重要的,涉及到设计、加工、组装、安全等多个方面。
只有在每一个环节中都坚守质量和安全的原则,并注重细节和技术创新,才能够保证框剪结构的施工质量和施工效益,为建筑领域带来更多惊人的新技术和新成果。
框剪结构施工顺序及注意事项框架剪力墙结构,俗称为框剪结构。
主要结构是框架,由梁柱构成,小部分是剪力墙。
墙体全部采用填充墙体,由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。
框剪结构是在建筑承重结构中设置部分钢筋混凝土墙体,从而起到墙加了建筑上部结构与基础的接触面积。
使其稳定性抗震能力大大起到提高。
框剪结构是钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引出的内力,并能有效控制结构的水平力。
钢筋混凝土墙能承受竖向和水平力,它的钢度大,空间整体性好,房间内不外露梁、柱棱角,便于室内布置,方便使用。
剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。
框剪结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
对于框剪结构,大家是否想要了解更多呢?框剪结构特点1、框剪结构受力特点,框剪结构是当代高层建筑设计普遍采用的结构形式,全称为“框架剪力墙结构”(frame-shear wall structure)该结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,足够数量的剪力墙使建筑本身拥有相当大的刚度。
2、框剪结构的受力特点是框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力结构形式,所以它的框架不同于纯框架中的框架,剪力墙在框剪结构中也不同于纯剪力墙结构中的剪力墙,因为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,有外侧的趋势,而框架则有内收的趋势,框架拉剪力墙按剪切型曲线变形。
3、框架除了负担荷载产生的水平力外,还额外负担了把剪力墙拉回来的附加水平力,剪力墙不但不承受荷载产生的水平力,还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力,所以上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也出现相当大的剪力,框架剪力墙结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。
简述建筑框剪结构施工要点一、框剪结构概述框剪结构也就是目前我们常说的框架-剪力墙建筑结构,这种建筑结构在应用的过程中是以梁柱结构体系为主构成的一种综合性工作模式,其中小部分是剪力墙结构,而较多的工作环节是以填充墙结构体系为主的综合性工作模式。
在这种工作基础条件下,剪力墙结构是由密柱高粱空间共同组成的一种综合性工作模式,其在水平作用下极容易形成一种与整体空间作用共同抗拉力的测力模式,被广泛的适用于平面或者竖向的布置工作条件下,形成一种综合性水平荷载模式。
框剪结构在施工的过程中可以说是糅合了框架结构与剪力墙结构体系共同优势,吸取了彼此之间的长处形成了一种平行于建筑面的空间结构,不但具有着较大的建筑空间结构和体系,并且还是一种应有着极大抗侧力的工作模式和水平。
在目前的高层建筑工程项目中,我们可以说是洗去了彼此之间的长处而进行施工的,但也不可避免的在施工中进行单独施工,这种单独施工是利用电梯井、楼梯间作为主要标准来进行施工的,因此被广泛的应用在各类房屋建设工作中,形成了一种综合性的施工模式和施工标准要求。
二、框剪结构特征(1)与剪力墙相结合框剪结构是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。
框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。
因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。
(2)剪弯型众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。
剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。
对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。
(3)水平载力从受力特点看,由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用下,一般情况下,约80%以上用剪力墙来承担。
因此,使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层框架剪力墙结构兼具了框架布置灵活、延性好和剪力墙刚度大的优点,二者通过水平刚度较大的楼盖协同工作,在水平作用下呈弯剪型位移曲线,层间变形趋于均匀,比纯框架结构侧移小,非结构性破坏轻,其中剪力墙为主要抗侧力构件,框架起到二级防线作用,比剪力墙体系延性好,布置灵活。
框剪结构设计要点《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)剪力墙布置:一、框剪结构两主轴方向均应布置剪力墙,剪力墙宜纵横相连的L、T、U型等布置,框架梁、柱与剪力墙的轴线宜重合在同一平面内,梁、柱轴线间偏心距不宜大于柱在该方向边长的1/4。
二、框剪结构中剪力墙布置应遵循“均匀、分散、对称、周边”的基本原则,并考虑:1.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼(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,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
3.单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。
4.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.剪力墙不宜设在需要开大洞口的部位,当需要开洞时,洞口面积不宜大于墙面面积的1/6。
6.楼梯间、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。
7.墙肢截面高度(墙长)不宜大于8m。
否则,墙面开洞并形成弱连梁连接,后用砌体填充。
8.房屋纵向区段较长时,纵向剪力墙不宜集中设置在房屋的端开间。
9.为避免施工困难,不宜在变形缝两侧同时设置剪力墙。
10.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。
11.剪力墙之间的间距宜≤4B且≤50m(现浇、7度抗震),剪力墙之间的楼板有较大开洞时,剪力墙的间距应减小。
大洞见〈高规〉。
12.带边框的剪力墙截面厚度,抗震设计时,不应小于160mm且层高的1/20;一、二级抗震等级底部加强部位的墙厚,不应小于200mm且层高的1/16。
无端柱或翼墙的一字墙时,180mm且1/15,加强部位层高1/12。
否则计算墙体的稳定性。
三、剪力墙的构造要求,构造边缘构件和约束边缘构件设置、开洞构造及配筋等构造见〈高规〉7.2.16;7.2.17等。
四、初估截面尺寸及砼强度等级(必须满足构造规定)参照相近结构估。
或框架梁按跨度估;框架柱按负荷轴压估后再适当扩大;剪力墙按截面构造选。
高层框剪结构设计要点0 框剪结构的优点它是由框架结构和剪力墙结构体系组成的一种结构体系。
它既能为建筑使用提供较大的平面空间, 又具有较大的抗侧力刚度, 因而广泛应用于多种使用功能的高层办公、饭店、公寓、住宅、实验楼、病房楼等建筑。
1框剪结构的特点1.1变形特点框剪结构由框架结构和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成, 而这两种结构的受力特点和变形特点是各不相同的。
在侧向力作用下,剪力墙相当于一个竖向悬臂弯屈构件, 其变形呈弯曲型变形(见图1a) ,楼层越高水平位移增长越快,其顶点位移与高度呈四次方的关系:楼层剪力在各道剪力墙之间按等效刚度EIeq 比例进行分配。
而框架在水平力作用下的变形呈剪切型变形( 见图1b) , 楼层越高水平位移增长越慢, 在纯框架结构中, 楼层剪力按框架柱的抗推刚度 D 值比例进行分配。
框剪结构在侧向力作用下的变形呈反S 型的弯剪型位移曲线。
(见图1C)1.2剪力分布分配特点框剪结构在水平力作用下, 由于框架与剪力墙协同工作, 在下部楼层, 因剪力墙小, 它约束框架变形因而使剪力墙承担了大部分剪力;相反, 在上部楼层剪力墙位移越来越大, 而框架的变形反而越来越小, 所以框架除了负担水平作用下的那部分剪力之外还负担拉回剪力墙变形的附加剪力, 因此在上部楼层即使水平力产生的楼层剪力很小, 框架承担的剪力也是不容忽视的。
框剪结构在侧向力作用下, 框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况是随着楼层高度而变化,并与结构刚度特征值r ( 式3) 直接相关( 如图2所示)。
(上图d剪力图应该绘制在竖直线左边)从图 2 可知,框剪结构中的框架底部剪力为零, 剪力的控制部位在建筑高度的中部甚至有可能在建筑的上部。
框剪结构在水平力作用下,水平位移是由楼层层间位移与层高之比u/ h 控制,而不是顶点位移控制。
层间位移最大值发生在( 0. 4~0. 8) H范围的楼层, H 为建筑物总高度。
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导读框架-剪力墙结构如何设计?我想只要设计过框架,设计过剪力墙结构,那么在搞懂了框架-剪力墙结构的变形及受力特点的基础上,再掌握一些框架-剪力墙结构的设计要点,那么恭喜你,遇到框架-剪力墙项目你也可以独立完成了!一、框架-剪力墙结构体系的变形及受力特点1. 变形特点在水平荷载作用下,框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主,而剪力墙的变形则以弯曲型为主。
由于两者是受力性能不同的两种结构,因而两者之间需要通过楼板的协同工作。
由于楼板平面内刚度很大(计算中假定为无限刚性),因此在同一楼板处必有相同的位移,这就形成了框架―剪力墙结构特有的变形曲线,呈反S形的弯剪型变形曲线。
如下图所示。
2. 受力特点剪力墙的侧移刚度远大于框架,因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架(一般情况下,约80%以上水平荷载由剪力墙来承担)。
由于上述变形的协调作用,框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。
框架结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特征值λ直接相关。
框剪结构中的框架底部剪力为零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而纯框架最大剪力在底部。
因此,当实际布置有剪力墙(如:楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构,必须按框架结构协同工作计算内力,不应简单按纯框架分析,否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全。
二、框架-剪力墙结构的设计要点在了解了上述框剪结构的变形及受力特点的基础上,最核心的是将框架作为结构的二道防线,在即便剪力墙破坏的情况下,框架也能承担一部分剪力。
规范从刚度和承载力两个方面来对此进行了控制。
1、刚度控制《高规》8.1.3条: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部分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,并应符合下列规定:(1)框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时,按剪力墙结构进行设计,其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计;(2)当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,按框架-剪力墙结构进行设计;(3)当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加,框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;(4)当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,但其最大适用高度宜按框架结构采用,框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。
框剪结构设计要点《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)剪力墙布置:一、框剪结构两主轴方向均应布置剪力墙,剪力墙宜纵横相连的L、T、U型等布置,框架梁、柱与剪力墙的轴线宜重合在同一平面内,梁、柱轴线间偏心距不宜大于柱在该方向边长的1/4。
二、框剪结构中剪力墙布置应遵循“均匀、分散、对称、周边”的基本原则,并考虑:1.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼(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,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。
3.单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。
4.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.剪力墙不宜设在需要开大洞口的部位,当需要开洞时,洞口面积不宜大于墙面面积的1/6。
6.楼梯间、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。
7.墙肢截面高度(墙长)不宜大于8m。
否则,墙面开洞并形成弱连梁连接,后用砌体填充。
8.房屋纵向区段较长时,纵向剪力墙不宜集中设置在房屋的端开间。
9.为避免施工困难,不宜在变形缝两侧同时设置剪力墙。
10.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。
11.剪力墙之间的间距宜≤4B且≤50m(现浇、7度抗震),剪力墙之间的楼板有较大开洞时,剪力墙的间距应减小。
大洞见〈高规〉。
12.带边框的剪力墙截面厚度,抗震设计时,不应小于160mm且层高的1/20;一、二级抗震等级底部加强部位的墙厚,不应小于200mm且层高的1/16。
无端柱或翼墙的一字墙时,180mm且1/15,加强部位层高1/12。
否则计算墙体的稳定性。
三、剪力墙的构造要求,构造边缘构件和约束边缘构件设置、开洞构造及配筋等构造见〈高规〉7.2.16;7.2.17等。
四、初估截面尺寸及砼强度等级(必须满足构造规定)参照相近结构估。
或框架梁按跨度估;框架柱按负荷轴压估后再适当扩大;剪力墙按截面构造选。
强度C30左右。
框剪结构设计框图框剪结构协同工作分析一、 计算简图选某独立区段,将横向所有框架和所有剪力墙各自综合在一起,分别形成综合框架和综合剪力墙。
综合框架与综合剪力墙间通过各楼层处连梁(楼板)相连(刚接或铰接),局部出屋面部分不作为独立层。
为方便手算,结构布置时,应至少有一榀标准框架,剪力墙宜布置成整截面墙或整体小开口墙,剪力墙尽量自顶至底贯通。
注意:底层层高和剪力墙总高;楼层无扭转。
二、 计算综合框架、综合剪力墙、综合连系梁的刚度1.综合剪力墙的等效抗弯刚度EI e按计算方向各片剪力墙分别计算等效抗弯刚度再合并。
对于整截面墙:H hI I i i ij wj ∑= I ij ——第I 层第j 片剪力墙的惯性矩 291H A I EI EI wj wjwj eqj μ+=——第j 片剪力墙的等效抗弯刚度μ——剪应力不均匀系数(矩形2.1=μ,其它见教材)f wj A AopBt A 25.11(-= ——剪力墙水平截面的折算面积 f op A A ,——剪力墙洞口和总立面面积∑=j eqj eq EI EI ——综合剪力墙的等效抗弯刚度2.综合框架的抗推刚度C f (转角刚度)D ——框架的抗侧刚度,该层产生单位侧移的剪力值 C f ——使该层框架产生单位剪切角所需的剪力值C fi =D fi h i ——对于第i 层,两者相差h i 倍。
各层D fi 值通常不同,导致C fi 值不同,需折算。
综合框架的C f 近似取层高的加全平均值:H hC C n i i fi f ∑==1 C fi ——综合框架第i 层的抗推刚度其中 ∑==m k ck k i fi i h D 1212α 则 ∑==mk ck k i fi i h C 112α 当框架高度超过50m 或大于其宽度的4倍时,应计算柱轴向变形对框架—剪力墙体系内力与位移的影响。
f N M M fo C C ∆+∆∆=——考虑柱轴向变形综合框架的转角刚度3.连系梁分布约束力矩m b 和旋转刚度C b对于框架与剪力墙刚接体系,连系梁对剪力墙有约束作用,其伸入墙肢部分刚度很大,可看作刚域,可参照壁式框架处理方法。
∑=+*--=s j b i bi EI l b a h C 132)1()1(112β s ——第i 层连系梁根数各层连系梁的C bi 可能不同,近似取层高的加全平均值:∑==n i i bi b h C HC 11 ——连系梁的旋转刚度 dz d C m b b γ= ——综合连系梁沿高度的分布约束力矩三、计算结构的刚性特征值λe bf EI H C C 22)(+=λ ——反映综合框架与综合剪力墙刚度之间的相对关系,其值的大小对综合框架和综合剪力墙的内力和位移会产生很大的影响。
据λ、ξ(相对高度)及外荷载(风载或地震力)可计算(公式或查图表)结构的位移和内力。
四、计算结构位移并验算位移限制条件(风、地震分别计算)注意:地震作用下顶部附加集中力的作用。
根据公式或查图表可计算结构顶点侧移和各楼层标高处的侧向位移,进而计算层间位移(上下层侧移之差)。
一般列表计算。
再验算位移限制条件。
当不满足时,需修改梁、柱、剪力墙的截面尺寸甚至重新布置结构,再重新计算位移,直至满足要求为止。
五、计算综合结构的内力(风、地震分别计算)利用公式或查图表可很方便地算出综合剪力墙、综合框架(包括连系梁)所分担的水平荷载值及内力。
1.按各楼板标高,分别计算各楼层综合剪力墙的水平荷载P wi 、剪力V wi 、弯矩M wi 。
2.按各楼板标高,分别计算各楼层综合框架(包括连系梁)的荷载P fi 和广义剪力fi V 。
3.再按综合框架的抗推刚度f C 和综合连系梁的旋转刚度b C 的比例将综合框架的广义剪力fi V 分配给综合框架和综合连系梁。
fi bf b bi V C C C m +=——综合连系梁分配的单位高度分布力矩 i bi bi h m M = ——第i 层连系梁总的集中力矩fi b f ffi V C C C V += ——综合框架分配的剪力注意:水平地震作用下,按过小剪力设计的框架,整体结构是不安全的(楼板平面内刚度并非无限大,当剪力墙间距较大时,楼板变形会加重框架的负担;另外剪力墙开裂后刚度降低会转移部分剪力给框架;应有一定的安全储备)。
因此,对于02.0V V fi <的楼层,框架总剪力需调整,取下式中的较小者:⎪⎩⎪⎨⎧==max 05.12.0fi fi fi V V V V 其中: 的最大值—各层中——结构底部总剪力—fi fi V V V max 0近似将各层上、下楼板标高处总剪力的平均值作为该层柱中点处综合框架的总剪力:21fifi fi V V V +=- 注意:该剪力只为本层独有,不向下传递。
六、内力分配及各杆内力计算1.剪力墙之间的内力分配剪力墙以弯曲变形为主,当各片剪力墙大体一致时,可按弯曲刚度分配;若截面尺寸较大时,剪力分配宜考虑剪切变形的影响。
一般地,剪力墙可按等效抗弯刚度分配内力:wi e eqjwij V EI EI V = ——第i 层第j 片剪力墙分配的剪力wi e eqjwij M EI EI M =——第i 层第j 片剪力墙分配的弯矩 wi wi M V 、 ——第i 层综合剪力墙的剪力和弯矩2.框架的内力分配有了综合框架各层的总剪力,可按该层各柱的D 值分配剪力,再进而用D 值法绘出所选框架的弯矩图和剪力图。
3.连系梁的内力分配(铰接体系不需要)有了各层连系梁总的集中力矩bi M ,可按该层各连系梁各端的弯矩系数分配给各连系梁两端(参照壁式框架):l b a b a EI b 3)1)(1()1(6--+-+β和lb a b a EI b 3)1)(1()1(6--++-β—连系梁两端的弯矩系数 再近似按线性关系求出连系梁在墙肢边缘处的弯矩及剪力。
注意:以上所求出的内力均应为标准值,内力组合时再转成设计值;当水平荷载的合力中心(质心)与结构刚度中心不重合或结构布置不对称时,楼层会产生扭转,尚应考虑扭转的影响,结构布置时应特别注意。
竖向荷载下内力计算分层法或弯矩二次分配法计算。
参照《砼结构》下册。
楼盖设计按连续板计算。
楼梯设计参照《砼结构》下册。
高层框剪结构的荷载计算一、 风荷载计算(建筑结构荷载规范GB50009-2001)近似均布荷载。
0w w z s z k μμβ= 0w ——基本风压,大连取0.65KN/m 2S μ——风载体型系数,一般0.8+0.5=1.3z μ——风压高度修正系数,近似按2/3H 取均载,如H=50m 高,地面粗糙度B 类,则:45.1=z μz z z μξνϕβ+=1 ——风振系数 —振型系数——脉动影响系数——脉动增大系数—z ϕνξ 32311053.025.0B H T -⨯+= 框剪结构如:H50,B16,则T 1=0.8ST 1=0.07n=0.07x13=0.9s42.08.065.02210=⨯=T w 查表7.4.3得35.1=ξ查表7.4.4-3,H50,H/B=1,得46.0=ν查表F.1.2,Z/H=0.7,得67.0=zϕ 33.145.167.046.053.111=⨯⨯+=+=z z z μξνϕβ二、地震荷载计算(建筑抗震设计规范GB50011-2001) 近似倒三角形荷载。
高度不超过40m ,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及接近于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。
否则,振型分解法等。
eq Ek G F 1α=——底部剪力值1α ——地震影响系数,椐T 1、10.0max =α(大连设计烈度7度,多遇地震,设计地震分组第一组,二类场地,特征周期值T g =0.35S )查图表可得。
1αα 45.0α 0 0.1 T g 5T g T 1∑=i ieq G G 85.0 ——结构总重力荷载)1(1n Ek n j jjii i F H G H G F δ-=∑= ——各楼层水平地震力标准值 G i ——第i 楼层重力荷载代表值,按表5.1.3(活载取0.5)Ek n n F F δ=∆ ——顶部附加地震力07.008.01+=T n δ g g T T T 4.1,35.01>=查表5.2.1得顶部附加地震作用系数。
g T T ≤1时不考虑顶部附加地震作用。
对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框剪结构: T T ∆=017.1α ——基本周期0α——折减系数,框架结构0.5~0.6,框剪结构0.7~0.8,剪力墙结构1.0。
T ∆——把集中在各楼面处的重力荷载G i 假想地看作水平荷载,求得的结构顶点位移。
对于突出屋面的局部结构,其水平地震力乘增大系数3,但不往下传。