第7章框架剪力墙结构)
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第1章绪论1.我国对高层建筑结构是如何定义的《高规》将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构房屋,称之为高层。
2.高层建筑结构的受力及变形特点是什么设计时应考虑哪些问题(1)水平荷载对结构的影响大,侧移成为结构设计的主要控制目标之一;(2)楼盖结构整体性要求高;(3)高层建筑结构中的构建的多种变形影响大;(4)结构受到动力荷载作用时的动力效应大;(5)扭转效应大;(6)必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题;(7)当建筑物高度很大时,结构内外与上下温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。
4.为什么要限制结构在正常情况下的侧移何谓舒适度高规采用何种限制来满足舒适度要求限制侧移主要原因:防止主题结构及填充墙、装修等非结构构件的开裂与损坏;同时过大的侧向变形会使人有不舒适感,影响正常使用;过大的侧移还会使结构产生较大的附加内力。
人体对居住在高楼内的舒适程度。
通过限制振动加速度满足舒适度要求。
5.什么是结构的重力二阶效应高层建筑为什么要进行稳定性验算如何进行框架结构的整体稳定验算框架结构在水平荷载作用下将产生侧移,如果侧移量比较大,由结构重力荷载产生的附加弯矩也将较大,危及结构的安全与稳定。
这个附加弯矩称之为重力二阶效应。
有侧移时,水平荷载会产生重力二阶效应,重力二阶效应过大会导致结构发生整体失稳破坏。
故要进行稳定性验算。
满足下式要求,式中n为结构总层数,否则将认为结构不满足整体稳定性要求。
第2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系高层建筑结构体系大致有哪几类选定结构体系主要考虑的因素有哪些所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构抵抗外部作用的构件类型及组成方式。
框架结构;剪力墙结构;框架-剪力墙结构;筒体结构;巨体结构。
因素:建筑高度;抗震设防类别;设防烈度;场地类型;结构材料和施工技术;经济效益;3.在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称,竖向布置刚度均匀怎样布置可以使平面内刚度均匀,减小水平荷载引起的扭转沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型(1)因为大量宏观震害标明,布置不对称,刚度不均匀的结构会产生难以计算和处理得地震作用(如应力集中,扭曲等)引起的严重后果,建筑平面尺寸过长,如建筑,在蒜辫方向不仅侧向变形加大,而且会产生两端不同步的地震运动,价赔偿的楼板在平面既有扭转又有挠曲,与理论计算结果误差较大。
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。
当结构的层间位移角不满足框架-剪力墙结构的规定时,可按本规程第3.11节的有关规定进行结构抗震性能分析和论证。
8.1.4 抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定:1 满足式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力应按0.2V0和1.5V f.max二者的较小值采用;V f≥0.2V0 (8.1.4)式中:V0——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值的结构底层总剪力;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力;V f——对应于地震作用标准值且未经调整的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力;V fmax——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。
2 各层框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后,应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值,框架柱的轴力标准值可不予调整;3 按振型分解反应谱法计算地震作用时,本条第1款所规定的调整可在振型组合之后、并满足本规程第4.3.12条关于楼层最小地震剪力系数的前提下进行。
第1章绪论(1)我国对高层建筑结构是如何定义的?(2)高层建筑结构的受力及变形特点是什么?设计时应考虑哪些问题?(3)从结构材料方面来分,高层建筑结构有哪些类型?各有何特点?(4)为什么要限制结构在正常情况下的侧移?何谓舒适度?高规采用何种限制来满足舒适度要求?(5)什么是结构的重力二阶效应?高层建筑为什么要进行稳定性验算?如何进行框架结构的整体稳定验算?第2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系?高层建筑结构体系大致有哪几类?选定结构体系主要考虑的因素有哪些?各种结构体系的优缺点和受力特点如何?2.如何确定高层建筑的结构方案?3.在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称,竖向布置刚度均匀?怎样布置可以使平面内刚度均匀,减小水平荷载引起的扭转?沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况?高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型?4.防震缝、伸缩缝和沉降缝在什么情况下设置?各种缝的特点和要求是什么?在高层建筑结构中,特别是抗震结构中,怎么处理好这三种缝?5.框架-筒体结构与框筒结构有何异同?框架结构与框筒结构相比,两者平面结构布置和受力特点有何不同?何谓框筒结构的剪力滞后现象?6高层建筑结构总体布置的原则是什么?7为什么规范对每一种结构体系规定最大的适应高度?实际工程是否允许超过规范规定的最大适应高度?8.高层建筑的基础都有哪些形式?高层建筑的基础为什么埋深要求?采用天然地基时高层建筑的基础埋深不小于多少?第3章高层建筑结构荷载(1)高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用?(2)高层建筑结构的竖向荷载如何取值?进行竖向荷载作用下的内力计算时,是否要考虑活荷载的不利布置?为什么?(3)结构承受的风荷载与哪些因素有关?和地震作用相比,风荷载有何特点?(4)高层建筑结构风荷载标准值计算式中,基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数分别如何取值?(5)什么是风振系数?在什么情况下需要考虑风振系数?如何取值?(6)结构自振周期的计算方法有哪些?为什么要对理论周期值进行修正?如何修正?各类结构基本周期的经验公式是什么?第4章高层建筑结构分析原则(1)在多高层建筑结构计算中,假定楼盖在自身平面内为绝对刚性有何意义?如果楼盖不满足绝对刚性的假定,则计算中应如何考虑?(2)水平荷载的作用方向如何确定?把空间结构简化为平面结构的两个基本假定是什么?楼板起什么作用?第5章 高层建筑结构的近似计算方法框架部分 (1) 简述分层法和迭代法的计算要点及步骤。
第七章 框架-剪力墙结构在水平荷载下的近似计算方法 本章导学框架:剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的一种复合结构体系,它兼 具框架结构和剪力墙结构的优点,因而成为高层建筑的主要结构体 系。
在水平荷载作用下,因为框架与剪力墙的变形性质不同,不能 直接把总水平剪力按抗侧刚度的比例分配到每榀结构上,而是必须 采用协同工作方法求得侧移和各自的水平层剪力及内力。
框架剪力墙结构计算的近似方法是将结构分解成平面结构单元,它适用 于比较规则的结构,而且只能计算平移时的剪力分配,如果有扭转 ,要单独进行扭转计算,再将两部分内力叠加。
这种方法概念清楚 ,结果的规律性较好。
本章主要学习框架:剪力墙结构计算的近似方法,学习中要求同学们熟练掌握协同 工作方法的两种计算简图,熟练掌握铰接体系和刚接体系的计算方 法的区别与联系。
知识学习第一节 概述一.基本假定框剪结构体系在水平荷载作用下的内力分析是一个三维空间超 静定问题,通常把它简化为平面结构来计算,并在结构分析中作如 下基本假定:①楼板在自身平面内刚度无限大。
这一假定保证楼板将整个计 算区段内的框架和剪力墙连成一个整体,在水平荷载作用下,框架 和剪力墙之间不产生相对位移。
②当结构体型规则、剪力墙布置比较对称均匀时,结构在水平 荷载作用下不计扭转的影响;否则应考虑扭转的影响。
③不考虑剪力墙和框架柱的轴向变形及基础转动的影响。
④结构为线弹性结构。
二.计算简图用连续化解法求总剪力墙与总框架之间的相互作用力,都要解 决如何合并总剪力墙、总框架,以及确定总剪力墙和总框架之间的 连接和相互作用关系,以便于确定计算简图。
框剪结构用连续化方 法求解时,根据连杆刚度情况可以确定两种计算简图:铰接体系和 刚接体系。
1.铰接体系在基本假定的前提下,计算区段内结构在水平荷载作用下,处 于同一楼面标高处各片剪力墙及框架的水平位移相同。
此时可把平 行于水平荷载作用方向的所有剪力墙综合在一起成总剪力墙(一般 简化为整体墙),把平行于水平荷载作用方向的所有框架综合在一 起成总框架。
第7章楼地层(1)楼板层一般由面层、结构层和顶棚层等几个基本层次组成。
当房间对楼板层有特殊要求时,可加设相应的附加层,如防水层、防潮层、隔声层、隔热层等。
(2)预应力构件与非预应力构件相比较,可以节省钢材30%~50%,节省混凝土10%~30%,从而减轻自重、降低造价。
预制装配式混凝土楼板分为实心平板、槽形板和空心板三种。
(3)实心平板的板跨一般不大于2.4m,板宽为60~100mm,板厚为600~1000mm。
(4)阳台由阳台板和栏杆、扶手组成,阳台板是阳台的承重结构,栏杆、扶手是阳台的围护构件,设在阳台临空的一侧。
(5)楼板层由哪些部分组分?各有什么作用?试绘制其构造详图。
答:楼板层一般由面层、结构层和顶棚层等几个基本层次组成。
当房间对楼板层有特殊要求时,可加设相应的附加层。
面层对结构层起着保护作用。
结构层承受整个楼板层的全部荷载,并对楼板层的隔声、防火等起主要作用。
顶棚的主要功能是保护楼板、安装灯具、装饰室内空间,以及满足室内的特殊使用要求。
附加层通常设置在面层和结构层之间,有时也布置在结构层和顶棚之间,主要有管线敷设层、隔声层、防水层、保温或隔热层等。
构造详图如下。
楼板层的组成(6)简述现浇式钢筋混凝土楼板的结构类型及特点,并绘制其构造详图。
答:现浇钢筋混凝土楼板按其结构类型不同,可分为板式楼板、梁板式楼板、井式楼板、无梁楼板,此外还有压型钢板组合楼板。
板式楼板的底面平整,便于支模施工,但当楼板跨度大时,需增加楼板的厚度,耗费材料较多,所以板式楼板适用于平面尺寸较小的房间,如厨房、卫生间及走廊等。
如图1所示。
单向板和双向板梁板式楼板,当房间平面尺寸较大时,为了避免楼板的跨度过大,可在楼板下设梁来增加板的支点,从而减小板跨。
如图2所示。
单梁式楼板双梁式楼板井式楼板,结构形式整齐,具有较强的装饰性,多用于公共建筑的门厅和大厅式的房间。
井梁式楼板(a)正井式(b)斜井式当楼面荷载较大时,为避免楼板太厚,应采用有柱帽无梁楼板,以增加板在柱上的支承面积;当楼面荷载较小时,可采用无柱帽楼板。
第8章框架-剪力墙结构设计【学习目标】本章主要介绍框架-剪力墙结构和板柱-剪力墙结构。
框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构的结构布置、计算分析、截面设计及构造要求除应符合本章的规定外,尚应分别符合前面各章的有关规定。
8.1 框架-剪力墙结构特点8.1.1 框架-剪力墙结构体系框架-剪力墙结构也称框剪结构,这种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,同时又具有侧向刚度较大的优点,是一种比较好的抗侧力体系,广泛应用于高层建筑。
抗震设计时,框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系,结构的两个主轴方向都要布置框架和剪力墙。
框架-剪力墙结构可采用下列形式:(1)框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置;(2)在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙(带边框剪力墙);(3)在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙;(4)上述两种或三种形式的混合。
框架-剪力墙结构具有如下的一些特点:(1)框剪结构,由延性较好的框架、抗侧力刚度较大并带有边框的剪力墙和有良好耗能性能的连梁所组成,具有多道抗震防线,从国内外经受地震后震害调查表明,确为一种抗震性能很好的结构体系。
(2)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Δu/ℎ控制,而不是顶点水平位移进行控制。
层间位移最大值发生在(0.4~0.8)H 范围内的楼层,H为建筑物总高度。
(3)框剪结构在水平力作用下,框架上下各楼层的剪力取用值比较接近,梁、柱的弯矩和剪力值变化较小,使得梁、柱构件规格较少,有利于施工。
8.1.2 框架-剪力墙受力特点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结构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,剪力墙在框剪结构中也不同于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,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本身在水平荷载作用下呈剪切型变形,剪力墙则呈弯曲型变形。
施工方案框剪力墙结构一、项目背景在建筑施工中,框剪力墙结构常用于高层建筑的抗震设计中。
框剪力墙结构通过设置墙体将建筑物整体形成一个刚性整体,提高了抗震能力和结构稳定性。
本施工方案旨在介绍框剪力墙结构的施工过程和注意事项。
二、施工准备1.确定设计方案:根据建筑设计图纸,确定框剪力墙的布置和尺寸。
2.材料准备:准备好所需的混凝土、钢筋和墙体板等材料,并进行验收合格。
3.施工设备准备:准备好起重机械、搅拌机和振动器等施工设备,并进行检修和调试。
4.施工人员培训:对施工人员进行安全培训和操作规程的培训,确保施工安全和质量。
三、施工步骤1.基础施工:按照设计要求进行地基基础的施工,确保基础的强度和稳定性。
2.墙体模板安装:根据设计图纸的墙体尺寸,进行墙体模板的搭建,并进行固定和调整。
3.钢筋安装:根据设计要求,根据墙体布置和尺寸,进行钢筋的剪断和折弯,并进行焊接和固定。
4.砼浇筑:根据设计要求,进行墙体砼的配制、搅拌和浇筑工作,确保墙体砼的质量和强度。
5.模板拆除:待墙体砼达到设计强度后,进行模板的拆除,并进行清理和修补工作。
6.墙体加固:根据设计要求,对已经完成的墙体进行加固,如设置加强筋等。
7.油漆涂料:进行墙体的油漆涂料施工,提高墙面的美观和耐久性。
8.洞口处理:对墙体的洞口进行处理,如封闭、加固等。
四、施工注意事项1.施工前要进行详细的施工计划编制和施工安全计划的制定,做好施工前的准备工作。
2.施工过程中要进行现场监督和质量把关,确保施工安全和质量。
3.按照设计要求进行墙体模板和钢筋的安装,确保墙体的准确尺寸和强度。
4.砼配制要按照设计要求进行,保证墙体砼的质量和强度。
5.模板拆除和墙体加固要进行及时处理,确保墙体的稳定性。
6.施工过程中要进行施工记录和现场验收,确保施工质量的监控和控制。
7.注意施工工人的安全教育和安全保护,提高施工安全的措施和防护。
8.施工完成后要进行验收和整理,确保墙体结构的稳定性和安全性。