框架剪力墙结构是由框架部分和剪力墙部分组成,剪力墙的抗侧刚度一般大于框架的抗侧刚度,但在水平外力作用下,它们各承受的水平荷载并不是简单的取决于它们的刚度比,因为框架和剪力墙的受力性能不同,它们之间是相互协同工作的。
在水平荷载作用下,框架结构的水平变形和剪切变形梁相似,如下图中b曲线所示;剪力墙结构的水平变形和悬臂弯曲梁相似,如下图中a曲线所示;框架剪力墙结构通过楼板和连梁的连接使框架与剪力墙协同工作,变形曲线处于两者之间,如下图中c曲线所示。
框架和剪力墙通过楼板和梁连接成一个整体,由于楼板和梁具有较大的刚度使得同一高度的剪力墙和框架的变形相同,对于现浇楼板框架剪力墙结构而言,根据刚性楼板假定,楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零,因此楼板对框架和剪力墙产生的约束弯矩可以忽略不计,这种连接方式称为框架剪力墙铰接体系。将链杆切断之后,在各楼层标高处,框架与剪力墙间存在相互作用的内力,这些各楼层的内力大小大部分并不是相等的,有的内力甚至方向也不同(如图c所示)。
当水平荷载为连续的分布力时,由变形协调条件可知,沿整个结构高度范围内框架与剪力墙水平位移都相等。因此剪力墙可认为是底部固接,顶部自由,受到外加荷载以及框架反力作用的一个“悬臂梁”(如下图(左)所示);框架结构就是受到相互作用力的一个弹簧支座(如下图(右)所示)。由这两部分一起承受水平外荷载作用,这就是二者协同工作的原理。
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知识点:框架剪力墙结构的协同工作原理
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混凝土结构
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剪力墙的边缘构件设计(一)一、哪里需要设置边缘构件 在剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙。 原因:抵抗平面外弯矩,加强平面外刚度,同时可以提高40%极限承载力和增加20%地震耗能。 二、边缘构件的分类 大体可以分为约束边缘构件和构造边缘构件,但是细分可以划分为“约束边缘构件”、“过渡层边缘构件”、“底部加强区部位的构造边缘构件”、“其他部位的构造边缘构件”。 剪力墙底部加强区:可取底部两层和墙体总高度的1/10两者的较大值。(详见高规7.1.4条、混规11.1.5条、抗规6.1.10条)
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