框架受力特点
混凝土异形柱框架结构的受力特点分析
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界(上接第162页)济信息,2015(5):46-47.[2]方昌剑.营业税改革对企业的利和弊[J].消费导刊,2012(9):55-58.[3]曹麗莎.建筑业“营改增”应厘清的几个观念[J].合作经济与科技,2015(12):59-63.[4]王天予.浅析营业税改增值税对企业税收影响探究[J].现代企业文化,2014(27):38-41.[5]侯波.公路工程造价管理体系及确定方法与控制模式研究[D].西安:长安大学,2010.[责任编辑:田吉捷]混凝土异性柱框架结构在住宅设计中的使用越来越多,以下就针对混凝土的受力特点,根据异形柱受力破坏原理,探讨其在结构计算、结构布置、沟槽方面的问题,探讨提高异形柱框架结构可靠性的有效方法与对策。
1混凝土异形柱框架结构特点混凝土异形柱的截面形状主要有以下几种:L形、T形、十字形等,异形柱是指柱体截面各肢的肢高和肢厚的比例不大于四。
混凝土异形柱框架结构指的是框架柱用异形柱来代替,刚性连接梁,组成的能够承受横向、纵向和水平作用的结构。
其特点主要表现在以下几个方面:1.1异形柱截面特征和受力特性与矩形柱有所不同大量的理论分析和进一步的实验表明:异形柱的双向偏压正截面的承载力跟荷载方向有很大的关系,荷载力方向不同,所产生的差异也很大。
T形、L形和十字形这三种异形柱进行比较,L形柱的差异是最大的。
当把等肢异形柱和不等肢异形柱混合使用时,这种差异的复杂性会加大,所以必须要重视异形柱结构地震作用计算。
为了计算质量,需要对异形柱结构使用三维空间分析方法,目前常用TAT,SATwE等软件来进行抗震结构分析。
1.2异形柱粘结破坏程度严重异形柱的粘结破坏程度在单调荷载,特别是低调反复荷载作用下要比矩形柱进一步加深。
柱的剪跨比如果小于1.5,就会出现极短柱,在地震作用下导致脆性粘结破坏的发生率增大,危险系数进一步加大。
实体、框架、壳体结构的受力特点
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实体、框架、壳体结构的受力特点,如实体结构抗压不能抗拉,框架结构同时抗压抗拉,壳体结构受力均匀分散在表面等,并归纳出三种结构的受力特点:
实体结构:外力分布在整个体积中,即利用自身来承受负载,主要承受压力;框架结构的受力特点:通过条状物的连接来承受负载,既可以承受压力又能够承受拉力;壳体结构的受力特点:通过壳形来传递力和承受负载,特别是当壳形顶部受到压力时,它能将外力均匀扩散。
壳体受力的特殊性,可以解释壳体结构其受力特点在技术上的应用。
因为受力的特殊性,故可以利用头盔来减少车祸时对头部造成的瞬间冲击力;也可以解释为什么鸡蛋为什么能承受住一个人的重量;还可以解释为什么用手抓握鸡蛋用很大的力也难以做到;另外,车身为什么要做成金属壳状。
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精品。
框架支撑结构工作特点
框架支撑结构工作特点框架支撑结构工作特点一、概述框架支撑结构是建筑工程中常见的一种结构形式,它具有承载力强、稳定性好、施工方便等优点。
本文将从框架支撑结构的定义、组成部分、工作原理、应用范围等方面进行详细介绍。
二、定义框架支撑结构是指由柱、梁和节点组成的一种空间刚架结构,其主要作用是承受建筑物自重和外部荷载,将荷载传递到地基上。
三、组成部分1.柱:柱是框架支撑结构的主要承重构件,其作用是将楼层荷载传递到地基上。
柱通常为矩形或圆形截面,材料多为钢材或混凝土。
2.梁:梁是连接柱子的水平构件,其作用是在柱子之间传递荷载。
梁通常为矩形截面,材料多为钢材或混凝土。
3.节点:节点是连接柱子和梁的关键部位,其作用是使柱子和梁之间产生刚性连接。
节点通常为角钢或板材焊接而成。
四、工作原理框架支撑结构的工作原理是将荷载沿着柱子和梁传递到地基上。
在荷载作用下,柱子和梁之间产生剪力、弯矩和轴向力等内力。
节点通过刚性连接使柱子和梁之间产生相互作用,从而使整个结构形成一个刚性体系。
五、应用范围框架支撑结构广泛应用于各种建筑工程中,如高层建筑、大跨度厂房、桥梁等。
其优点是承载力强,施工方便,适用范围广。
六、特点1.承载力强:框架支撑结构具有良好的承载能力,能够承受大量荷载。
2.稳定性好:框架支撑结构具有较好的稳定性,在地震等自然灾害中具有一定的抗震性能。
3.施工方便:框架支撑结构施工简单方便,可快速安装。
4.适用范围广:框架支撑结构适用于各种建筑工程,具有广泛的应用前景。
七、结论框架支撑结构是一种常见的建筑结构形式,其具有承载力强、稳定性好、施工方便等特点,在各种建筑工程中得到广泛应用。
通过本文对框架支撑结构的定义、组成部分、工作原理、应用范围等方面进行详细介绍,可以更好地了解和掌握这种结构形式的特点和优势。
结构的类型
军用头盔
安全帽
想一想:为什么鸡蛋能够承受 如此大的压力? 鸡 蛋 承 载 实 验
在生产和生活实际中,很多物 体的结构是由两种或两种以上的基 本结构类型组合而成的。
想一想:学校大楼都由那些基本结构 组成?
案例分析:大坝都是拱形和实心结构的组合 体;圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构 的组合(又叫球形空间桁架结构)。
初识结构
结构的含义与功能
结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排
列。 确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。 结构的功能是承受力和抵抗变形。
结构的类型
结构的类型:
实体结构、框架结构、壳体结构。 1)实体结构:是指结构体本身是实心的结构。
受力特点:外力分布在整个体积中。 实体结构可以连续传递载荷,适于承受压力。
2)框架结构:是指结构体由细长的构件组成的结构。
受力特点: 支撑空间而不充满空间,能承受垂直和水平荷 载。
框架结构是由杆件或板件连接而成的,构件可 以是空心,也可以是实心;可以是平面框架,也可 以是空间框架。由于这种结构用料少,可以承受多 种载荷,因此用得很广泛。
2 、 框架结构 受力情况:空间框架体。 如铁塔架,脚手架,建筑 框架体。
1 、 实体结构
受力情况:力 承受分布在整 个体积中,如 大坝、实心墙、 实体物
1、实体结构
1、实体结构
三 峡 大 坝
案例分析:三峡大坝、厨房中的菜板子、实心墙、水 库的大坝、古代的城墙、柱子、实心球等。
2、框架结构
通常是指结构体由细长的构 件组成的结构。其特点是支撑空 间却不充满空间,如窗户、画框 、房子的架构等等。
3、壳体结构
受力特点:外力作用在结 构体的表面上,如建筑, 汽车外壳,贝壳。
各种结构的适用范围及特点
1.框架结构框剪结构与框架结构的主要区别就是多了剪力墙,框架结构的竖向刚度不强,高层或超高层的框架结构建筑更是如此!框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。
2.框架-剪力墙结构a.它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。
b.框剪结构的变形是剪弯型。
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,从而减小了结构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。
c.水平荷载主要由剪力墙来承受。
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剪力,沿高度分布比样均匀,各层梁柱的弯矩比较接近,有利于减小梁柱规格,便于施工。
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称为筒体(由密柱框架组成的筒体称为框筒;由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒)。
由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构,它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
分类筒体结构分筒体-框架、框筒、筒中筒、束筒四种结构。
筒体-框架结构中心为抗剪薄壁筒,外围为普通框架所组成的结构(图1)。
(完整版)框架受力特点.docx
框架―剪力墙结构的变形及受力特点在框架结构中加设适量的剪力墙,二者通过楼盖协同工作,以满足建筑物的抗侧要求,从而组成框架― 剪力墙结构体系。
在框架中局部增加剪力墙可以在对建筑物的使用功能影响不大的情况下,使结构的抗侧刚度和承载力都有明显提高,所以这种结构体系兼有框架和剪力墙结构的优点,是一种适用性很广的结构形式。
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。
框架下部位移增长迅速,上部增长较慢,剪力墙则与之相反。
在框架―剪力墙结构下部,侧移较小的剪力墙对框架提供帮助,墙把框架向左边拉,框架―剪力墙的侧移比框架单独侧移小,比剪力墙单独侧移大;而上部,框架又可以对剪力墙提供支持,即框架把墙向左边推,其侧移比框架单独侧移大,比剪力墙单独侧移小。
最终框架― 剪力墙结构的侧移大大减小,且使框架和剪力墙中内力分布更趋合理。
·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。
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框架墙,剪力墙的区别剪力墙(shear wall)又称抗风墙或抗震墙、结构墙。
剪力墙种类判别依据和受力的特点
剪力墙种类判别依据和受力的特点剪力墙是一种常用于建筑结构中的抗震构件,主要作用是抵抗地震反力和风力作用。
剪力墙的种类有很多,不同种类的剪力墙具有不同的受力特点和判别依据。
本文将详细介绍几种常见的剪力墙种类及其受力特点和判别依据。
1. 框架剪力墙框架剪力墙是由框架结构和剪力墙组成的结构形式,通常是在建筑的外围设置剪力墙,与内部的框架结构相互配合,在抗震和承载方面协同作用。
框架剪力墙的主要受力方式为剪力,受力特点与普通剪力墙相似,但其在框架结构的协同作用下,可以更好地实现强度和刚度的分布。
判别框架剪力墙的依据通常是墙体设定的位置和建筑结构中使用钢材的数量和位置。
2. 梁式剪力墙梁式剪力墙是指在墙体内设置钢筋混凝土梁,以实现增加墙体承载能力和抗震能力的剪力墙。
梁式剪力墙的主要受力方式为剪力和弯曲力,其墙体通常为T形或L形的截面。
梁式剪力墙的判别依据主要是墙体的截面形式和尺寸,以及梁和墙体钢筋的布局和数量。
3. 空心砌块剪力墙空心砌块剪力墙是一种较为常见的剪力墙形式,其墙体基于钢筋混凝土框架,并使用空心砖块或加气混凝土等材料填充,在后期砌筑完成后,墙体内部填充物形成了墙的承载核心,提高了墙体的强度和抗震能力。
空心砌块剪力墙的主要受力方式仍为剪力,判别依据主要是墙体砌筑的方式和材料。
4. 折板式剪力墙折板式剪力墙是一种新型的剪力墙类型,其墙体的形式为多层折叠的薄钢板构成,钢板之间通过连接件相互连接而成。
折板式剪力墙的受力方式主要为剪力和弯曲力,墙体具有较好的ductility 和灵活性,能在相对较小的位移下承受较大的荷载。
综上所述,剪力墙种类繁多,每一种剪力墙都有其独特的受力特点和判别依据。
在实际工程中,我们需要根据建筑结构的需要和实际情况选择合适的剪力墙型号,以实现最优化的抗震和承载效果。
同时,在剪力墙建造的过程中,需采取科学合理的施工方式和技术措施,确保墙体的质量和耐久性,提高建筑的安全性和可靠性。
空心板框架桥结构受力特性与结构设计的研究
空心板框架桥结构受力特性与结构设计的研究
空心板框架桥是一种常见的桥梁结构,其具有独特的受力特性和结构设计要求。
本文旨在探讨空心板框架桥的受力特性以及结构设计的研究。
空心板框架桥的受力特性主要包括桥梁的承载能力和受力传递方式。
首先,空心板框架桥的承载能力受到桥梁材料的强度和刚度的影响。
桥梁材料的强度决定了桥梁能够承受的最大荷载,而材料的刚度则决定了桥梁在受力时的变形程度。
其次,空心板框架桥的受力传递方式主要通过梁柱系统完成。
梁柱系统将荷载传递到桥墩上,再由桥墩将荷载传递到地基上。
梁柱系统的设计要考虑到荷载的分布、梁柱的尺寸和布置等因素,以确保桥梁的整体稳定性。
空心板框架桥的结构设计主要涉及桥梁的几何形状、材料选择和构造方式等方面。
首先,桥梁的几何形状需要满足交通要求和地理条件。
桥梁的跨度、宽度和高度等参数需要根据实际情况进行合理选择,以确保桥梁的安全性和经济性。
其次,桥梁的材料选择需要考虑到材料的强度、耐久性和可施工性等因素。
常用的桥梁材料包括钢材、混凝土和复合材料等。
最后,桥梁的构造方式需要根据实际情况进行选择,常见的构造方式包括悬索桥、
斜拉桥和梁桥等。
不同的构造方式具有不同的受力特性和施工难度,需要综合考虑各种因素进行选择。
综上所述,空心板框架桥的受力特性和结构设计是一个复杂而重要的问题。
研究空心板框架桥的受力特性可以为桥梁的设计和施工提供理论依据和技术指导。
同时,合理的结构设计可以保证桥梁的安全性和经济性。
因此,进一步深入研究空心板框架桥的受力特性和结构设计是非常有意义的。
框架剪力墙结构
5.3结构的受力特点
框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙两类抗 侧力单元组成,这两类抗侧力单元的变形 和受力特点不同。剪力墙的变形以弯曲型 为主,框架的变形以剪切型为主。在框-剪 结构中,框架和剪力墙由楼盖连接起来而
剪力墙负担大部分水平力;另外,框架和 剪力墙分担水平力的比例,房屋上部、下 部是变化的。
8度
9度
现浇
≤5B、且≤60m ≤4B、且≤50m ≤3B、且≤40m ≤2B、≤30m
装配整体 ≤3.5B、≤50m ≤3B、且≤40m ≤2.5B、≤30m
_
注:1表中B为楼盖的宽度;
2.装配整体式楼盖指装配式楼盖上做配筋现浇层;
3.现浇部分厚度大于60mm的预应力或非预应力叠合楼板可作为 现浇楼板考虑。
在房屋下部,由于剪力墙变形增大,框架变形减 小,使得下部剪力墙担负更多剪力,而框架下部 担负的剪力较少。
在上部,情况恰好相反,剪力墙担负外载减小, 而框架担负剪力增大。
这样,就使框架上部和下部所受剪力均匀化。从 协同变形曲线可以看出,框架结构的层间变形在 下部小于纯框架,在上部小于纯剪力墙,因此各 层的层间变形也将趋于均匀化。
5.4结构的抗震性能
1.框剪结构体系变形能力优于剪力墙结构体系
框架具有很好的延性,而剪力墙的延性较差,它们结合在一 起延性就比较好。
框剪结构体系的抗震性能也优于框架结构
框架的抗侧移刚度小,侧向位移大。
2.框剪结构体系具有良好的抗震性能主要表现在该体系有多 道抗震防线
小震作用,主要是剪力墙承受水平荷载;
中震作用下,框架与剪力墙共同工作;
在大震作用下,刚度较大的剪力墙充当第一道抗震防线,随 着剪力墙的开裂,刚度退化,框架才开始在保持结构稳定及 防止结构倒塌上发挥作用。
框架结构专题教育课件
结论:
1框架构造层数较少时,竖向荷载起控制作用,框架构 造比较经济。
2当房屋向更高旳层数发展时,采用框架构造将会产生 矛盾:
(1)强度方面:因为层数和高度旳增长,竖向荷载 和水平荷载产生旳内力都要相应增大,尤其是水平荷 载产生旳内力增长更快。当高度到达一定旳数值,框 架中将产生相当大旳内力。
(2)刚度方面:伴随房屋高度旳增长,在水平荷载 作用下,框架构造本身柔性较大,水平位移成为主要 旳控制原因。
2 按框架旳施工措施划分
(1)现浇整体式框架:工地现浇 优点:构造整体性及抗震性能好,节省钢材; 缺陷:现场工作量大,模板消耗多,施工周期较长。 (2)装配式框架: 优点:构件能够在工厂预制,质量轻易确保,施工现 场旳工作量较少,比现浇框架节省模板并能缩短工期; 缺陷:增长了框架旳节点连接,用钢量大 整体性较差。
纵向布置连系梁。 横向抗侧刚度大。 有利采光和通风。
2.主要承重框架纵向布置
特点:纵向梁为主梁,横向 梁为次梁(连系梁)
优点:有利于楼层净高旳有效利 用,房屋旳使用划分比较灵活; 缺陷:横向很差刚度; 合用范围:层数不多旳无抗震要 求旳厂房
•纵向框架承重方案
横向布置连系梁。 横向抗侧刚度小。 有利取得较高净空。
框架构造是由梁和柱相互刚接而成旳,框架旳 承载能力和构造效能主要依赖于梁与柱旳强 度和节点刚度。
1.竖向荷载
框架层数旳增长而框架旳变形和弯矩没有明显旳变化 框架旳变形和弯矩与框架旳层数多少没有太大旳关系
2.水平荷载
框架旳层数越多,产生旳水平位移越大,框架旳内力 也随层数旳增长而迅速增长,层数超出一定程度时, 水平荷载产生旳内利远远不小于竖向荷载产生旳内力。 这时,水平荷载对设计起主要控制作用。
第6章_高层建筑结构设计_框架-剪力墙结构设计
6.1 框架—剪力墙结构概念设计
1.构件截面尺寸估算 框架梁、柱、节点等的截面尺寸估算与框架结构相同, 可按4.1.3的有关规定进行。 2.材料强度等级的选定 现浇框架梁、柱及节点的混凝土强度等级,按一级抗震等 级设计时,不应低于C30,二~四级和非抗震设计时,不应 低于C20。 现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40。 框架柱的混凝土强度等级,抗震设防烈度为9度时不宜大 于C60,抗震设防烈度为8度时,不宜大于C70。 剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20,有短肢的剪 力墙结构的混凝土强度等级不应C25。
6.1 框架—剪力墙结构概念设计
(3) 框剪结构应设计成双向抗侧力体系,且在抗震设计, 结构两主轴方向均应布置剪力墙,并使结构各主轴方向 的侧向刚度接近。 (4) 主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接,梁与柱 或柱与剪力墙的中线宜重合。 (5)剪力墙布置须满足本书第2.3.5中第4小节对框架-剪力 墙结构体系的相关要求。 (6)对长矩形平面或平面有一方向较长时(L或T形平面), 需对横向剪力墙间距的最大值作出限制,其值须满足附表 8.9的要求。 (7)纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。 (8)板柱-剪力墙结构的布置要求比框架-剪力墙结构更严 格。
刚接体系 此种结构体系中的框架 与剪力墙通过连系梁将 框架和剪力墙连系,连 杆一端与剪力墙刚接, 另一端与框架铰接。
在此计算图中, 总剪力墙中包含 2榀剪力墙(横向) 或4榀剪力墙(纵向), 总框架中含有 6榀框架(横向) 或2榀框架和14根柱(纵向)。
刚接体系和铰接体系的根本区别在于连梁对剪力墙 墙肢有无约束作用。
6.2 内力和位移的简化近似计算
1. 铰接体系的内力和位移计算 铰接体系计算模型
将连杆切开,可得连杆的集中力F i j。
简述框架结构的受力特点
简述框架结构的受力特点框架结构是指由构件(如梁、柱、板等)组成的一个整体,用于承受和传递荷载(如重力、风荷载等)。
在受力情况下,框架结构具有以下特点:1. 受力平衡:框架结构中的构件在受力时会相互支撑和平衡,使得整个结构能够保持稳定。
这是因为框架结构的构件通过节点连接在一起,节点处的力在构件之间相互传递,达到平衡。
构件之间的力的大小和方向可以通过解力平衡方程来求解。
2. 受力传递:框架结构中的力在构件之间相互传递,从而使整个结构能够承受和传递荷载。
构件之间的力的传递路径可以通过力传递图来表示。
在框架结构中,荷载作用于某个构件上会引起该构件所连接的其他构件受力,进而使得整个结构承受荷载。
3. 受力集中:框架结构中的力在节点处集中,而在构件上则分散。
这是因为框架结构的构件在节点处连接在一起,使得力在节点处集中。
节点处的受力集中会导致节点处的构件受力较大,需要设计合适的节点连接方式来保证节点的强度。
4. 受力路径多样:框架结构中的力的传递路径有多种可能。
在构件之间的连接方式、节点的布置等因素影响下,力的传递路径会发生变化。
不同的力传递路径会导致构件受力情况的差异,因此需要合理设计框架结构的连接方式和节点布置,以保证结构的稳定性和承载能力。
5. 受力集中于支座:框架结构受力时,支座处会集中受到荷载的作用力。
支座是框架结构与地基之间的连接点,承受着整个结构的重力和荷载。
支座的设计和施工要求较高,需要保证其稳定性和承载能力,以确保整个结构的安全。
框架结构的受力特点决定了它在工程实践中的重要性和应用广泛性。
框架结构可以用于建筑、桥梁、塔楼等多种工程领域,能够承受复杂的荷载并保证结构的稳定性和安全性。
在设计框架结构时,需要考虑荷载类型、荷载大小、构件尺寸和材料等因素,以满足结构的强度、刚度和稳定性要求。
同时,还需要进行力学分析和结构优化,以确保框架结构的性能和经济性。
约束屈曲支撑-框架结构体系分析
约束屈曲支撑-框架结构体系分析
1、受力特点明显
约束屈曲支撑-框架结构体系的受力特点非常明显,其屈曲支撑在结构中发挥了重要的作用。
框架结构也具有较为明显的受力特点,两者的结合使得整体结构的受力性能更加优越。
2、稳定性好
约束屈曲支撑-框架结构体系在结构设计上更加注重稳定性的考虑,通过合理的约束和连接设计,使得整体结构的稳定性得到了有效地提升。
这种设计理念在工程实践中得到了很好的验证。
3、适用范围广
约束屈曲支撑-框架结构体系具有适用范围广的特点,可以满足不同类型建筑物的需求,包括住宅、商业、工业等各类建筑。
该结构体系在大跨度建筑中也有一定的应用价值。
1、结构轻巧
约束屈曲支撑-框架结构体系采用了轻巧的结构形式,其结构重量相对较轻,能够有效地减少整体结构的承重压力,从而降低建筑物的自重。
2、抗震性能好
约束屈曲支撑-框架结构体系在结构设计和施工过程中,特别针对地震力的作用进行了充分的考虑,因此具有优异的抗震性能。
这种结构体系能够有效地减小地震荷载对建筑物的影响,提高建筑的整体安全性。
3、施工便利
约束屈曲支撑-框架结构体系在施工过程中具有一定的便利性,能够有效地减少施工周期和施工成本。
这对于提高建筑工程的施工效率,降低工程投资具有一定的积极意义。
1、适用于高层建筑
约束屈曲支撑-框架结构体系在高层建筑中具有较为广泛的应用,其稳定性和抗震性能能够有效地保障建筑物的安全性,满足高层建筑的结构设计要求。
3、适用于特殊结构
约束屈曲支撑-框架结构体系也适用于特殊结构,例如空间网格结构、钢结构等,能够提供一种有效的结构设计思路,满足特殊结构的设计需求。
钢筋混凝土框架结构的受力机理分析
钢筋混凝土框架结构的受力机理分析随着城市化的加速,越来越多的高层建筑如雨后春笋般的涌现,而钢筋混凝土框架结构也已经成为目前高层建筑的主流结构形式之一。
钢筋混凝土框架结构运用了混凝土的优点与钢筋的优势,在建筑受力过程中发挥着重要的作用。
在现代建筑结构中,钢筋混凝土框架结构已经成为不可或缺的构造模式,本文旨在对钢筋混凝土框架结构的受力机理进行分析。
1. 钢筋混凝土框架结构的定义和特点钢筋混凝土框架结构,简称RC框架结构,是一种常见的高层建筑结构模式。
该结构由水平的梁、垂直的柱和地基组成,梁和柱均由混凝土与钢筋组成。
钢筋混凝土框架结构的优点在于其稳定性较高,适应不同强度要求。
钢筋混凝土框架结构还具有刚度高、耐久性好等特点,可以应用于高层建筑等需求高承重性结构建筑,因此在实际生产中的使用非常广泛。
2. 钢筋混凝土框架结构的受力机理钢筋混凝土框架结构的受力是由荷载引起的,荷载使结构体发生变形,当变形达到一定程度时,结构体就会发生破坏。
因此,如何正确的理解钢筋混凝土框架结构的受力机理对了解和掌握结构的性能与力学性能及实际应用具有重要意义。
(1)纵向受力的分析钢筋混凝土框架结构中,柱承受纵向荷载,其承载力主要由混凝土承受压力和钢筋的拉应力共同决定。
由于混凝土及钢筋的材料强度受其受力方向的影响,故柱受压承载力大于受拉承载力。
因此,在钢筋混凝土框架结构中,将柱都设计成受压构件是比较合理的。
(2)横向受力的分析钢筋混凝土框架结构中,梁承受横向荷载,其承载力主要由混凝土的剪切强度和钢筋的张力共同决定。
当荷载作用于梁时,梁会发生弯曲变形,上部受拉,下部受压。
因此,在梁的设计和施工过程中,需要合理地设置钢筋布置与箍筋的选用以提高梁的承载能力和抗震性。
(3)建筑物整体受力分析在钢筋混凝土框架结构中,每个单元(包括柱、梁)都需要承受纵向和横向荷载,并在承受荷载的过程中相互影响。
当荷载作用于整个建筑物时,其承受力主要由基础和整体钢筋混凝土框架结构共同决定。
框架-剪力墙结构受力特点及布置
理论探讨159产 城框架-剪力墙结构受力特点及布置李江中铁第五勘察设计院集团有限公司乌鲁木齐分院,新疆乌鲁木齐830000摘要:框架-剪力墙结构是由两种变形性质不同抗侧单元通过楼板协调变形、共同抵抗竖向荷载及水平荷载的结构。
本文阐述框架-剪力墙结构的受力特点及结构布置原则。
关键词:框架-剪力墙;刚度;侧移框架-剪力墙结构是高层建筑中种合理的、得到广泛应用的结构体系。
由于框-剪协同工作,结构的侧移及内力分布都较为合理,它沿高度各层层间位移较均匀。
剪力墙结构层间位移在顶部最大,框架结构层间位移在下部较大。
剪力墙下都承受的内力较大,而框架的内力分布则上下比较均匀。
在作结构布置时,要符合一般布置原则与要求,特别要注意剪力墙的布置及数量,框架布置虽然可以比较灵活,但也要注意使它尽量规则、传力直接和受力合理。
1 框架-剪力墙结构位移与内力分布规律λ是表示框架与剪力墙刚度的相对关系(λ称为框架-剪力墙的刚度特征值)。
图一(a )是框架与剪力墙在水平荷载作用下协同工作的位移曲线及内力分布情况。
当λ较大时,结构中框架为主,位移曲线以剪切型为主;λ很小时结构中以剪力墙为主,位移曲线以弯曲型为主;二者比例相当时(λ=1~6),为弯剪型变形,它的下部剪力墙作用大,略带弯曲型;上部剪力墙作用减小,略带剪切型,中间有反弯点,层间变形最大值在反弯点附近。
图一(b )是水平荷载作用下的总剪力,由图一(c )、(d)分别可见剪力墙及框架的剪力分布特征(V F 为框架剪力,Vw为剪力墙剪力),它们也与λ值有很大关系。
大部分情况下剪力墙下部承受了很大剪力,向上迅速减小,到顶部时剪力墙可承受负剪力(剪力方向与下部相反);而框架的剪力分布特征则是中间某层最大,向上向下都逐渐减小。
就剪力分配比例而言,各层的分配比例都在变化,通常剪力墙会承受大部分剪力,而框架承受小部分。
图一 框架-剪力墙结构侧移与剪力分布2 剪力墙形状及布置剪力墙可采用单片形、 L形、[形、I形或井筒形。
框架结构受力特点
框架结构受力特点框架结构是指由梁、柱、框架和连接件等构成的整体结构系统。
它的受力特点主要有以下几个方面。
框架结构具有整体性。
框架结构中的各个构件通过连接件相互连接,形成一个整体,受力时相互之间存在相互制约和相互依赖的关系。
在受力过程中,各个构件之间会相互传递力和应力,整体结构会承担整体受力。
这种整体性使得框架结构具有较高的稳定性和承载能力。
框架结构具有刚性。
框架结构中的梁和柱等构件一般都是刚性构件,其刚度比较大,具有一定的抗弯和抗压能力。
在受力过程中,框架结构中的构件会通过连接件相互连接,构成一个刚性的整体。
这种刚性使得框架结构能够有效地抵抗外部荷载的作用,保持结构的稳定性。
框架结构具有分布受力的特点。
在框架结构中,外部荷载作用在结构上时,会通过连接件传递到各个构件上,使得各个构件上产生不同的受力状态。
例如,在框架结构中的梁上,由于梁的自重和外部荷载的作用,会产生弯矩和剪力等受力。
而在柱上,则主要承受压力的作用。
这种分布受力的特点使得框架结构能够更好地适应不同的荷载情况,提高结构的稳定性和承载能力。
框架结构还具有变形能力。
在受力过程中,由于外部荷载的作用,框架结构会发生一定的变形。
这种变形是由于构件的伸缩和变形引起的。
框架结构通过连接件连接的构件之间可以相互移动和变形,从而使得整体结构能够适应外部的变形需求。
例如,在地震作用下,框架结构可以通过其变形能力来吸收地震能量,减小地震对结构的破坏。
框架结构具有轻量化的特点。
框架结构中的梁、柱等构件一般都是由轻质材料制成的,具有较小的自重。
这种轻量化的特点使得框架结构在设计和施工过程中更加方便,能够降低工程成本并提高施工效率。
同时,轻量化的结构也可以减小结构的负荷,提高结构的承载能力。
框架结构具有整体性、刚性、分布受力、变形能力和轻量化的特点。
这些特点使得框架结构在工程实践中得到广泛应用,能够满足不同的工程需求,并提高结构的稳定性和承载能力。
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框架―剪力墙结构的变形及受力特点在框架结构中加设适量的剪力墙,二者通过楼盖协同工作,以满足建筑物的抗侧要求,从而组成框架―剪力墙结构体系。
在框架中局部增加剪力墙可以在对建筑物的使用功能影响不大的情况下,使结构的抗侧刚度和承载力都有明显提高,所以这种结构体系兼有框架和剪力墙结构的优点,是一种适用性很广的结构形式。
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。
框架下部位移增长迅速,上部增长较慢,剪力墙则与之相反。
在框架―剪力墙结构下部,侧移较小的剪力墙对框架提供帮助,墙把框架向左边拉,框架―剪力墙的侧移比框架单独侧移小,比剪力墙单独侧移大;而上部,框架又可以对剪力墙提供支持,即框架把墙向左边推,其侧移比框架单独侧移大,比剪力墙单独侧移小。
最终框架―剪力墙结构的侧移大大减小,且使框架和剪力墙中内力分布更趋合理。
·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。
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框架墙,剪力墙的区别剪力墙(shear wall)又称抗风墙或抗震墙、结构墙。
房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。
防止结构剪切破坏。
剪力墙分平面剪力墙和筒体剪力墙。
平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。
为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力,在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。
现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑,整体性好。
筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中,由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成[1],筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体,其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。
墙根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙,前者以承受竖向荷载为主,如砌体墙;后者以承受水平荷载为主。
在抗震设防区,水平荷载主要由水平地震作用产生,因此剪力墙有时也称为抗震墙。
剪力墙按结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙。
其中以钢筋混凝土剪力墙最为常用。
框架结构其实是梁柱受力体系,墙不参与受力,所以所有框架结构的墙都是填充隔墙,不受力,现在比较多的做法比如说混凝土空心砌块,或者加气混凝土砌块,这些填充隔墙的容重很小;如果是剪力墙结构的话,剪力墙是主要受力构件,厚度或许都比填充墙厚。
就性能来说,各有各的用途。
框架-剪力墙结构,称为框剪结构,它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。
框剪结构的变形是剪弯型。
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。
水平荷载主要由剪力墙来承受。
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剪力,沿高度分布比样均匀,各层梁柱的弯矩比较接近,有利于减小梁柱规格,便于施工。
砌体结构和框架结构和剪力墙结构的受力特点分别是什么?(1 )砖混结构:是由砖或承重砌块砌筑的承重墙来承受楼层荷载。
多用来建造低层或多层居住建筑。
(2 )框架结构:由梁和柱组成的主体骨架承重结构,受力通过楼板——梁——柱传至地基。
多用来建造中高层和高层建筑。
(3 )剪力墙结构:是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用力的结构,也叫抗震墙结构。
多用来建造中高层和高层建筑。
框架剪力墙结构受力特点及使用范围(一)框架剪力墙结构的受力特点及适用范围1.框架剪力墙(或称框剪结构),广泛应用于高层办公和公共建筑,也大量应用于高层旅馆建筑。
框架剪力墙结构是由框架构成自由灵活的使用空间,来满足不同建筑功能的要求;同时又有足够的剪力墙,具有相当大的刚度,从而使结构具有较强的抗震能力,大大减少了建筑物的水平位移,避免填充墙在地震时严重破坏和倒塌。
所以在有抗震设计要求时,宜优先采用框剪结构代替框架结构。
2.框剪结构的受力特点(1)水平力通过楼板传递分配到剪力墙及框架。
(2)水平力产生的剪力在底部主要由剪力墙承担,因剪力墙在水平力作用时,底部变形小。
但到顶部时,剪力主要由框架承担。
即框架在顶部时变形较小(图10-24)。
(二)框剪结构中剪力墙的数量1.剪力墙的多少直接影响抗震能力,震害调查发现墙数量增加震害减少,日本福井和十胜冲地震中,钢筋混凝土墙每平方米楼面平均剪力墙长度少于50mm时,震害严重,每平方米楼面平均剪力墙长度多于150mm时,破坏轻微,甚至无害。
但是剪力墙过多,也会造成不经济,因剪力墙增多,结构的刚度增大,周期缩短,地震作用加大,内力增大材料用量增加,基础造价也相应提高。
2.合理的数量(1)按许可位移值决定按《高层规程》许可位移的限值来核算结构必要刚度。
一般装修标准的框剪结构顶点位移与全高之比;μ/H 不宜大于1/700;较高装修时,μ/H不宜超过1/850,或由层间相对位移与层高之比Δμmax/H的限制值来控制。
(2)用结构自震周期和地震作用来校核一般较合理的基本自震周期为:n为结构层数 3.剪力墙的布置 (1)剪力墙应沿各主要轴线方向布置,矩形,L形和槽形平面中,沿两个正交轴方向布置。
(2)应纵横方向同时布置,并使两个方向的自振周期比较接近。
(3)剪力墙的布置原则是:均匀、分散、对称、周边。
(4)宜布置在:竖向荷载较大处、平面形状变化处、楼电梯间(5)不宜在伸缩缝和防震缝两侧同时布置,纵向剪力墙不宜布置在端部,宜布置在中部。
(6)剪力墙的长度不宜太长,总高度与长度之比宜大于2。
单肢墙长度不宜大于8m,以免剪切破坏。
(7)剪力墙的最大间距(见表10-15)。
注:B——建筑物的宽度。
剪力墙之间的楼面有较大开洞时剪力墙的间距还应小一些。
实际工程中,剪力墙的间距一般在2.5B及30m以内。
这样的尺寸一般也已可满足建筑功能的要求了。
(8)框剪结构体系中,在设剪力墙后,框架柱应保留,柱作为剪力墙的端部翼缘,可加强剪力墙的承载能力和稳定性,且剪力墙的端部配筋可配置在柱截面内,使剪力墙可一直坚持工作到最后。
对比试验表明,取消框架柱后的剪力墙的极限承载力将下降30%。
(9)位于楼层上的框架梁也应保留,虽然在内力分析时不考虑剪力墙上的框架梁的受力,但梁作为剪力墙的横向加劲肋,也可提高剪力墙的极限承载力。
对比试验,无梁的剪力墙极限承载力要降低10%。
当实在无法加梁时,也应设置暗梁,暗梁的高度与明梁相同,纵筋与箍筋均与明梁相同。
(10)剪力墙宜设在框架柱的轴线内,保持对中,,不宜设在柱边。
五、简体结构当高层建筑结构层数多,高度大时,由平面抗侧力结构所构成的框架,剪力墙和框剪结构已不能满足建筑和结构的要求,而开始采用具有空间受力性能的筒体结构。
筒体结构的基本特征是:水平力主要是由一个或多个空间受力的竖向筒体承受。
简体可以由剪力墙组成,也可以由密柱框筒构成。
(一)简体结构的类型有1.筒中筒结构——由中央剪力墙内筒和周边外框筒组成;框筒由密柱(柱距3m)、高梁组成[图10-26(a)];2.简体—框架结构[图10-26],亦称框架—核心筒结构,由中央剪力墙核心筒和周边外框架组成;3.框筒结构[图10-26(c)];4.多重筒结构[图10-26(d)];5.成束筒结构[图10-26(e)];6.多筒体结构[图10-26(f)]。
(二)筒体结构的受力性能和工作特点1.简体是空间整截面工作的,如同一竖在地面上的悬臂箱形梁。
框筒在水平力作用下不仅平行于水平力作用方向上的框架(称为腹板框架)起作用,而且垂直于水平方向上的框架(称为翼缘框架)也共同受力。
薄壁筒在水平力作用下更接近于薄壁杆件,产生整体弯曲和扭转。
2.框筒虽然整体受力,却与理想筒体的受力有明显的差别。
理想简体在水平力作用下,截面保持平面,腹板应力直线分布,翼缘应力相等,而框筒则不保持平截面变形,腹框架柱的轴力是曲线分布的,翼缘框架柱的轴力也是而均匀分布;靠近角柱的柱子轴力大,远离角柱的柱子的轴力小。
这种应力分布不再保持直线规律的现象称为剪力滞后。
由于存在这种剪力滞后现象,所以简体结构不能简单按平面假定进行内力计算。
3.在简体结构中,剪力墙筒的截面面积较大,它承受大部分水平剪力,所以柱子承受的剪力很小;而由水平力产生的倾覆力矩,则绝大部分由框筒柱的轴向力所形成的总体弯矩来平衡,剪力墙和柱承受的局部弯矩很小。
由于这种整体受力的特点,使框筒和薄壁筒有较高的承载力和侧向刚度,而且比较经济。
4.当外围柱子间距较大时,则外围柱子形不成框筒,中央剪力墙内筒往往将承受大部分外力产生的剪力和弯矩,外柱只能作为等效框架,共同承受水平力的作用,水平力在内筒与外柱之间的分配,类似框剪结构。
5.成束筒由若干个筒体并联在一起,共同承受水平力,也可以看成是框筒中间加了一框架隔板。
其截面应力分布大体上与整截面简体相似,但出现多波形的剪力滞后现象,这样,它比同样平面的单个框筒受力要均匀一些。
(三)筒体结构布置 1.以方形圆形平面为好。
2.可用对称形的三角形或人字形。
3.外框筒柱的柱距以不大于3.0m为好。
4,矩形平面时,长宽比不宜大于1.5。
5.四角的柱子宜适当加大,一般截面加大2-3倍。
可做成L形,八字形。
6,筒体结构只有在细高的情况下才能近似于竖向悬臂箱形断面梁,发挥其空间整体作用,一般情况下H/B宜大于4。
7.由于框筒是空间整体受力,主要内力沿框架平面内分布,所以,框筒宜采用扁宽矩形柱,柱的边长位于框架平面内。
也可采用一字形柱。