(6)框架—剪力墙结构在水平荷载作用下,水平位移是由楼层层间位移与层高之比 控制,而不是由顶点水平位移进行控制。层间位移最大值发生在(0.4~0.8) 范围内的楼层, 为建筑物总高度。
(7)框架—剪力墙结构在水平荷载作用下,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、柱构件规格较小,便于施工。
1.2 框架—剪力墙协同工作原理源-自/751+文,论`文'网]www.751com.cn
框架—剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同抗侧力的结构组成。在这种结构中,剪力墙的侧移刚度比框架的侧移刚度大得多。由于剪力墙侧向刚度大,因而承受大部分的水平荷载;框架有一定的侧移刚度,也承受一定的水平荷载。它们各承受多少水平荷载,主要取决于剪力墙与框架侧移刚度之比,但又不只是一个简单的比例关系。因为在水平荷载作用下,组成框架—剪力墙结构的框架和剪力墙是两种受力性能不同的结构形式。在同一结构受力单元中,由于楼板和连梁的连接作用,使框架和剪力墙协同工作,两者之间产生了相互作用力,具有共同的变形曲线。
剪力墙的工作特点类似于竖向悬臂弯曲梁,其变形曲线为弯曲型,如图1.3(a)所示。楼层越高水平位移增长越快;框架的工作特点类似于竖向悬臂剪切梁,其变形曲线为剪切型,楼层越高水平位移增长越慢,如图1.3(b)所示。当框架和剪力墙通过楼盖形成框架—剪力墙结构时,各层楼盖因其巨大的水平位移使得框架与剪力墙的变形协调一致,因而其变形曲线介于剪切型与弯曲型之间,属于弯剪型,如图1.3(c)所示。
三种形式的变形曲线如图1.4所示。可以看出,位于结构上部的剪力墙的位移比框架的要大,而在结构的下部,剪力墙的位移又比框架的要小。在结构的下部,框架把墙向右边拉,墙把框架向左边拉,因而框架—剪力墙的位移比框架的单独位移要小。框架与剪力墙之间的这种协同工作是非常有利的,使框架—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。
从以上分析可以看出,在框架—剪力墙结构中,沿竖向框架与剪力墙之间的水平荷载之比并非是一个固定的值,它随着楼层标高的变化,水平荷载在框架和剪力墙之间既不能按等效刚度 分配,也不能按侧移刚度 分配。另外值得一提的是:在框架—剪力墙结构中的框架受的剪力,下部为零,中部或上部较大,顶部不为零。
1.3 框架—剪力墙结构的分析计算方法
框架—剪力墙结构的分析计算方法大致可分为下列3类:
(1)空间三维分析方法
把剪力墙视作薄壁杆件、带刚域的杆件或平板单元,按结构体系空间变形的三维协调条件进行分析。该方法可以考虑杆件的弯曲、剪切和轴向变形,包括楼板变形的影响,也可以采用刚性楼板的假设以便简化。水平荷载的偏心作用所产生的建筑物扭转效应已自动包含在计算结果中,无需另外计算。但其计算工作量大,需用容量相当大的电子计算机进行。
(2)平面结构空间协同工作的分析方法
这个方法假定整个结构体系由各向的平面结构组成然后按结构体系水平变形的二维协调条件进行分析。显然,在两极平面结构相交处,其竖向变形是不协调的。故其计算结果的精度稍逊于空间三维分析方法。该方法的其它性能则与空间三维分析方法基本相同。同样,由于计算工作量大,需用电子计算机进行。