框架結構與剪力墻結構協同工作原理,框架結構與剪力墻結構協同工作原理
結構與剪力墻結構協同工作時,通過相互作用使上下部分位移分布均衡,框架結構主要承擔垂直荷載,剪力墻則主要負責水平荷載,由于剪力墻剛度遠大于框架,通常承擔大部分受力荷載,在分擔荷載比例上,二者呈上下變化趨勢,框架下部變形較小,剪力墻下部變形增大,故剪力墻承擔更多下部荷載,框架分擔較少;上部則相反,剪力墻變形減小,框架變形增大,負擔剪力值相應增加。
框架結構與剪力墻結構協同工作原理
框架剪力墻結構是一種常見的建筑結構形式,它結合了框架結構和剪力墻結構的優點,以提高建筑物的抗震性能和整體穩定性。以下是關于框架結構與剪力墻結構協同工作原理的詳細解釋。
協同工作原理概述
框架剪力墻結構的協同工作原理主要體現在框架和剪力墻之間的相互作用,使得整個結構在水平荷載作用下的變形趨于均勻。具體來說,剪力墻的抗側剛度一般大于框架的抗側剛度,但在水平外力作用下,它們各承受的水平荷載并不是簡單地取決于它們的剛度比,而是由于框架和剪力墻的受力性能不同,它們之間是相互協同工作的。
變形特性
在水平荷載作用下,框架結構的水平變形類似于剪切變形梁,而剪力墻結構的水平變形則類似于懸臂彎曲梁。框架剪力墻結構通過樓板和連梁的連接,使得框架與剪力墻協同工作,變形曲線介于兩者之間。
連接方式
框架和剪力墻通過樓板和梁連接成一個整體,由于樓板和梁具有較大的剛度,使得同一高度的剪力墻和框架的變形相同。對于現澆樓板框架剪力墻結構而言,根據剛性樓板假定,樓板平面內剛度無限大,平面外剛度為零,因此樓板對框架和剪力墻產生的約束彎矩可以忽略不計,這種連接方式稱為框架剪力墻鉸接體系。
內力分配
在水平荷載作用下,剪力墻可認為是底部固接,頂部自由,受到外加荷載以及框架反力作用的一個懸臂梁;框架結構則是受到相互作用力的一個彈簧支座。由這兩部分一起承受水平外荷載作用,這就是框架剪力墻結構協同工作的原理。
計算方法
框架剪力墻結構的協同工作計算通常是在結構動力計算之后,框架和剪力墻計算之前進行的。計算目的是確定框架和剪力墻各承擔多少內力。在計算過程中,會將所有剪力墻綜合在一起形成總剪力墻,將所有的框架綜合在一起形成總框架。樓板和各片剪力墻間的連梁以及框架與剪力墻間的聯系梁構成總聯系梁。通過這種方法,可以簡化計算并得到框架和剪力墻的內力和位移分布。
結論
框架剪力墻結構的協同工作原理是通過框架和剪力墻之間的相互作用,使得整個結構在水平荷載作用下的變形趨于均勻,從而提高建筑物的抗震性能和整體穩定性。這種協同工作不僅體現在變形特性上,還包括內力的合理分配和計算方法的簡化。通過合理的結構布置和設計,可以充分發揮框架和剪力墻各自的優勢,實現結構的安全性和經濟性的統一。
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