框架 剪力墙 框剪结构的变形特点.pdfVIP

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第1页

摘要：框架结构的变形为剪切型，剪力墙结构的变形为弯曲型，框架结构的

变形为弯剪型。有的时候只是死记硬背，而不知其中真正的原因，很多人都有这

种现象，首先什么叫剪切型、弯曲型？

一般国内高层结构设计教材上都是这样定义的：①弯曲型：变形特点

与悬臂梁的弯曲变形规律一致，称为弯曲变形。②剪切型：变形特点与悬臂梁的

剪切变形规律一致，称为剪切变形。

1.框架结构的变形特点

要理解框架结构的变形特点首先研究下框架结构的受力特点。

(1)框架结构在水平力作用下的受力特点

方便起见，仅考虑单层单跨的框架结构，计算其在水平力作用下的内力分

布情况。

图一单层单跨结构受力特点

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第1页

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第2页

框架结构的抗倾覆弯矩是由两部分组成的：①框架柱柱端弯矩②框架

边柱的轴力组成的弯矩。对于单层单跨框架结构，这两部分各占50%，即都为FH/2。

(2)框架结构在水平力作用下的变形特点

现在，我们换个角度看问题。假如上图中的抗倾覆弯矩计算位置不是取在

底部而是取在柱子的反弯点位置处，那么结构受力就像图二（d）图所示。可以

将图二（a）中框架看成一根空腹的悬臂柱，截面高度为框架总跨度，在反弯点

切开时，空腹悬臂柱的弯矩M和剪力V各自产生相应的变形。由于轴向方向的截

面利用率大于受弯截面利用率（可以试算相同的力用于受压以及用于受弯时的变

形值），剪力V产生的变形要远大于弯矩M产生的变形，框架结构的变形特点整

体呈现剪切型。

图二某框架结构变形示意

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第2页

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第3页

2.剪力墙结构变形特点

研究剪力墙的结构变形之前，我们先看一个多层排架的受力及变形特点。

（1）排架结构受力及变形特点

排架结构可以看做成一种特殊的框架结构。当梁柱线刚度比大于4的时候，可以

将梁看做无穷刚，此时节点区域不发生相对变形。当柱子线刚度远大于梁线刚度

时，梁柱节点可以看做铰接，就是图三中的排架结构。有的人要问了，为什么排

架也是框架，但图三中的变形是弯曲型，而不是框架的剪切型呢？框架与排架的

本质区别在于梁柱节点有无相对变形（梁是否受剪、柱子是否有轴力、柱子是否

有反弯点）。图三中的排架结构，柱子的受力形式接近于悬臂梁，因此其变形特

性为弯曲型。（可以看看图四中的柱子弯矩图，假如取出一整根框架柱计算变形

应为剪切型）

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第3页

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第4页

图三多层排架结构受力及变形

图四多层框架结构受力及变形

（2）剪力墙结构变形

剪力墙结构由于“柱子构件”剪力墙截面巨大，其实说白了就是一种排架

结构（弱连梁）或者没有梁的排架结构（整片墙），（只不过为了控制其变形，

剪力墙的刚度很大）因此其变形形式为弯曲型。

3.框剪结构变形特点

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第4页

框架剪力墙框剪结构的变形特点--第5页

框剪结构是框架与剪力墙构成的结构。图五示意了框架剪力墙结构的计算

模型。可以将框架剪力墙结构等效成一种排架与框架结构混用的结构形式，只不

过排架结构的柱子不是柱子截面范畴是剪力墙截面。