一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系

本发明涉及土木建筑，具体涉及一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。

背景技术：

1、钢筋混凝土框架-剪力墙结构是一种常见的高层建筑结构形式，它由框架部分和剪力墙部分组成，由框架和剪力墙共同抵抗竖向和水平向的荷载。这种结构形式具有较高的侧向刚度和抗震性能，但也存在一些问题，如：

2、(1)框架部分的抗侧刚度很大，导致框架部分在水平荷载作用下产生很强的弯剪作用。由于框剪结构的变形能力较差，因此需要通过在节点区形成塑性铰来耗散地震作用。节点区一旦破坏便难以修复，因此为了保证结构的安全性，框架截面尤其是柱截面通常设计的比较大，很大程度上增加了框架部分的设计和施工成本。

3、(2)剪力墙部分在竖向荷载作用下产生轴向压力，使得剪力墙在复杂受力状态下更易破坏。

4、(3)框架部分和剪力墙部分之间存在水平位移不协调，导致结构在地震作用下产生不利的二阶效应，降低了结构的延性和耗能能力。

5、如何实现框架部分和剪力墙部分之间的承重抗侧分离，并提高结构的抗震性能，是当前建筑结构技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种既能有良好的变形能力，又能在地震作用下保护框架，尤其是节点，并把结构的损伤控制在某个范围或者一定程度内的承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。具体而言，本发明首先能够有效地分离竖向荷载和水平荷载，提高结构的抗震性能和安全性，降低结构的变形和损伤；其次简化施工工艺和节约材料成本，因为框架梁和框架柱采用铰接连接，剪力墙与框架柱采用滑槽连接，楼板与剪力墙不直接相连；且既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，适用于高层办公建筑和旅馆建筑等。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，包括框架和剪力墙；所述的框架包括框架梁和框架柱，框架梁两端分别与框架柱铰接，框架柱底端设置在基础上，并与基础铰接，使框架主要承担竖向荷载，几乎不承担水平荷载；

4、所述的剪力墙设置在框架围成的区域内；所述的剪力墙两侧设有框架柱，也称重力柱；剪力墙与相邻框架柱之间通过滑槽相连，使剪力墙和框架柱之间在竖向可以相对移动，水平向保持位移协调；

5、所述的剪力墙围成的区域内设有楼板；所述的楼板与剪力墙之间存在间隙，上述构造使剪力墙主要成为抗侧构件，而不承担除自身重力以外的竖向荷载。

6、进一步地，所述的框架梁两端设有与框架柱铰接的开槽，从而形成铰接节点；所述的框架柱底端置于基础顶面，即柱脚直接搁置在基础顶面，无钢筋与基础相连，因此没有水平方向和转动方向的约束，甚至可以自由抬起，从而不承受剪力和弯矩。

7、进一步地，所述的滑槽为设置在剪力墙和框架柱之间，且可以竖向自由滑动的金属件，滑槽起到传递水平荷载，而释放竖向约束的作用。

8、进一步地，剪力墙与楼板不直接相连，楼板与剪力墙周边框架柱、框架梁相连，剪力墙与周边框架柱间采用滑槽连接。通过以上构造，使得楼板竖向荷载不会传至剪力墙。

9、进一步地，所述的剪力墙为钢筋混凝土墙。

10、较之传统的刚接框架和框剪结构，本发明具有以下优点：

11、(1)传力路径更加清晰明确，框架主要承重，剪力墙主要抗侧，因此柱主要由轴压比控制，梁主要由跨中弯矩控制，剪力墙则是由弯剪或者拉弯控制，结构构件明晰的受力和破坏模式可以简化设计。

12、(2)由于梁端、柱底的铰接，以及墙的一系列分离构造，使得结构的变形能力比较好，且为无害位移。

13、(3)由于分离构造，传统框架易破坏的节点、柱底能得以保护，地震损伤可以控制在剪力墙，通过设计为自复位剪力墙便能在震后快速修复或者更换。

14、(4)避免了框架部分和剪力墙部分之间的水平位移不协调，消除了不利的二阶效应。

技术特征：

1.一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，其特征在于，包括框架和剪力墙(3)；所述的框架包括框架梁(2)和框架柱(1)，框架梁(2)两端分别与框架柱(1)铰接，框架柱(1)底端设置在基础上，并与基础铰接；

2.根据权利要求1所述的一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，其特征在于，所述的框架梁(2)两端设有与框架柱(1)铰接的开槽；所述的框架柱底端置于基础顶面。

3.根据权利要求1所述的一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，其特征在于，所述的滑槽(4)为设置在剪力墙(3)和框架柱(1)之间，且可以竖向自由滑动的金属件。

4.根据权利要求1所述的一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，其特征在于，所述的剪力墙(3)与楼板不直接相连，楼板与剪力墙(3)周边的框架柱(1)、框架梁(2)相连。

5.根据权利要求1所述的一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，其特征在于，所述的剪力墙(3)为钢筋混凝土墙。

技术总结
本发明涉及一种承重抗侧分离式钢筋混凝土框架‑剪力墙结构体系，包括框架和剪力墙。框架包括框架梁和框架柱，框架梁两端分别与框架柱铰接，框架柱底端设置在基础上，并与基础铰接。剪力墙设置在框架围成的区域内，两侧设有框架柱，剪力墙与相邻框架柱之间通过滑槽相连。剪力墙周边布置有楼板，楼板与剪力墙不直接相连，二者间留有一定间隙。与现有技术相比，本发明的优点是：能够有效地分离竖向荷载和水平荷载，提高结构的抗震性能和安全性，降低结构的变形和损伤，简化施工工艺和节约材料成本。

技术研发人员：吴浩,兰晗
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15