房屋是框架结构经得住地震,还是框剪结构抗震?怎么选择?

这个问题答案很明确,框剪结构当然比框架结构抗震 。
这个要从地震的破坏原理说起 。地震会从震源产生强大的地震波,其中有横波和纵波,均属于机械波 。横波和纵波在地表相遇后,产生能量相当大的混合波,这种混合波沿地表面水平方向传播,又称面波,是造成建筑物破坏的罪魁祸首 。所以地震作用破坏最大的就是水平作用 。
建筑结构的抗震设计正是基于地震的破坏原理,主要考虑抵抗水平方向的地震作用 。而抵抗水平方向的地震作用,势必要加强建筑物水平方向的承载能力,这个在建筑结构设计中叫做侧向刚度 。很显然,侧向刚度大的结构形式很适合于抗震 。
而框架结构和框剪结构相比,框剪结构的侧向刚度更大 。因为为框架结构提供侧向刚度的主要是框架柱,为框剪结构提供侧向刚度的主要是剪力墙 。钢筋混凝土剪力墙与框架柱相比,水平方向截面大的多,惯性矩就大,侧向刚度自然也大得多 。
上图就是框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构也就是框剪结构在地震作用下的变形对比 。框架结构侧向刚度小,在水平地震作用下呈现剪切型变形,水平位移大,变形幅度大;剪力墙结构侧向刚度大,在水平地震作用下呈现弯曲型变形,水平位移小,变形幅度小 。而框剪结构介于二者之间 。
框剪结构就是下图这种结构形式:
因此,框架-剪力墙结构的侧向刚度大于框架结构,抗震性能更佳 。框剪结构的设计理念也是由框架主要承担竖向荷载,由剪力墙主要承担水平荷载 。经过试验,框剪结构中剪力墙可以承担80%的水平荷载作用,当然也包括地震作用 。
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房屋是框架结构经得住地震,还是框剪结构抗震?怎么选择?

文章插图
这对于一个土木工程专业毕业的学生来说,简直不能再简单了 。
当然是框剪结构抗震啊 。理由如下:
地震波分为地震横波和纵波,而横波对建筑物造成的危害比纵波要大很多 。所以抗震主要就是抗地震横波,也就是承受水平荷载能力强 。
框剪结构全称叫框架剪力墙结构,是介于框架结构和剪力墙结构中间的结构类型,既有框架结构空间灵活的优点,又有剪力墙结构侧向刚度大的优点 。剪力墙顾名思义就是抗剪力的墙,在框架结构中加入剪力墙使得建筑物侧向刚度大,可以承受更大的水平荷载 。
框架结构主要由柱承受水平荷载、框剪结构则主要有剪力墙承受水平荷载,一般情况下,约80%以上用剪力墙来承担,而剪力墙承受水平荷载能力比柱要强很多 。
框架结构常用于10层以下的多层公共建筑,比如办公楼,商场等 。在非地震区也用于高层建筑 。
框剪结构常用于高层的办公楼、商场和酒店,高度不高于150m 。
正是由于框剪结构更加抗震,所以才可以盖得更高 。
以上是我的一些粗浅看法,有不同意见的小伙伴请踊跃留言,共同探讨问题 。
不论框架还是框剪在强震级下都不堪一击,因为地球上所以固定物体都是扎根与地面地表之上,地震是直接破坏地表浅层或者深层,其中浅源地震破坏力最大,浅源地震所产生震波就像海面上风起波浪一样无情地向前波动,大家想想看,水面上船舶是什么样子吗,船是漂浮的,还可以随波逐流,再想想地面,你就知道了!要想做到抗震性好,就必须改变房屋材料质的变化,比如柔韧性,或者不易破碎材质,钢筋混凝土那都不是事了!看看能不能制造智能家居了?
框剪结构比框架结构抗震 。
日本是个地震多发地,所以对建筑物要求很高,在日本的建筑物中,是没有框架结构的 。


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