同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章

1、第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 第第5 5章章 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 5 5.1 .1 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置 5 5.2 .2 基本假定與計(jì)算簡圖基本假定與計(jì)算簡圖 5 5.3 .3 框架框架- -剪力墻鉸結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析剪力墻鉸結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析 5 5.4 .4 框架框架- -剪力墻剛結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析剪力墻剛結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析 5 5.5 .5 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算步驟及計(jì)算實(shí)例剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)

2、算步驟及計(jì)算實(shí)例 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.1 .1 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置 1 1）總體平面布置、豎向布置及變形縫設(shè)置等見前述；）總體平面布置、豎向布置及變形縫設(shè)置等見前述； 2 2）具體布置除符合下述規(guī)定外，其框架和剪力墻的布置應(yīng)）具體布置除符合下述規(guī)定外，其框架和剪力墻的布置應(yīng) 分別符合框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定。分別符合框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定。 5 5.1.1 .1.1 基本要求基本要求 1 1、雙向抗側(cè)力體系、雙向抗側(cè)力體系 1 1）框架）框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架與剪力墻協(xié)同工作共同抵抗水剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架與剪力墻

3、協(xié)同工作共同抵抗水 平荷載，其中剪力墻是結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件。平荷載，其中剪力墻是結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件。 2 2）為使框）為使框- -剪結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向均具有必需的水平承載力剪結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向均具有必需的水平承載力 和側(cè)向剛度，和側(cè)向剛度，應(yīng)在兩個主軸方向均勻布置剪力墻，形成雙向抗側(cè)應(yīng)在兩個主軸方向均勻布置剪力墻，形成雙向抗側(cè) 力體系。否則，力體系。否則，將造成兩個主軸方向結(jié)構(gòu)的水平承載力和側(cè)向剛將造成兩個主軸方向結(jié)構(gòu)的水平承載力和側(cè)向剛 度相差懸殊，度相差懸殊，可能使結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)，對結(jié)構(gòu)抗震不利?？赡苁菇Y(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)，對結(jié)構(gòu)抗震不利。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4、同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2、節(jié)點(diǎn)剛性連接與構(gòu)件對中布置、節(jié)點(diǎn)剛性連接與構(gòu)件對中布置 1 1）在框）在框- -剪結(jié)構(gòu)中，為保證結(jié)構(gòu)的整體剛度和幾何不變性，剪結(jié)構(gòu)中，為保證結(jié)構(gòu)的整體剛度和幾何不變性， 及大震作用下的穩(wěn)定性，需增加其贅余約束，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件間及大震作用下的穩(wěn)定性，需增加其贅余約束，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件間 的連接（節(jié)點(diǎn)）應(yīng)采用剛接。的連接（節(jié)點(diǎn)）應(yīng)采用剛接。 2 2）梁與柱或柱與剪力墻的中心線宜重合，以使內(nèi)力傳遞和）梁與柱或柱與剪力墻的中心線宜重合，以使內(nèi)力傳遞和 分布合理，保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的完整性。分布合理，保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的完整性。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同

5、濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.1.2 .1.2 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置 1 1、剪力墻的數(shù)量、剪力墻的數(shù)量 1 1）在框）在框- -剪結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度主要由同方向各片剪剪結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度主要由同方向各片剪 力墻彎曲剛度的總和力墻彎曲剛度的總和E Ec cI Iw w控制，水平位移隨控制，水平位移隨 E Ec cI Iw w 增大而減小。增大而減小。 2 2）剪力墻數(shù)量也不宜過多，否則地震作用相應(yīng)增加，還會）剪力墻數(shù)量也不宜過多，否則地震作用相應(yīng)增加，還會 使絕大部分水平地震力被剪力墻吸收，框架的作用不能充分發(fā)使絕大部分水平地震力被剪力墻吸收，

6、框架的作用不能充分發(fā) 揮，既不合理也不經(jīng)濟(jì)。揮，既不合理也不經(jīng)濟(jì)。 3 3）一般以滿足結(jié)構(gòu)的水平位移限值作為設(shè)置剪力墻數(shù)量的）一般以滿足結(jié)構(gòu)的水平位移限值作為設(shè)置剪力墻數(shù)量的 依據(jù)較為合適。依據(jù)較為合適。 4)4)抗震設(shè)計(jì)時，框架部分承受的地震傾覆力矩大于總地震抗震設(shè)計(jì)時，框架部分承受的地震傾覆力矩大于總地震 傾覆力矩的傾覆力矩的50%50%時，說明剪力墻數(shù)量偏少，其受力性能與框架結(jié)時，說明剪力墻數(shù)量偏少，其受力性能與框架結(jié) 構(gòu)相當(dāng)，宜適當(dāng)增加剪力墻數(shù)量。若不增加剪力墻數(shù)量，其框構(gòu)相當(dāng)，宜適當(dāng)增加剪力墻數(shù)量。若不增加剪力墻數(shù)量，其框 架抗震等級和柱軸壓比限值應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)采用。架抗震等級和柱軸壓

7、比限值應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)采用。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2、剪力墻的布置、剪力墻的布置 (1)(1)剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊、樓梯間、電梯間、平剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊、樓梯間、電梯間、平 面形狀或恒載變化較大的部位；剪力墻間距不宜過大；平面形狀面形狀或恒載變化較大的部位；剪力墻間距不宜過大；平面形狀 凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。 (2)(2)縱、橫向剪力墻宜組成縱、橫向剪力墻宜組成 L L 形、形、T T 形和匚形等，以使縱形和匚形等，以使縱( (橫橫) ) 墻作為

8、橫（縱）墻的翼緣。墻作為橫（縱）墻的翼緣。 (3)(3)剪力墻布置不宜過分集中，單片剪力墻承擔(dān)的水平剪力不剪力墻布置不宜過分集中，單片剪力墻承擔(dān)的水平剪力不 宜超過底部總剪力的宜超過底部總剪力的40%40%，以免結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心偏離，以免結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心偏離 過大、墻截面配筋過多以及不合理的設(shè)計(jì)。當(dāng)剪力墻墻肢截面高過大、墻截面配筋過多以及不合理的設(shè)計(jì)。當(dāng)剪力墻墻肢截面高 度過大時，可用門窗洞口或施工洞形成聯(lián)肢墻。度過大時，可用門窗洞口或施工洞形成聯(lián)肢墻。 (4)(4)框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)中的樓面結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻能協(xié)同工作剪力墻結(jié)構(gòu)中的樓面結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻能協(xié)同工作 的基

9、礎(chǔ)，應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)澆樓面。的基礎(chǔ)，應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)澆樓面。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 （5 5）剪力墻宜貫通建筑物全高，避免剛度突變；剪力墻洞口）剪力墻宜貫通建筑物全高，避免剛度突變；剪力墻洞口 宜上、下對齊?？拐鹪O(shè)計(jì)時，剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方宜上、下對齊?？拐鹪O(shè)計(jì)時，剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方 向的側(cè)向剛度接近。向的側(cè)向剛度接近。 （6 6）保證框架與剪力墻協(xié)同工作，橫向剪力墻沿房屋長方向）保證框架與剪力墻協(xié)同工作，橫向剪力墻沿房屋長方向 的間距宜滿足下表的要求；當(dāng)剪力墻之間的樓蓋有較大開洞時，的間距宜滿足下表的要求；當(dāng)剪力墻之間的樓蓋有

10、較大開洞時， 剪力墻的間距應(yīng)適當(dāng)減小；縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的剪力墻的間距應(yīng)適當(dāng)減小；縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的 兩盡端。兩盡端。 樓面形式樓面形式 非抗震設(shè)計(jì)非抗震設(shè)計(jì) （取較小值）（取較小值） 抗震設(shè)防烈度（取較小值）抗震設(shè)防烈度（取較小值） 6 6度，度，7 7度度8 8度度9 9度度 現(xiàn)澆現(xiàn)澆5.05.0B B,60,604.04.0B B,50,503.03.0B B,40,402.02.0B B,30,30 裝配整體裝配整體3.53.5B B,50,503.03.0B B,40,402.52.5B B,30,30- 剪力墻的間距限值剪力墻的間距限值 第五章第五章 框架框架

11、-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.1.3 .1.3 板柱板柱- -剪力墻結(jié)構(gòu)的布置剪力墻結(jié)構(gòu)的布置 （1 1）板柱）板柱- -剪力墻結(jié)構(gòu)中的板柱框架比梁柱框架更弱，高層剪力墻結(jié)構(gòu)中的板柱框架比梁柱框架更弱，高層 板柱板柱- -剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)布置成雙向抗側(cè)力體系，兩主軸方向均應(yīng)剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)布置成雙向抗側(cè)力體系，兩主軸方向均應(yīng) 設(shè)置剪力墻。設(shè)置剪力墻。 （2 2）抗震設(shè)計(jì)時，房屋的周邊應(yīng)設(shè)置框架梁，房屋的頂層）抗震設(shè)計(jì)時，房屋的周邊應(yīng)設(shè)置框架梁，房屋的頂層 及地下室一層頂板宜采用梁板結(jié)構(gòu)。當(dāng)樓板有較大開洞（如樓、及地下室一層頂板宜采用梁板結(jié)構(gòu)。當(dāng)樓板有較大開洞（如樓、

12、電梯間等）時，洞口周邊宜設(shè)置框架梁或邊梁。電梯間等）時，洞口周邊宜設(shè)置框架梁或邊梁。 (3) (3) 板柱板柱- -剪力墻結(jié)構(gòu)與框架剪力墻結(jié)構(gòu)與框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置要剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置要 求相同。求相同。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.1.4 .1.4 梁、柱截面尺寸及剪力墻數(shù)量的初步擬定梁、柱截面尺寸及剪力墻數(shù)量的初步擬定 1 1、梁、柱截面尺寸、梁、柱截面尺寸 梁截面尺寸一般根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定，柱截面尺寸可根據(jù)軸壓梁截面尺寸一般根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定，柱截面尺寸可根據(jù)軸壓 比要求確定。比要求確定。 2 2、剪力墻數(shù)量的粗估

13、、剪力墻數(shù)量的粗估 1)1)剪力墻數(shù)量不宜多，也不宜少，需要確定合適的剪力墻數(shù)剪力墻數(shù)量不宜多，也不宜少，需要確定合適的剪力墻數(shù) 量。震害表明，剪力墻多，震害較輕。量。震害表明，剪力墻多，震害較輕。 2)2)在初步設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)底層剪力墻、柱截面面積在初步設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)底層剪力墻、柱截面面積A Aw w、A Ac c 與樓面面積與樓面面積A Af f的比值，來粗估剪力墻的數(shù)量。的比值，來粗估剪力墻的數(shù)量。 設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)條件(Aw+Ac)/AfAw/Af 7 7度、度、類場地類場地3%5%2%3% 8 8度、度、類場地類場地4%6%3%4% 底層剪力墻（柱）截面面積與樓面面積的比值底層剪力墻

14、（柱）截面面積與樓面面積的比值 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 3 3、剪力墻數(shù)量的簡化方法、剪力墻數(shù)量的簡化方法 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的強(qiáng)弱與自振周期有關(guān)。自振周期長，地震作結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的強(qiáng)弱與自振周期有關(guān)。自振周期長，地震作 用??；自振周期短，地震作用大。當(dāng)剛度已滿足層間側(cè)移限值的用?。蛔哉裰芷诙?，地震作用大。當(dāng)剛度已滿足層間側(cè)移限值的 情況下，多設(shè)置墻反而會加大地震反應(yīng)。故設(shè)置的剪力墻恰好滿情況下，多設(shè)置墻反而會加大地震反應(yīng)。故設(shè)置的剪力墻恰好滿 足變形限值為剪力墻的最佳剛度。足變形限值為剪力墻的最佳剛度。 按照上述原則，可根據(jù)框架的剛度、側(cè)移變形限

15、值、設(shè)防烈按照上述原則，可根據(jù)框架的剛度、側(cè)移變形限值、設(shè)防烈 度、場地類別、重力荷載代表值等，可求得剪力墻的最佳剛度，度、場地類別、重力荷載代表值等，可求得剪力墻的最佳剛度， 具體方法詳見一些手冊和論文。具體方法詳見一些手冊和論文。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.2 .2 基本假定與計(jì)算簡圖基本假定與計(jì)算簡圖 5 5.2.1 .2.1 框架與剪力墻的協(xié)同工作框架與剪力墻的協(xié)同工作 1 1、定義：、定義： 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。在水平剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。在水平 荷載作用下，平面內(nèi)剛度

16、很大的樓蓋將二者連接在一起組成框荷載作用下，平面內(nèi)剛度很大的樓蓋將二者連接在一起組成框- - 剪結(jié)構(gòu)時，二者之間存在協(xié)同工作問題。剪結(jié)構(gòu)時，二者之間存在協(xié)同工作問題。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 1 1）在水平荷載下，單獨(dú)剪力墻的變形曲線以彎曲變形為主；）在水平荷載下，單獨(dú)剪力墻的變形曲線以彎曲變形為主； 單獨(dú)框架的變形曲線以整體剪切變形為主。單獨(dú)框架的變形曲線以整體剪切變形為主。 2 2）在框）在框- -剪結(jié)構(gòu)中，其變形曲線介于彎曲型與整體剪切型之剪結(jié)構(gòu)中，其變形曲線介于彎曲型與整體剪切型之 間。在下部，剪力墻的位移比

17、框架小，墻將框架向左拉，框架將間。在下部，剪力墻的位移比框架小，墻將框架向左拉，框架將 墻向右拉墻向右拉, ,即框架即框架“幫幫”剪力墻；在上部，剪力墻的位移比框架剪力墻；在上部，剪力墻的位移比框架 大，框架將墻向左推，墻將框架向右推，即剪力墻大，框架將墻向左推，墻將框架向右推，即剪力墻“幫幫”框架?？蚣堋?第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 3 3）框）框- -剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的特點(diǎn)使得框架和剪力墻能充分發(fā)揮剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的特點(diǎn)使得框架和剪力墻能充分發(fā)揮 各自的作用（框架主要承受豎向荷載，剪力墻主要承受水平荷各自的作用（框架主要

18、承受豎向荷載，剪力墻主要承受水平荷 載），從而充分體現(xiàn)出這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性。載），從而充分體現(xiàn)出這種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性。 4 4）二者之間存在協(xié)同工作二者之間存在協(xié)同工作使使框架框架- - 剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移大大減剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移大大減 小，內(nèi)力分布更趨合理。小，內(nèi)力分布更趨合理。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.2.2 .2.2 基本假定與計(jì)算簡圖基本假定與計(jì)算簡圖 1 1、基本假定：、基本假定： 1 1）樓板在自身平面內(nèi)的剛度為無限大。這保證了樓板將整）樓板在自身平面內(nèi)的剛度為無限大。這保證了樓板將整 個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的所有框架和剪力墻連為整

19、體，不產(chǎn)生相對變形。個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的所有框架和剪力墻連為整體，不產(chǎn)生相對變形。 2 2）房屋的剛度中心與作用在結(jié)構(gòu)上的水平荷載的合力作用）房屋的剛度中心與作用在結(jié)構(gòu)上的水平荷載的合力作用 點(diǎn)重合，在水平荷載作用下房屋不產(chǎn)生繞豎軸的扭轉(zhuǎn)。點(diǎn)重合，在水平荷載作用下房屋不產(chǎn)生繞豎軸的扭轉(zhuǎn)。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 在這兩個基本假定的前提下，同一樓層標(biāo)高處，各榀框架在這兩個基本假定的前提下，同一樓層標(biāo)高處，各榀框架 和剪力墻的水平位移相等。和剪力墻的水平位移相等。 可將結(jié)構(gòu)單元內(nèi)所有剪力墻綜合在一起，形成一榀假想的總可將結(jié)構(gòu)單元內(nèi)所有剪力墻綜合在一起

20、，形成一榀假想的總 剪力墻，總剪力墻的彎曲剛度等于各榀剪力墻彎曲剛度之和；剪力墻，總剪力墻的彎曲剛度等于各榀剪力墻彎曲剛度之和； 把結(jié)構(gòu)單元內(nèi)所有框架綜合起來，形成一榀假想的總框架，把結(jié)構(gòu)單元內(nèi)所有框架綜合起來，形成一榀假想的總框架， 總框架的剪切剛度等于各榀框架剪切剛度之和?？偪蚣艿募羟袆偠鹊扔诟鏖蚣芗羟袆偠戎?。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2、計(jì)算模型、計(jì)算模型 1 1）分類：）分類： 按照剪力墻之間和剪力墻與框架之間有無連梁，或者是否按照剪力墻之間和剪力墻與框架之間有無連梁，或者是否 考慮這些連梁對剪力墻轉(zhuǎn)動的結(jié)束作用，將框考慮這

21、些連梁對剪力墻轉(zhuǎn)動的結(jié)束作用，將框- -剪結(jié)構(gòu)分為：剪結(jié)構(gòu)分為： 框架框架- -剪力墻鉸結(jié)體系、框架剪力墻鉸結(jié)體系、框架- -剪力墻剛結(jié)體系。剪力墻剛結(jié)體系。 2 2）特點(diǎn)：）特點(diǎn)： （1 1）框架）框架- -剪力墻鉸結(jié)體系剪力墻鉸結(jié)體系 對圖示結(jié)構(gòu)單元平面，如沿房屋橫向的對圖示結(jié)構(gòu)單元平面，如沿房屋橫向的3 3榀剪力墻均為雙肢墻，榀剪力墻均為雙肢墻， 因連梁的轉(zhuǎn)動約束作用已考慮在雙肢墻的剛度內(nèi)，則總框架與因連梁的轉(zhuǎn)動約束作用已考慮在雙肢墻的剛度內(nèi)，則總框架與 總剪力墻之間可按鉸結(jié)考慮。連桿是剛性的總剪力墻之間可按鉸結(jié)考慮。連桿是剛性的( (即即EA)EA)，反映，反映 了剛性樓板的假定，保證

22、總框架與總剪力墻在同一樓層標(biāo)高處了剛性樓板的假定，保證總框架與總剪力墻在同一樓層標(biāo)高處 的水平位移相等。的水平位移相等。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 框架框架- -剪力墻鉸結(jié)體系剪力墻鉸結(jié)體系( (橫向橫向) ) 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 （2 2）框架）框架- -剪力墻剛結(jié)體系剪力墻剛結(jié)體系 對圖示結(jié)構(gòu)單元平面，沿房屋橫向有對圖示結(jié)構(gòu)單元平面，沿房屋橫向有3 3片剪力墻，剪力墻與片剪力墻，剪力墻與 框架之間有連梁連結(jié)，當(dāng)考慮連梁的轉(zhuǎn)動約束作用時，連梁兩框架之間有連梁連結(jié)，當(dāng)考慮連梁的轉(zhuǎn)動約束

23、作用時，連梁兩 端可按剛結(jié)考慮，其橫向計(jì)算簡圖如圖。端可按剛結(jié)考慮，其橫向計(jì)算簡圖如圖。 總連梁代表軸線總連梁代表軸線3 3列連梁的綜合。列連梁的綜合。 框架框架- -剪力墻剛結(jié)體系剪力墻剛結(jié)體系( (橫向橫向) ) 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 注：（注：（1 1）對于圖示兩種情況的結(jié)構(gòu)布置情況，當(dāng)考慮連梁）對于圖示兩種情況的結(jié)構(gòu)布置情況，當(dāng)考慮連梁 的轉(zhuǎn)動約束作用時，其縱向計(jì)算簡圖均可按剛結(jié)體系考慮。的轉(zhuǎn)動約束作用時，其縱向計(jì)算簡圖均可按剛結(jié)體系考慮。 （2 2）框）框- -剪結(jié)構(gòu)的下端為固定端，一般取至基礎(chǔ)頂面；剪結(jié)構(gòu)的下端為固定端，一般取

24、至基礎(chǔ)頂面； 當(dāng)設(shè)置地下室，且地下室樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓當(dāng)設(shè)置地下室，且地下室樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓 層側(cè)向剛度的層側(cè)向剛度的2 2倍時，可將地下室的頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部倍時，可將地下室的頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部 位。位。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 剛結(jié)體系剛結(jié)體系 當(dāng)連梁的剛度較大時當(dāng)連梁的剛度較大時 鉸結(jié)體系鉸結(jié)體系 當(dāng)連梁的剛度較?。划?dāng)連梁的剛度較??； 或連梁的轉(zhuǎn)動約束作或連梁的轉(zhuǎn)動約束作 用已考慮在雙肢墻的用已考慮在雙肢墻的 剛度內(nèi)時剛度內(nèi)時 綜綜 合合 框框 架架 綜合剪力墻綜合剪力墻 鉸接連桿鉸接連桿 綜綜

25、合合 框框 架架 綜合剪力墻綜合剪力墻 剛性連桿剛性連桿 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 1 1、總框架的剪切剛度、總框架的剪切剛度 1 1）定義：）定義： 框架柱的側(cè)向剛度框架柱的側(cè)向剛度D D ：使框架柱兩端產(chǎn)生單位相對側(cè)移所需：使框架柱兩端產(chǎn)生單位相對側(cè)移所需 施加的水平剪力；施加的水平剪力； 總框架的剪切剛度總框架的剪切剛度C Cf f：使總框架在樓層間產(chǎn)生單位剪切變形：使總框架在樓層間產(chǎn)生單位剪切變形 （=1=1）所需施加的水平剪力。）所需施加的水平剪力。 5 5.2.3 .2.3 基本計(jì)算參數(shù)基本計(jì)算參數(shù) 框框- -剪結(jié)構(gòu)分析時，需確定

26、總剪力墻的彎曲剛度、總框架的剪剪結(jié)構(gòu)分析時，需確定總剪力墻的彎曲剛度、總框架的剪 切剛度和總連梁的等效剪切剛度。切剛度和總連梁的等效剪切剛度。 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2）總框架的剪切剛度）總框架的剪切剛度 fiij CDhhD 式中式中 為第為第i i層第層第j j柱的側(cè)向剛度；柱的側(cè)向剛度； D D為同一層內(nèi)所有框架柱的為同一層內(nèi)所有框架柱的 之和；之和；h h為層高為層高 ij D ij D 當(dāng)各層當(dāng)各層 不相同時，計(jì)算中所用的不相同時，計(jì)算中所用的C Cf f可近似地以各層的可近似地以各層的 按高度加權(quán)取平均值，即按高度加權(quán)取平

27、均值，即 fi C fi C 12n f1f2fn f 12n C hChCh C hhh 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 3 3）考慮柱軸向變形時框架的剪切剛度）考慮柱軸向變形時框架的剪切剛度 框架剪切剛度的定義框架剪切剛度的定義 將上式對微分一次，得將上式對微分一次，得 式中，式中，q qf f(z)(z)為框架所承受的分布水平力；為框架所承受的分布水平力；V Vf f以及以及q qf f(z)(z)以自左以自左 向右為正。向右為正。 將上式積分兩次，得將上式積分兩次，得 zH f 0z f 1 yq (z)dzdz C fff dy VCC

28、dz 2 f ff 2 dV d y qzC dzdz 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 框架頂點(diǎn)的側(cè)移為框架頂點(diǎn)的側(cè)移為 或者寫成或者寫成 比照上式，可定義考慮柱軸向變形后框架的剪切剛度比照上式，可定義考慮柱軸向變形后框架的剪切剛度 u uM M為僅考慮梁、柱彎曲變形時框架的頂點(diǎn)側(cè)移，可用值為僅考慮梁、柱彎曲變形時框架的頂點(diǎn)側(cè)移，可用值 法計(jì)算；法計(jì)算；u uN N為柱軸向變形引起的框架頂點(diǎn)側(cè)移。為柱軸向變形引起的框架頂點(diǎn)側(cè)移。 zH Mz Hfz H 0z f 1 uyq (z)dzdz C zH ffz H 0 z M 1 Cq (z)dzdz

29、 u zH f 0fz H 0z MN 1 Cq (z )dzdz uu M f 0f MN u CC uu 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2、連梁的約束剛度、連梁的約束剛度 框框- -剪剛結(jié)體系的連梁進(jìn)入墻的部分剛度很大，剪剛結(jié)體系的連梁進(jìn)入墻的部分剛度很大，因此連梁應(yīng)作因此連梁應(yīng)作 為帶剛域的梁進(jìn)行分析。剪力墻間的連梁是兩端帶剛域的梁，為帶剛域的梁進(jìn)行分析。剪力墻間的連梁是兩端帶剛域的梁， 剪力墻與框架間的連梁是一端帶剛域的梁。剪力墻與框架間的連梁是一端帶剛域的梁。 連梁的計(jì)算簡圖連梁的計(jì)算簡圖 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力

30、墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 1 1）兩端帶剛域的連梁）兩端帶剛域的連梁 在水平荷載下，根據(jù)剛性樓板假定，同層框架與剪力墻的水在水平荷載下，根據(jù)剛性樓板假定，同層框架與剪力墻的水 平位移相同，同時假定同層所有結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角平位移相同，同時假定同層所有結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角也相同，則可得也相同，則可得 兩端帶剛域連梁的桿端轉(zhuǎn)動剛度：兩端帶剛域連梁的桿端轉(zhuǎn)動剛度： o 12 3 6EI1ab m l 1ab1 o 21 3 6EI1ab m l 1ab1 1 1 2 1 l lalbl 21 m 12 m EI 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 2 2）一端帶剛域

31、的連梁）一端帶剛域的連梁 在上式中令在上式中令b=0b=0，可得一端帶剛域連梁的桿端轉(zhuǎn)動剛度，可得一端帶剛域連梁的桿端轉(zhuǎn)動剛度 o 12 3 6EI1a m l 1a1 o 21 2 6EI1 m l 1a1 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 3 3）連梁的線約束剛度）連梁的線約束剛度 當(dāng)?shù)诋?dāng)?shù)趇 i層內(nèi)有層內(nèi)有k k根剛結(jié)連梁時，總連梁的線約束剛度為根剛結(jié)連梁時，總連梁的線約束剛度為 當(dāng)采用連續(xù)化方法計(jì)算時，應(yīng)將當(dāng)采用連續(xù)化方法計(jì)算時，應(yīng)將S S12 12和 和S S21 21化為沿層高 化為沿層高h(yuǎn) h的線約的線約 束剛度束剛度C C12 12和

32、 和C C21 21，即 ，即 單位高度上連梁兩端線約束剛度之和為單位高度上連梁兩端線約束剛度之和為 12 12 21 21 m C h m C h b1221 CCC k bi1221 j 1 CCC 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 3 3、剪力墻的彎曲剛度、剪力墻的彎曲剛度 總剪力墻的等效剛度為結(jié)構(gòu)單元內(nèi)同一方向總剪力墻的等效剛度為結(jié)構(gòu)單元內(nèi)同一方向( (橫向或橫向或 縱向縱向) )所有剪力墻等效剛度之和，即所有剪力墻等效剛度之和，即 當(dāng)各層總連梁的當(dāng)各層總連梁的C Cbi bi不同時，可近似地按高度取加權(quán)平均值 不同時，可近似地按高度取加權(quán)平

33、均值 ii b C h C H weq EIEI 當(dāng)各層剛度相差不大，可近似地按高度取加權(quán)平均值當(dāng)各層剛度相差不大，可近似地按高度取加權(quán)平均值 k wi j 1 w EI h EI H 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.3 .3 框架框架- -剪力墻鉸結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析剪力墻鉸結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析 與前述雙肢剪力墻的求解方法類似與前述雙肢剪力墻的求解方法類似, ,對框?qū)? -剪結(jié)構(gòu)仍采用連剪結(jié)構(gòu)仍采用連 續(xù)化方法續(xù)化方法連續(xù)連桿法。連續(xù)連桿法。 連續(xù)連桿法是沿結(jié)構(gòu)的豎向采用連續(xù)化假定，即把每層的連續(xù)連桿法是沿結(jié)構(gòu)的豎向采用連續(xù)化假定，即把每層的 連梁

34、沿層高連續(xù)化為連續(xù)柵片。這個假定使總剪力墻與總框架連梁沿層高連續(xù)化為連續(xù)柵片。這個假定使總剪力墻與總框架 不僅在每一樓層標(biāo)高處具有相同的側(cè)移，而且沿整個高度都有不僅在每一樓層標(biāo)高處具有相同的側(cè)移，而且沿整個高度都有 相同的側(cè)移，從而使計(jì)算簡化到能用微分方程來求解。相同的側(cè)移，從而使計(jì)算簡化到能用微分方程來求解。 求解基本思路：求解基本思路： 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 連續(xù)連桿法連續(xù)連桿法 微分方程的求解微分方程的求解 求解四階常系數(shù)求解四階常系數(shù) 非齊次線性微分方程非齊次線性微分方程 計(jì)算模型的簡化計(jì)算模型的簡化 基本假定基本假定 求解超靜定

35、結(jié)構(gòu)求解超靜定結(jié)構(gòu) 一個未知力的超靜定結(jié)構(gòu)一個未知力的超靜定結(jié)構(gòu) 微分方程的建立微分方程的建立 2 2 d y EIM dz 求解內(nèi)力求解內(nèi)力 微分關(guān)系求解內(nèi)力微分關(guān)系求解內(nèi)力 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 7.3.1 7.3.1 基本假定基本假定 (1)(1)樓蓋在其自身平面內(nèi)的抗彎剛度為無限大樓蓋在其自身平面內(nèi)的抗彎剛度為無限大; ; (2)(2)房屋在水平荷載作用下不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。房屋在水平荷載作用下不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。 F1 F2 Fn 剪力墻剪力墻 綜合框架綜合框架 框架框架 連桿連桿 綜合剪力墻綜合剪力墻 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 將集中荷載在層將集中荷載在層 高內(nèi)連續(xù)化：高內(nèi)連續(xù)化： 將連桿用力來代替，可得到如下計(jì)算簡圖將連桿用力來代替，可得到如下計(jì)算簡圖 第五章第五章 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 同濟(jì)大學(xué)高層建筑第五章 5 5.3.2 .3.2 基本方程及其一般解基本方程及其一般解 1 1、基本方程：、基本方程： 以總剪力墻為隔離體，采用圖示的正負(fù)號規(guī)定，以總剪力墻為隔離體，采用圖示的正負(fù)號