高層建筑結(jié)構(gòu)教學 char0502 框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的近似計算方法與設(shè)計概念0429.ppt

1、第五章 剪力墻、框架剪力墻結(jié)構(gòu)的近似計算方法與設(shè)計概念5-1 計算基本假定5-3 剪力墻結(jié)構(gòu)的近似計算方法5-4 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的近似計算方法主要內(nèi)容5-4 框架剪力墻（筒體）結(jié)構(gòu)的近似計算方法框剪結(jié)構(gòu)是一種抗震性能良好的結(jié)構(gòu)宜盡量采用框剪結(jié)構(gòu)代替純框架結(jié)構(gòu)剪力墻多時，震害較輕，過多不經(jīng)濟。上部框架幫剪力墻下部剪力墻幫框架結(jié)構(gòu)沿著高度受力分布都趨向于均勻框架剪力墻框架-剪力墻框架剪力墻（筒體）結(jié)構(gòu)的荷載分配在豎向荷載作用下：按各自的承荷面積計算出每榀框架和每榀剪力墻的豎向荷載，然后分別計算內(nèi)力。在水平荷載作用下：因為框架與剪力墻的變形性質(zhì)不同，必須采用協(xié)同工作方法得到側(cè)移和各自的水平層剪力及內(nèi)

2、力。5.4.1 簡化假定及計算簡圖基本假設(shè)：1、樓板在自身平面內(nèi)的剛度無窮大。2、房屋體型規(guī)整，不會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。在以上假定之下，框架和剪力墻在同一個樓層標高處的水平位移相同。因此：把所有剪力墻綜合在一起形成總剪力墻；把所有的框架也綜合在一起形成總框架；把所有的聯(lián)系梁綜合在一起形成總聯(lián)系梁?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)協(xié)同工作計算的目的在于獲得荷載在框架和剪力墻中的分配?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)協(xié)同工作計算的目的與計算思路P158 。總剪力墻計算方法懸臂墻方法D值法總框架計算方法總聯(lián)系梁帶剛域桿件計算方法總框架層剪力每根柱 按規(guī)律總剪力墻總層剪力每片墻 按規(guī)律總聯(lián)系梁的梁端彎矩、剪力每根梁 按規(guī)律框剪結(jié)構(gòu)中三種類型的

3、梁B梁首先進入塑性，應設(shè)計成強剪弱彎。連接剪力墻聯(lián)接框架和剪力墻普通框架梁兩類計算體系絞結(jié)和剛結(jié)體系根據(jù)框架和剪力墻之間的聯(lián)系情況進行劃分：樓板連接：樓板平面外剛度為零，聯(lián)系為絞結(jié)。樓板和連系梁連接：連系梁對剪力墻產(chǎn)生約束彎矩，因而為剛結(jié)連接。代表5榀框架代表4片剪力墻計算簡圖選擇的基本方法1、地震作用在哪個方向就取哪個斷面2、體系分成總框架、總剪力墻、連桿三類構(gòu)件。3、絞結(jié)體系絞結(jié)連桿，剛結(jié)體系剛性連桿。4、總剪力墻放在左面或右面沒有關(guān)系。5、房屋的層數(shù)不變。6、剪力墻簡化為一個懸臂梁。7、簡化以后，僅僅考慮各總剪力墻、總框架的剛度，不考慮它們的截面尺寸。(不是說它們不應該有，而是在計算中我

4、們不需要。)絞結(jié)體系計算圖的選擇代表5榀框架代表2片剪力墻5榀框架都集中在此2片剪力墻向這里集中連梁代表剛性樓蓋，沒有軸向變形剛結(jié)體系計算圖的選擇代表5榀框架代表4片剪力墻2連梁兩端連剪力墻連桿計算簡圖中不考慮這4片剪力墻剛結(jié)體系計算圖的選擇 兩片剪力墻由連梁連接的兩種簡化方法簡化為雙肢剪力墻鉸接或單墻剛接如果連梁很弱為簡化起見鉸結(jié)體系協(xié)同工作計算框剪協(xié)同工作簡化計算方法也采用連續(xù)化方法，將結(jié)構(gòu)分成剪力墻及框架兩個基本體系?？偧袅Γ凑侦o定的彎曲桿件計算；框架的層剛度用D值法計算；連桿切斷處位移必須相等；列變形協(xié)調(diào)方程（534）5.4.2 協(xié)同工作的基本原理及剛度特征值鉸接體系的基本體系協(xié)同

5、工作計算墻變成了懸臂梁，它滿足梁方程普通框架假設(shè)兩者之間的作用力是連續(xù)而不均勻的取側(cè)移y為基本未知量鉸接體系采用與多肢墻計算類似的連續(xù)化方法，兩端鉸接的連桿不變形只有軸力?？偧袅偠菿片剪力墻等效剛度之和總框架抗推剛度S個柱抗推剛度之和框架抗推剛度總剪力墻剛度：總框架抗推剛度： 框-剪剛度的特征值的物理意義：總框架抗推剛度與總剪力墻抗彎剛度的相對大小，對框-剪結(jié)構(gòu)的受力及變形性能有很大影響。框-剪剛度的特征值鉸接體系：剛接體系：鉸接體系的微分方程及其通解根據(jù)以上圖可以建立y的微分方程：利用邊界條件可以確定4個待定常數(shù)根據(jù)不同的荷載形式可以得到對應的特解剛接體系采用類似的方法求解微分方程均布荷

6、載作用下的最終解至此結(jié)果已經(jīng)有了。用計算機可以方便地獲得結(jié)果，不一定要用后面的圖.與多肢墻類似，方程中只有兩個主要參數(shù)一個是坐標，另一個是剛度特征值 （多肢墻中是整體系數(shù)）。倒三角分布荷載作用下的最后計算公式：倒三角分布荷載下位移系數(shù)頂點位移倒三角分布荷載下剪力墻的彎矩系數(shù)底部截面總彎矩倒三角分布荷載下剪力墻的剪力系數(shù)底部截面總剪力底部頂部總框架剪力可由外荷載的總剪力減去總剪力墻剪力得到：當剛度特征值較大時，結(jié)構(gòu)中以框架為主，位移曲線主要是剪切型的；當很小時，結(jié)構(gòu)中以剪力墻為主，位移曲線主要是彎曲型的；二者比例相當時（ 16），為彎剪型變形，下部剪力墻作用大，略帶彎曲型；上部剪力墻作用小，略帶

7、剪切型。側(cè)移曲線中部有反彎點，層間變形最大值在反彎點附近。5.4.3 框-剪結(jié)構(gòu)位移與內(nèi)力分布規(guī)律圖（b）：均布荷載作用下結(jié)構(gòu)總剪力沿高度分布圖（c）：陰影線為剪力墻的剪力分布特征圖（d）：框架的剪力分布特征由于剪力墻比框架剛度大很多，通常剪力墻會承受大部分剪力，而框架承受小部分剪力。分配后剪力的主要特征是？圖（e）：框架與剪力墻之間的荷載分配關(guān)系 可見剪力墻下部承受的荷載將大于外荷載，而框架下部作用著負荷載，在框架與剪力墻的頂部有相互作用的集中力。荷載分配與剪力分配的特征是什么原因造成的？ 彎曲型變形為主的剪力墻與剪切型變形為主的框架在樓板的強制作用下變形必須協(xié)調(diào)，剪力墻下部變形必須加大，上

8、部必須減小，而框架正好相反。正由于變形協(xié)調(diào)造成了上述荷載分配與剪力分配的特征。5.11 框架剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計算的目的是什么？總剪力在各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)間的分配與純剪力墻結(jié)構(gòu)、純框架結(jié)構(gòu)有什么根本區(qū)別？5.13 求得總框架和總剪力墻的剪力后，怎樣求各桿件的M、N、V？思考題思考題5.14 怎么區(qū)分鉸接體系和剛接體系？5.15 D值和Cf值物理意義有什么不同？它們有什么關(guān)系？5.16 什么是剛度特征值？它對內(nèi)力分配、側(cè)移變形有什么影響？ 鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)幅有以下兩點要求：1.聯(lián)系梁彎矩調(diào)幅塑性內(nèi)力重分布的兩種方法：在內(nèi)力計算前降低需要調(diào)幅構(gòu)件的剛度，使它減少內(nèi)力；將彈性剛度計算所得到的聯(lián)系梁內(nèi)力乘以折減系數(shù)。對于聯(lián)系梁，規(guī)范規(guī)定調(diào)幅采用計算前降低需要調(diào)幅構(gòu)件的剛度的做法，最低降至0.5EI。5.4.4 鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)幅2.框架內(nèi)力的調(diào)整在地震作用下，通常都是剪力墻先開裂，剪力墻剛度降低后，框架內(nèi)力會增加。因此，在得到彈性計算內(nèi)力之后，要在框架與剪力墻之間進行內(nèi)力調(diào)整?！纠?題】柱:剛度修正系數(shù)，與梁柱剛度相對大小有關(guān)。12354理