第六章 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算_第1頁
第六章 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算_第2頁
第六章 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算_第3頁
第六章 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算_第4頁
第六章 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算_第5頁
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文檔簡介

1、第六章 框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1共一百一十一頁6.1框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)6.1.1結(jié)構(gòu)變形、受力特點(diǎn)框架剪力墻結(jié)構(gòu)純框架體系+純剪力墻體系水平荷載作用下變形特點(diǎn):純框架結(jié)構(gòu)底部層間位移較大,頂部層間位移較小,屬于剪切型;純剪力墻結(jié)構(gòu)底部層間位移較小,而頂部層間位移較大,屬于彎曲型。由于(yuy)樓板平面內(nèi)剛度為無限大,任意高度剪力墻與框架的側(cè)移相同,在框架與剪力墻共同作用時(shí),框架-剪力墻變形為彎剪型 2共一百一十一頁6.1框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)6.1.1框架剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn):根據(jù)變形特點(diǎn),在框架與剪力墻共同作用時(shí),任意高度剪力墻與框架的側(cè)移相同,

2、則在底部剪力墻對框架起支撐作用,頂部框架對剪力墻起支撐作用。由于剪力墻具有較大的抗側(cè)移剛度,剪力墻承擔(dān)60%-80%的水平荷載(hzi),其余由框架結(jié)構(gòu)來承擔(dān),具有多道防線的作用。3共一百一十一頁6.1.2框架剪力墻結(jié)構(gòu)(jigu)方案的選定1. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)平面布置 結(jié)構(gòu)豎向布置 樓蓋結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置的一般原則,同前面的內(nèi)容(nirng);框-剪結(jié)構(gòu)還應(yīng)遵循以下的特殊要求:4共一百一十一頁1. 框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)布置(1)樓蓋結(jié)構(gòu) 50米,應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu) 50米 8、9度宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu) 6、7度可采用裝配(zhungpi)整體式樓蓋結(jié)構(gòu),樓蓋每層宜設(shè)置鋼筋混凝

3、土現(xiàn)澆層。現(xiàn)澆層厚度混凝土強(qiáng)度等級雙向鋼筋網(wǎng)預(yù)制板板縫寬度50204068150200宜405共一百一十一頁1. 框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)布置()框架-剪力墻是以其整體方式承擔(dān)外荷載和作用,故框架和剪力墻的布置方式靈活 框架與剪力墻(單片墻、聯(lián)肢墻或較小井筒)分開布置; 在框架結(jié)構(gòu)的若干跨內(nèi)嵌入剪力墻(帶邊框剪力墻); 在單片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)內(nèi)連續(xù)(linx)分別布置框架和剪力墻; 上述兩種或三種形式的混合6共一百一十一頁1. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)(jigu)布置()設(shè)計(jì)成雙向抗側(cè)力體系,并使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近()除個(gè)別節(jié)點(diǎn)外不應(yīng)采用(ciyng)鉸接,梁與柱、柱與剪力墻的中線宜重合7共一

4、百一十一頁()框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻布置(bzh)須滿足:8共一百一十一頁剪力墻周邊均勻布置,樓梯間、電梯間、平面(pngmin)形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻的間距不宜過大。平面形狀凹凸較大時(shí),宜在凸出部位的端部附近布置剪力墻??v、橫剪力墻宜組成形、形、I形和形等形式。剪力墻宜貫通建筑物的全高,宜避免剛度突變;剪力墻開洞時(shí),洞口宜上下對齊。樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置。單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的40 ; 9共一百一十一頁1. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)(jigu)布置()長矩形平面(pngmin)或平面(pngmin)有一部分較長的建筑中,為保證樓板平

5、面(pngmin)剛度的無窮大 橫向剪力墻沿長方向的間距宜滿足附表8.9的要求,當(dāng)這些剪力墻之間的樓蓋有較大開洞時(shí),剪力墻的間距應(yīng)適當(dāng)減小10共一百一十一頁注: 1 表中B為樓面寬度,單位為m; 2 裝配整體式樓蓋的現(xiàn)澆層應(yīng)符合(fh)有關(guān)規(guī)定; 3 現(xiàn)澆層厚度大于60mm的疊合樓板可作為現(xiàn)澆板考慮。 表6.1 剪力墻最大間距(jin j)(m) 樓蓋形式非抗震設(shè)計(jì)(取較小值)抗震設(shè)防烈度6度、7度(取較小值)8度(取較小值)9度(取較小值)現(xiàn)澆5.0B,604.0B,503.0B,402.0B,30裝配整體3.5B,503.0B,402.5B,3011共一百一十一頁1. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)(ji

6、gu)布置 縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端。剪力墻對樓蓋兩端有約束作用,混凝土收縮和溫度變化時(shí)易使樓蓋中部(zhn b)出現(xiàn)裂縫 (體系裂縫)12共一百一十一頁1. 框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)布置. 板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)符合(樓蓋無梁,節(jié)點(diǎn)薄弱)(1) 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 (2) 抗震設(shè)計(jì)時(shí),房屋的周邊應(yīng)設(shè)置框架(kun ji)梁,房屋的頂層及地下一層頂板宜采用梁板結(jié)構(gòu)(3) 有樓梯間、電梯間等較大開洞時(shí),洞口周圍宜設(shè)置框架梁或邊梁 13共一百一十一頁(4)無梁板可根據(jù)承載力和變形要求采用無柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。柱托板的長度和厚度應(yīng)按

7、計(jì)算確定,且每方向長度不宜(by)小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4。7 度時(shí)宜采用有柱托板,8 度時(shí)應(yīng)采用有柱托板,此時(shí)托板每方向長度尚不宜小于同方向柱截面寬度和4 倍板厚之和,托板總厚度尚不應(yīng)小于柱縱向鋼筋直徑的16 倍。當(dāng)無柱托板且無梁板抗沖切承載力不足時(shí),可采用型鋼剪力架(鍵),此時(shí)板的厚度并不應(yīng)小于200mm;14共一百一十一頁2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量 剪力墻布置數(shù)量的多少直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性: 安全性:當(dāng)剪力墻布置數(shù)量較少時(shí),水平荷載仍主要由框架承擔(dān),結(jié)構(gòu)剛度小 ,側(cè)移不滿足規(guī)范要求,未能充分發(fā)揮剪力墻抵抗水平力的能力,地震時(shí)結(jié)構(gòu)容易造成破壞(phui)

8、; 經(jīng)濟(jì)性:當(dāng)剪力墻布置數(shù)量較多時(shí),結(jié)構(gòu)總側(cè)移剛度加大,結(jié)構(gòu)自震周期縮短,易與場地卓越周期接近,引起共振;同時(shí)結(jié)構(gòu)總重量增加,地震力增加,增大了結(jié)構(gòu)內(nèi)力,造成結(jié)構(gòu)破壞。剪力墻的合理數(shù)量,可在三個(gè)階段分別控制:方案階段、初估尺寸階段、計(jì)算復(fù)核階段。15共一百一十一頁 2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量() 方案階段間距符合附表8.9,能保證樓面剛度無限大 一般及30左右為保證結(jié)構(gòu)的延性,應(yīng)設(shè)計(jì)成細(xì)高剪力墻,大于,破壞(phui)時(shí)為彎曲破壞(phui)若不滿足,設(shè)洞口,洞口連梁用弱連梁 墻肢長度不宜大于16共一百一十一頁 2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量(2)初估尺寸階段 . 剪力墻截面面積、柱截面面積、

9、樓面面積; 2 .表中數(shù)值是縱橫兩方面的總量,應(yīng)使兩個(gè)方向的剪力墻數(shù)量(shling)接近; 3.高度較大的框架剪力墻結(jié)構(gòu),宜取表中的上限值。 表6.1底層構(gòu)件截面積與樓面面積之比設(shè)計(jì)條件構(gòu)件截面面積與樓面面積之比(+)剪力墻截面面積與樓面面積之比度,類土0.030.050.020.03度,類土0.040.060.030.0417共一百一十一頁2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量(3)計(jì)算復(fù)核階段 考慮填充墻的影響(yngxing)自振周期 不考慮填充墻的影響自振周期 18共一百一十一頁2.剪力墻合理(hl)數(shù)量 軸壓比 (保證框架柱和剪力墻的延性) 表6.3 柱軸壓比限值 對于類場地(chngd)上

10、較高的高層建筑,其軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小 結(jié)構(gòu)類型抗震等級一二三框架0.70.800.90板柱-剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、筒中筒0.750.850.95部分框支剪力墻0.600.7019共一百一十一頁柱軸壓比限值(附注(fzh))1.柱軸壓比指考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)(shj)值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)(shj)值乘積的比值 2. 適用于C60以下的柱 C65C70時(shí),降低0.05 C75C80時(shí),降低0.10 20共一百一十一頁柱軸壓比限值(附注(fzh))3.適用于剪跨比2的柱 1.52.0 減小0.05 1.5時(shí) 軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊(tsh)構(gòu)造措施

11、 21共一百一十一頁柱軸壓比限值(附注(fzh))4. 當(dāng)沿柱全高采用井字復(fù)合箍,箍筋間距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm時(shí),柱軸壓比限值可增加0.10;當(dāng)沿柱全高采用復(fù)合螺旋(luxun)箍,箍筋螺距不大于100mm。肢距不大于200mm、直徑不小于12mm時(shí),柱軸壓比限值可增加0.10;當(dāng)沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合螺旋箍,且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直徑不小于10mm時(shí),軸壓比限值可增加0.10。以上三種配箍類別的含箍特征值應(yīng)按增大的軸壓比確定; 22共一百一十一頁柱軸壓比限值(附注(fzh))5. 當(dāng)柱截面中部設(shè)置由附加縱向鋼筋形成(xngchng)的

12、芯柱,且附加縱向鋼筋的截面面積不小于柱截面面積的0.8時(shí),柱軸壓比限值可增加0.05。當(dāng)本項(xiàng)措施與注4的措施共同采用時(shí),柱軸壓比限值可比表中數(shù)值增加0.15,但箍筋的配箍特征值仍可按軸壓比增加0.10的要求確定; 23共一百一十一頁柱軸壓比限值(附注(fzh))6. 附注(fzh)第4、5兩款之措施,也適用于框支柱 7. 柱軸壓比限值不應(yīng)大于1.0524共一百一十一頁2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量 表6.4 剪力墻軸壓比限值對剪力墻指重力(zhngl)荷載代表值作用下剪力墻墻肢的軸向壓力設(shè)計(jì)值(名義軸壓比)軸壓比一級(9度)一級(7、8度)二級N/fcA0.40.50.625共一百一十一頁2.

13、剪力墻合理(hl)數(shù)量 結(jié)構(gòu)側(cè)移限制層間最大位移與層高之比側(cè)移大小(dxio)是結(jié)構(gòu)剛度的反應(yīng),也是對構(gòu)件截面大小(dxio)、剛度大小(dxio)的相對指標(biāo)26共一百一十一頁高層建筑結(jié)構(gòu)水平(shupng)位移限值1. 高度不大于150m的高層建筑,其樓層層(cn cn)間最大位移與層高之比u/h不宜大于表3.5的限值 表3.5 樓層層間最大位移與層高之比的限值 結(jié)構(gòu)類型u/h限值框架1/550框架-剪力墻、框架-核心筒、板柱、剪力墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000 框支層1/100027共一百一十一頁 2. 高度等于或大于250m的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比u/h不宜大于1

14、500;3. 高度在150250m之間的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比u/h的限值按本條第1款和第2款的限值線性插入取用。 如果結(jié)構(gòu)的層間位移不滿足上述要求,則說明剪力墻布置(bzh)的數(shù)量不足,層間位移較小時(shí),說明剪力墻布置(bzh)數(shù)量太多,應(yīng)重新調(diào)整。28共一百一十一頁 剪力墻的合理數(shù)量還可根據(jù)(gnj)框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)剛度特征值來()判斷:結(jié)構(gòu)剛度特征值,與總框架抗推剛度、總連梁的約束剛度和剪力墻的抗彎剛度有關(guān)。接近0時(shí),剪力墻布置較多,6時(shí),剪力墻布置偏少,=1.5-2.0時(shí),剪力墻數(shù)量合理。2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量29共一百一十一頁 剪力墻的合理數(shù)量還可根據(jù)地震力(結(jié)

15、構(gòu)底部總剪力)來判斷:在正常設(shè)計(jì)條件(截面尺寸、結(jié)構(gòu)體系(tx)、軸線尺寸等)下:8度、類場地:7度、類場地:2. 剪力墻合理(hl)數(shù)量30共一百一十一頁3. 剪力墻最小厚度(hud) 保證出平面的剛度和穩(wěn)定性,剪力墻的截面厚度應(yīng)符合(fh)下列要求:1 應(yīng)符合本規(guī)程附錄D 的墻體穩(wěn)定驗(yàn)算要求;2 一、二級剪力墻,底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于200mm,其他部位不應(yīng)小于160mm;無端柱或翼墻的一字形獨(dú)立剪力墻,底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于220mm,其他部位不應(yīng)小于180mm;3 三、四級剪力墻的截面厚度,底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于160mm,其他部位不應(yīng)小于160mm;無端柱或無翼墻的一字形獨(dú)立剪力墻,底部加

16、強(qiáng)部位截面厚度不應(yīng)小于180mm,其他部位不應(yīng)小于160mm;4 非抗震設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度不應(yīng)小于160mm;5 剪力墻井筒中,分隔電梯井或管道井的墻肢截面厚度可適當(dāng)減小,但不宜小于160mm。31共一百一十一頁3. 剪力墻最小厚度(hud) 保證出平面(pngmin)的剛度和穩(wěn)定性剪力墻的最小厚度一、二級抗震等級三、四級抗震等級非抗震無端柱或翼墻的一字形剪力墻其他截面剪力墻底部加強(qiáng)部位1/12(層高)2001/16(層高或剪力墻無支長度)2001/20(層高或剪力墻無支長度)1601/25(層高或剪力墻無支長度)160其他部位1/15(層高)1801/20(層高或剪力墻無支長度)1601

17、/25(層高或剪力墻無支長度)16032共一百一十一頁3. 剪力墻最小厚度(hud)剪力墻無支長度 沿剪力墻長度方向沒有平面外橫向支承墻的長度當(dāng)墻厚不能滿足(mnz)上述要求時(shí),應(yīng)按高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程附錄D計(jì)算墻體的穩(wěn)定 剪力墻井筒中,分隔電梯井或管道井的墻肢截面厚度可適當(dāng)減小,但不宜小于160mm 33共一百一十一頁6.1.3構(gòu)件截面尺寸估算、材料強(qiáng)度等級(dngj)選定 抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)(jigu),應(yīng)根據(jù)在規(guī)定的水平力作用下結(jié)構(gòu)(jigu)底層框架部分承受的地震傾覆力矩與結(jié)構(gòu)(jigu)總地震傾覆力矩的比值,確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法,并應(yīng)符合下列要求:1 框架部分承受的地震傾

18、覆力矩不大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10%時(shí),按剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其中的框架部分應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架進(jìn)行設(shè)計(jì);2 當(dāng)框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10%但不大于50%時(shí),按本章框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì);34共一百一十一頁3 當(dāng)框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%但不大于80%時(shí),按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其最大適用高度可比框架結(jié)構(gòu)適當(dāng)增加,框架部分的抗震(kngzhn)等級和軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用;4 當(dāng)框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的80%時(shí),按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),但其最大適用高度宜按框架結(jié)構(gòu)采用,框架部分的抗震等級和

19、軸壓比限值應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用。35共一百一十一頁6.1.3構(gòu)件截面尺寸估算( sun)、材料強(qiáng)度等級選定 1. 構(gòu)件截面尺寸估算()梁 剛度 避免短梁 200 截面高寬比一般取扁梁,除驗(yàn)算正截面和斜截面承載力外,還須滿足(mnz)剛度和裂縫的相應(yīng)要求。36共一百一十一頁()柱 柱子(zh zi)截面由軸壓比限值估算柱子的最小尺寸:非抗震250抗震400,圓柱直徑450柱截面高寬比,剪跨比 37共一百一十一頁(3) 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)不應(yīng)采用鉸接梁、柱中心線宜重合,如偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí),可采取增設(shè)梁的水平(shupng)加腋等措施 38共一百一十一頁節(jié)點(diǎn)(ji din)水平加腋的構(gòu)造要求厚

20、度可取梁截面高度,其水平尺寸(ch cun)宜滿足下列要求: 39共一百一十一頁式中bx梁水平加腋寬度 lx梁水平加腋長度(chngd) bb梁截面寬度bc沿偏心方向柱截面寬度 x非加腋側(cè)梁邊到柱邊的距離40共一百一十一頁2. 材料強(qiáng)度(qingd)等級選定 最低要求:現(xiàn)澆框架梁、柱、節(jié)點(diǎn) 按一級抗震等級設(shè)計(jì)(shj)時(shí) C30 按二四級和非抗震設(shè)計(jì)時(shí) C20 最高限制: 現(xiàn)澆框架梁 C40 框架柱 9度 C60 8度 C70 剪力墻結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20;帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25 41共一百一十一頁6.1.4 框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算步

21、驟結(jié)構(gòu)平面布置 雙向布置剪力墻 剪力墻數(shù)量 位置(wi zhi) 厚度及間距初估截面尺寸(梁 柱 剪力墻) 選定材料強(qiáng)度等級結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 復(fù)核側(cè)移內(nèi)力組合 構(gòu)件截面設(shè)計(jì)滿足構(gòu)造要求 鋼筋錨固 搭接 箍筋加密 剪力墻加強(qiáng)部位鋼筋構(gòu)造42共一百一十一頁6.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)(jigu)內(nèi)力和位移的簡化近似計(jì)算 單元矩陣位移(wiy)法(有限元法)計(jì)算機(jī)計(jì)算近似法 手算 兩種方法假定相同,目標(biāo)相同(結(jié)構(gòu)共同工作后,框架與剪力墻之間的剪力分配)不同點(diǎn):機(jī)算將剪力墻簡化為桿件或帶剛域的平面壁式框架,考慮桿件的軸向、剪切、彎曲的變形影響,用位移法求解;手算將框剪結(jié)構(gòu)看作總框架、總剪力墻、總連

22、梁體系,用力法來求解。43共一百一十一頁6.2.1 計(jì)算(j sun)簡圖總剪力墻 (抗彎剛度相等)總框架(抗側(cè)移剛度相等) 鉸接體系(tx) 總剪力墻與總框架之間通過剛性樓板聯(lián)系,只傳遞軸力,剛性樓板平面外剛度為零,對各平面結(jié)構(gòu)無約束彎矩; 剛接體系 總剪力墻與總框架之間通過連梁(與剪力墻相連的梁)聯(lián)系,連梁對各平面結(jié)構(gòu)有約束彎矩;(當(dāng)連梁的尺寸較小時(shí),對墻肢的約束很弱,也可視為鉸接體) 剛節(jié)點(diǎn)數(shù)目:所有連梁與剪力墻剛接端之和44共一百一十一頁45共一百一十一頁6.2.2水平荷載作用(zuyng)下框架剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移計(jì)算基本假定:() 樓板在平面內(nèi)剛度無限大,平面外剛度為零;() 不計(jì)

23、扭轉(zhuǎn);外力合力作用線通過結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度中心,如不通過,按純平動(dòng)和純扭轉(zhuǎn)計(jì)算,然后疊加。() 框架和剪力墻沿高度方向(fngxing)無變化(剛度特征值為常數(shù)),有變化,取加權(quán)平均值計(jì)算。46共一百一十一頁1. 鉸接體系的內(nèi)力(nil)和位移計(jì)算將連桿(lin n)連續(xù)化,切開連桿(lin n),其分布力為47共一百一十一頁48共一百一十一頁49共一百一十一頁50共一百一十一頁51共一百一十一頁懸臂剪力墻內(nèi)力(nil)和變形的關(guān)系 (6.4) (6.5) (6.6)總剪力墻的抗彎剛度(n d):52共一百一十一頁總框架(kun ji)剪力與抗側(cè)剛度的關(guān)系 (6.10) (6.11)53共一百一十

24、一頁總框架(kun ji)的抗側(cè)(推)剛度CF抗側(cè)(推)剛度-產(chǎn)生單位(dnwi)層間變形角所需的推力。54共一百一十一頁抗側(cè)(推)剛度(n d)CF的修正當(dāng)框架高度(god)大于50或時(shí),考慮到柱軸向變形對框架側(cè)移的影響,用修正后的抗側(cè)(推)剛度M只考慮梁柱彎矩變形框架的頂點(diǎn)側(cè)移N只考慮框架柱軸向變形框架的頂點(diǎn)側(cè)移55共一百一十一頁將式(6.11)代入式(6.6):56共一百一十一頁令: (6.12) (6.13)四階非齊次常系數(shù)(xsh)線性微分方程 57共一百一十一頁 為方程(fngchng)的特解,由荷載形式 確定 由邊界條件確定 58共一百一十一頁邊界條件:()在結(jié)構(gòu)頂部,1.0,0

25、,故有:() 在結(jié)構(gòu)頂部,1.0,有:() 在結(jié)構(gòu)底部,0,轉(zhuǎn)角(zhunjio)為0() 在結(jié)構(gòu)底部,0,位移為059共一百一十一頁均布荷載(hzi)下的特定系數(shù): 60共一百一十一頁位移(wiy)計(jì)算公式:倒三角形水平荷載 均布水平荷載 頂部(dn b)集中荷載 61共一百一十一頁已知:y() 可以(ky)求出: MW () 二階導(dǎo)數(shù) V W () 三階導(dǎo)數(shù) VF () CF*一階導(dǎo)數(shù) 如公式 (6.20) (6.22)62共一百一十一頁用彎矩系數(shù)(xsh)、剪力系數(shù)(xsh)、位移系數(shù)(xsh)來表示:63共一百一十一頁2.剛接體系的內(nèi)力(nil)和位移計(jì)算 與鉸接體系的區(qū)別:聯(lián)系總剪力

26、墻和總框架的連桿(lin n)(連梁)對剪力墻墻肢有無約束彎矩作用。鉸接體系中,連梁只承受軸力,且無軸向變形;剛接體系中,連梁除承受軸力外,還承受剪力,此剪力對墻肢產(chǎn)生約束彎矩。64共一百一十一頁65共一百一十一頁66共一百一十一頁67共一百一十一頁68共一百一十一頁剛域的取值69共一百一十一頁70共一百一十一頁連桿(lin n)對剪力墻墻肢的約束彎矩系數(shù)m(x)的計(jì)算:71共一百一十一頁對一端有剛域的連桿,桿端約束彎矩系數(shù)(xsh)為:連梁剪切變形影響系數(shù),不考慮剪切變形時(shí)為072共一百一十一頁發(fā)生(fshng)轉(zhuǎn)角為時(shí)所需要的桿端約束彎矩 連續(xù)化,得在高度處第個(gè)梁端單位高度上約束(yush

27、)彎矩 mab代表m12或m2173共一百一十一頁當(dāng)一層有個(gè)剛性(n xn)結(jié)點(diǎn)時(shí),連梁總約束彎矩為 當(dāng)各層mab不同時(shí),取加權(quán)平均值計(jì)算74共一百一十一頁懸臂剪力墻內(nèi)力(nil)和變形的關(guān)系 (6.27) (6.6)75共一百一十一頁總框架剪力與抗側(cè)剛度(n d)的關(guān)系 (6.28)76共一百一十一頁將式(6.28)代入式(6.27):77共一百一十一頁令: (6.30) (6.31) 78共一百一十一頁比較剛接體系(tx)與鉸接體系(tx),微分方程形式完全相同,四個(gè)邊界條件相同,故兩者的解相同不同點(diǎn)有二:1.框架剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度特征值計(jì)算公式不同2.水平剪力的計(jì)算公式不同 79共一百一十

28、一頁 鉸接體系中圖表(tbio)查得的剪力墻剪力 鉸接體系中圖表查得的框架剪力 框架廣義剪力 80共一百一十一頁剛接體系內(nèi)力計(jì)算(j sun)步驟: ()由體系(tx)的及查表求得、VW (2)計(jì)算框架廣義剪力 (3)計(jì)算總框架的總剪力和連梁的總約束彎矩(單位長度)81共一百一十一頁(4)總剪力墻的剪力82共一百一十一頁3. 構(gòu)件(gujin)內(nèi)力計(jì)算(1)剪力墻的內(nèi)力(將總剪力墻的總彎矩、總剪力按剛度分配(fnpi)到各片剪力墻上) 第層的墻肢總數(shù) 83共一百一十一頁(2)框架梁、柱的內(nèi)力(將總框架的總剪力按剛度(n d)分配到各柱上)第層柱的總數(shù) 84共一百一十一頁(3)剛接體系連梁的彎矩

29、和剪力 hj 、hj+1分別代表(dibio)第層、第+1層的層高 ;Mjiab表示第層第個(gè)剛接點(diǎn)連梁對剪力墻中心處的彎矩 ;85共一百一十一頁連梁彎矩設(shè)計(jì)(shj)值為:86共一百一十一頁87共一百一十一頁連梁剪力設(shè)計(jì)(shj)值為: 88共一百一十一頁地震作用(zuyng)下連梁剛度的調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)h:以上計(jì)算方法均為彈性計(jì)算,連梁彎矩較大,實(shí)際受力時(shí),連梁很快出現(xiàn)裂縫,進(jìn)入彈塑性變形狀態(tài),彎矩變小。所以應(yīng)對連梁剛度折減,其值不小于0.5,通常(tngchng)取0.7,有利于改變結(jié)構(gòu)的延性。89共一百一十一頁地震(dzhn)作用下框架剪力的調(diào)整調(diào)整原因:1。計(jì)算假設(shè)樓板無限剛性,實(shí)

30、際上是有限值,樓板變形時(shí),剪力墻受力變小,框架受力增大;2。地震作用(zuyng)時(shí),剪力墻承受較大水平力,首先開裂,剛度減小,承受的水平荷載,通過樓板或連梁傳遞給框架,框架受力增大。所以應(yīng)對框架的剪力進(jìn)行調(diào)整90共一百一十一頁地震(dzhn)作用下框架剪力的調(diào)整(保證框架(kun ji)具有一定的抗側(cè)力能力,能起到第二道防線的作用)當(dāng) 框架總剪力不必調(diào)整 當(dāng) 框架總剪力?。?較小值91共一百一十一頁地震(dzhn)作用下框架剪力的調(diào)整 對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層(或某一段內(nèi)各層)框架承擔(dān)的地震總剪力; 對框架柱數(shù)量從下至上基本(jbn)不變的規(guī)則建筑,應(yīng)取對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)

31、底部總剪力; 對框架柱數(shù)量從下至上分段有規(guī)律變化的結(jié)構(gòu),應(yīng)取每段最下一層結(jié)構(gòu)對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的總剪力; 92共一百一十一頁 對框架柱數(shù)量從下至上基本不變的規(guī)則(guz)建筑,應(yīng)取對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層框架承擔(dān)的地震總剪力中的最大值; 對框架柱數(shù)量從下至上分段有規(guī)律變化的結(jié)構(gòu),應(yīng)取每段中對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層框架承擔(dān)的地震總剪力中的最大值。 93共一百一十一頁 按調(diào)整前、后總剪力的比值調(diào)整每根框架(kun ji)柱和與之相連的框架(kun ji)梁的剪力及端部彎距標(biāo)準(zhǔn)值 框架柱的軸力標(biāo)準(zhǔn)值可不予調(diào)整94共一百一十一頁5.剛度特征值對框架(kun ji)剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)

32、力和位移特征的影響 框架剛度較大而剪力墻剛度較小時(shí)(xiosh),較大,接近于框架結(jié)構(gòu),反之,接近與剪力墻結(jié)構(gòu),所以剛度特征值對側(cè)移、荷載分配、剪力分配均有影響95共一百一十一頁對側(cè)移的影響(yngxing)96共一百一十一頁對剪力分配的影響(yngxing):值很小時(shí),剪力墻承受大部分剪力, 值很大時(shí),框架承受大部分剪力最佳控制值為=1.5-2.0,這時(shí)框架只承擔(dān)20%左右的剪力,合理。不同樓層,剪力分配不同,下部剪力墻大部分剪力,框架剪力為0,頂部剪力墻剪力出現(xiàn)負(fù)值,實(shí)際受并非如此,計(jì)算方法導(dǎo)致97共一百一十一頁對荷載分配(fnpi)的影響98共一百一十一頁6.4框架(kun ji)剪力墻

33、結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求均同純框架結(jié)構(gòu)和純剪力墻結(jié)構(gòu),但還應(yīng)滿足以下要求:1. 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)中,剪力墻豎向和水平分布鋼筋(gngjn)的配筋率W 抗震設(shè)計(jì)時(shí)W0.25 非抗震設(shè)計(jì)時(shí)W0.20 并應(yīng)至少雙排布置 拉筋至少6 600(一般剪力墻結(jié)構(gòu): 一、二、三級 W0.25 四級、非抗震設(shè)計(jì) W0.20)99共一百一十一頁2. 帶邊框(binkung)剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)造1) 帶邊框剪力墻的截面厚度(hud): 抗震設(shè)計(jì)時(shí),一、二級剪力墻的底部加強(qiáng)部位200mm,且層高的1/16其他情況160mm,且層高的1/20 當(dāng)剪力墻截面厚度不滿足要求時(shí),應(yīng)計(jì)算墻體穩(wěn)定。 100共一百一十一頁2) 剪力墻的水平鋼筋應(yīng)全部錨入邊框柱內(nèi),錨固長度不應(yīng)小于la(非抗震設(shè)計(jì))或laE(抗震設(shè)計(jì)); 3) 帶邊框剪力墻的混凝土強(qiáng)度等級宜與邊框柱相同 4) 與剪力墻重合的框架(kun ji)梁可保留,亦可做成寬度與墻厚相同的暗梁暗梁截面高度可取墻厚的2倍或與該片框架梁截面等高,暗梁的配筋可按構(gòu)造配置且應(yīng)符合一般框架梁相應(yīng)抗震等級的最小配筋要求 101共一百一十一頁5) 剪力墻截面宜按工字形設(shè)計(jì),其端部的縱向(zn xin)受力鋼筋應(yīng)配置在邊框柱截面內(nèi) 6) 邊框柱截面宜與該榀框架其他柱的截面相同,邊框柱應(yīng)符合框架柱構(gòu)造配筋規(guī)定 邊框柱的箍筋在剪力墻底

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