框架和剪力墙结构的内力与位移计算.ppt

高层建筑结构设计 § 7.1框架－剪力墙协同工作原理 框架－剪力墙协同工作原理 § 7.2 铰结体系协同工作计算 铰结体系协同工作计算 § 7.3 刚结体系协同工作计算 刚结体系协同工作计算 刚结体系协同工作计算 刚结体系协同工作计算 刚结体系协同工作计算 几个概念 a） 一般剪力墙 一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。 B) 短肢剪力墙 要点：高层建筑混凝土结构规程JGJ3－2002规定，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。 短肢剪力墙的刚度过小，稳定性差，故抗震性能较差，故其最大适用高度、使用范围、抗震等级及其它构造措施，均有使用限制。 c) 剪力墙连梁短肢剪力墙 剪力墙之间的拉梁（剪力墙上垂直洞口之间的墙体） 称为连梁； 剪力墙之间宜采用弱连梁连接； 当连梁跨高比不小于5时，宜按框架梁设计； 小于5时，是剪弯构件，有专门设计规定。 § 7.4 构件 内力计算（内力的“再分配”） 构件内力计算（内力的“再分配”） § 7.5 讨论 讨论 讨论 讨论 讨论 高层建筑结构设计 1、刚度特征值?对框架结构受力和位移特征的影响 刚度特征值?，反映了框架抗推刚度（包括连梁约束刚度）与剪力墙抗弯刚度的比值影响。当?＝0时即为纯剪力墙结构，当?＝?时即为纯框架结构 (1)位移曲线 ?1时，变形曲线呈弯曲形 ?6时，变形曲线呈剪切形 ?＝1～6时，变形曲线呈弯剪型（或反S型） (2)剪力分配 沿高度 不成一定比例 在底部：剪力墙的剪力最大，框架的剪力为0(近似计算造成) 在上部：剪力墙出现负剪力，而框架承担的剪力比外荷载产生的剪力还要大 在顶部：剪力墙与框架的剪力都不等于0 (3)水平荷载分配 对剪力 和 微分后可得荷载 和 。 在底部：剪力墙所受的荷载 比外荷载 大，而框架承受反向荷载； 在顶部：剪力墙与框架有大小相等、方向相反的集中力，这是由于它们的顶部剪力不等于0的缘故 2、框剪结构设计中应注意的问题 框剪结构容易满足平面布置灵活和有较大抗侧刚度的要求。此外，由于框架与剪力墙协同工作，使框架层剪力分布，从底到顶趋于均匀（与纯框架结构中，框架层剪力上小下大不同），这对框架的设计十分有利－框架柱和梁的断面尺寸和配筋可以上下比较均匀 由此可以看出三个值得注意的问题： （1）纯框架设计完毕后，如果又增加了一些剪力墙（例如电梯井，楼梯井等改成剪力墙），就必须按框架－剪力墙结构重新核算 （2）剪力墙与框架协同工作的基本条件是：传递剪力的楼板必须有足够的整体刚度。因此框剪结构的楼板应优先采用现浇楼面结构，剪力墙的最大间距不能超过规定限值 （3）框架结构中剪力墙的容量 剪力墙数量多，地震震害减轻，多设剪力墙可以提高建筑物抗震性能。但是剪力墙数量愈多，建筑物用料愈多、造价愈高。剪力墙愈多则刚度愈大，自振周期愈短，地震作用愈大，加大了结构的受力。而且，即使剪力墙再多，框架部分耗用的材料并不能减少（因为 ） 剪力墙数量要满足位移限值是一个必要条件。此外，应使剪力墙与框架的比例适当，使?＝1.1～2.2为宜 讨论 主 讲 人： 谢 孝 副教授 后勤工程学院建筑工程系 结构教研室 电话移动* * 主 讲 人： 谢 孝 副教授 后勤工程学院建筑工程系 结构教研室 电话移动CHAPTER Severn CHAPTER Severn 框架－剪力墙结构的内力和位移计算 框架－剪力墙协同工作原理 铰结体系在水平荷载下的计算 刚结体系在水平荷载下的计算 内力计算 框架_剪力墙 框架_剪切形 剪力墙_弯曲形 框架-剪力墙_弯曲-剪切形 一、框架－剪力墙结构的变形与受力特征 对比： 框架——剪切型——层剪力按照D值分配 剪力墙——弯曲型——层剪力按照EI值分配 框剪——弯剪型——层剪力按照？？分配 在下部：剪力墙帮框架受剪——框架底部剪力减少 在上部：框架帮剪力墙受剪——框架顶部剪力加大 框架－剪力墙结构中的框架， 其所受剪力以及层间变形趋于均匀化 框架－剪力墙协同工作原理 四、两种计算简图 根据总剪力墙与总框架之间的联系性质，框架－剪力墙结构的计算简图可分为两类—— 铰结体系与刚结体系 （1）通过楼板联系——简化为铰结连梁，形成铰结体系 总剪力墙 总框架 框架－剪力墙协同工作原理 框架－剪力墙协同工作原理 1、总剪力墙及总框架的刚度计算 总剪力墙抗弯刚度 ， 为每片