第7章高层框架剪力墙内力计算与设计剖析.ppt

第7章 框架-剪力墙结构内力计算与设计 框架-剪力墙特点 适用高度及高宽比 剪力墙数量的确定 剪力墙的布置 框架—剪力墙结构按铰结体系的计算 * * (1)框架-剪力墙结构有两种类型：其一，由框架和单肢整截面墙、整体小开口墙、小筒体墙、双肢墙组成的—般性框架-剪力墙结构；其二，外边为柱距较大的框架和中部为封闭式剪力墙筒体组成的框架-筒体结构。这两种类型结构在进行内力和位移分折、构造处理时均按框架-剪力墙结构考虑。它们的高宽比限值见《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）表4.2.3-1及表4.2.3-2。 (2)为了防止产生过大的侧向变形，减少非结构构件如填充墙、内隔墙、门窗和吊顶等的破坏，以及防止在强烈地震作用下或强台风袭击下房屋的整体倾覆，尤其是在软弱地基上的高层建筑，框剪结构房屋不宜超过《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）表4.2.2-1及表4.2.2-2的高度限值。 一般来说，多设剪力墙对抗震是有利的。但是，剪力墙超过了必要的限度，是不经济的。剪力墙太多，虽然有较强的抗震能力，但由于刚度太大，周期太短，地震作用要加大，不仅使上部结构材料增加，而且带来基础设计的困难。另外，框剪结构中，框架的设计水平剪力有最低限值，剪力墙再增多，框架的材料消耗也不会再减少。所以，单从抗震的角度来说，剪力墙数量以多为好；从经济性来说，剪力墙则不宜过多，因此，有一个剪力墙的合理数量问题。在结构设计中，剪力墙的合理数量可参考表7-1决定。 剪力墙的布置，应遵循“均匀、分散、对称、周边”的原则。均匀、分散是指剪力墙宜片数较多，均匀、分散布置在建筑平面上。单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40％。对称是指剪力墙在结构单元的平面上应尽可能对称布置，使水平力作用线尽可能靠近刚度中心，避免产生过大的扭转。周边是指剪力墙尽可能布置在建筑平面周边，以加大其抗扭转内臂，提高其抵抗扭转的能力；同时，在端部附近设剪力墙可以避免墙部楼板外挑长度过大。剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变。剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐。抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。 基本微分方程的建立与求解 基本假定 （1）楼盖在平面内刚度无穷大，平面外刚度忽略不计，框架部分和剪力墙部分之间无相对位移。 （2）当结构大体规则，水平力的合力通过结构抗侧刚度中心时，不计扭转影响。 （3）框架与剪力墙的刚度特征值，沿结构高度方向均为常量。 基于以上假定。计算区段(不能跨越缝，诸如变形缝、防震缝等)内，在水平力作用下，同一楼面处框架部分和剪力墙部分侧移相同，这样，即可将所有框架等效为综合框架(亦称总框架)，将所有剪力墙等效为综合剪力墙(亦称总剪力墙)，并将综合框架与综合剪力墙移到同一平面内进行分析。在综合框架与综合剪力墙之间，用轴向刚度无穷大的连梁相连。 基本微分方程 *