第6章_高层建筑结构设计_框架-剪力墙结构设计.ppt

6.1 框架—剪力墙结构概念设计 6.2 内力和位移的简化近似计算 （1）由刚接体系的λ及ξ值，查铰接体系附图8.2～8.10， 求得y、Mｗ、Vｗ　、VＦ。 （2）求出总框架广义剪力 （3）按总框架抗侧刚度CＦ和连梁总约束刚度成比例进行分 配，得出总框架的总剪力和连梁总约束弯矩， （4）求出总剪力墙剪力Vｗ。 刚接体系内力计算步骤如下： 3.构件内力计算 (1) 剪力墙的内力 剪力墙内力的最大值一般发生在各层底部，因此选择ξ在楼面标高处，求出总剪力墙总剪力及总弯矩后，各榀墙肢内力按等效刚度分配，则第i层第j个墙肢的内力可表达为： 6.2 内力和位移的简化近似计算 式中 k——第i层的墙肢总数 (2) 框架梁、柱的内力 框架结构柱的最大内力在上下部，假定框架柱的反弯点在每层柱中点，求得各楼层水平总剪力VＦ后，按各柱刚度D成比例分配。用各楼层上、下两层楼面柱高处VＦ的平均值作为该层柱中点剪力。故第i层第j个柱的剪力V为： 6.2 内力和位移的简化近似计算 式中 m——第i层柱的总数。 求得柱剪力后，取楼层及上下各1/2柱作为脱离体，由静 力平衡方法，即可求得框架梁的内力及柱的内力。 (3) 刚接体系连梁的弯矩和剪力 6.2 内力和位移的简化近似计算 STEP1 将层高范围内的约束弯矩集合成连梁的总弯矩，按连梁刚度成比例分配到各连梁： STEP2 由各连梁的弯矩值，算出连梁在墙肢边的内力： 4.框架剪力的调整 框架－剪力墙结构中，剪力墙刚度相对较大，框架部分计算所得的剪力一般都很小。为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力，需对框架承担的水平剪力予以适当的调整。 抗震设计时，框剪结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力须符合： 当Vｆ≥0.2V０时，框架总剪力不须调整； 当Vｆ＜0.2V０时，楼层剪力Vｆ取0.2V０和1.5Vｆ,ｍａｘ中的较小值。 各层框架承担的总剪力按以上原则调整后，应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连连梁的剪力及端部弯矩标准值，框架柱的轴力标准值不调整。 6.2 内力和位移的简化近似计算 5.刚度特征值λ对框剪结构内力和位移特性的影响 6.2 内力和位移的简化近似计算 由刚度特征值de定义可以看到： 当框架抗侧度较大，剪力墙抗侧刚度较小时，λ值大，随着λ增大，结构性能体现为以框架为主，当λ→∞时，EIｗ→０，即相当于纯框架结构； 当剪力墙抗侧刚度加大，框架抗侧刚度较小，λ值小，随着λ的减小，结构性能体现为以剪力墙结构为主，当λ→０时，CＦ→０，即相当于纯剪力墙结构。 刚度特征值λ定义为： 因此，λ值的大小对框剪结构影响较大。 (1) λ对侧移的影响 6.2 内力和位移的简化近似计算 在倒三角形水平荷载、均布力水平荷载和顶点集中力水平荷载作用下，曲线整体走向趋势一致，只有具体大小有差异。 不同λ时框剪结构变形曲线 λ＜１时，结构变形以剪力墙的弯曲变形为主； λ＞６时，结构变形以框架结构的剪切变形为主；λ介于１～６时，结构变形呈现为弯剪型变形。 (2) λ对水平剪力分配的影响 6.2 内力和位移的简化近似计算 在不同的楼层，剪力的分配是不一样的： 1)框架结构在底部的计算剪力为零； 2)在上部，剪力墙出现负剪力，框架出现正剪力； 3)在顶部，框架和剪力墙的剪力并不为零，但二者的和为零。 其次，框架结构的总剪力最大值发生在房屋沿高度方向的中偏下位置, 且ξ值为0.3～0.6。 均布荷载作用下框剪结构剪力分配 (3) λ值对外荷载分配的影响 6.2 内力和位移的简化近似计算 总结大量的工程实例，为使框架－剪力墙结构能很好协同工作，各自发挥自己的特性，刚度特征值以控制在1.1～2.2为宜，计算得到的基底剪力约在（0.03～0.06）G（G为建筑物总重量）为宜。 6.3 内力和位移的计算机计算 一、常用软件简介 1. TBSA 6.0版 TBSA程序的基本功能 该程序由中国建筑科学研究院高层建筑技术开发部开发，是用来分析多层及高层建筑结构的专用程序，且对结构体系和平面、立面布置无特殊要求和限制。程序按结构力学三维空间分析，梁、柱、斜柱采用空间杆单元，剪力墙采用空间薄壁杆单元。程序假定楼板面内无限刚度，且不考虑平面内变形。 6.3 内力和位移的计算机计算 2.多、高层建筑结构三维分析程序(TAT) TAT程序的基本功能 该程序由中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所