框架_剪力墙结构近似计算方法.pptVIP

框架-剪力墙结构近似计算方法 内容 共同工作原理 铰接体系计算方法 刚接体系计算方法 框－剪结构协同工作原理 一、框－剪结构协同工作的概念 1、剪力墙是竖向悬臂结构，其变形曲线呈弯曲型，楼层越高水平位移增长速度越快 2、框架在水平力作用下，其变形曲线为剪切型，楼层越高水平位移增长越慢 3、框－剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线 水平力作用下的变形曲线 框－剪结构在水平力作用下的受力特点： 在下部楼层，剪力墙拉住框架按弯曲型变形，使剪力墙承担了大部分剪力 在上部楼层，框架除承受水平力作用下的那部分剪力外，还要负担拉回剪力墙变形的附加剪力 在上部楼层即使水平力产生的楼层剪力很小，而框架中仍有相当数值的剪力 框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例Vw／Vf，随楼层所处高度而变化 水平力在框架和剪力墙之间，即不能按等效刚度EIeq进行分配，也不能按抗侧移刚度D值分配，而必须按变形协调的原则进行计算——协同工作计算 框架上下各楼层的剪力值比较接近 框－剪结构在水平力作用下的受力特点 二、协同工作计算的基本假定 楼板在自身平面内的刚度无限大 当结构体型规则、剪力墙布置比较对称均匀时，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响 不考虑剪力墙和框架柱的轴向变形 外荷载的作用由剪力墙和框架共同承担 三、协同工作计算简图 结构单元中所有剪力墙合并为总剪力墙，作为一个竖向悬臂弯曲构件，所有框架合并为总框架，相当于一个竖向悬臂剪切构件，所有连梁合并为总连梁，简化为带刚域杆件，相当于一个附加的剪切刚度 1、通过楼板连接 —— 铰接体系 框架和剪力墙通过刚性楼板的作用连接在一起 同一楼层标高处，剪力墙与框架的水平位移相同 楼板对各平面抗侧力结构不产生约束弯矩 2、通过楼板和连梁连接 —— 刚结体系 横向抗侧力结构有开洞剪力墙和框架 开洞剪力墙的连梁对墙肢会产生约束弯矩 计算简图常用单片墙表示 将连梁与楼盖链杆的作用综合为总连杆 剪力墙与总连杆间用刚结，表示剪力墙平面内的连梁对墙有转动约束，即能起连梁的作用 框架与总连杆间用铰结，表示楼盖链杆的作用 如果连梁截面尺寸较小，也可忽略它对墙肢的约束作用，把连梁处理成铰结的连杆 取墙截面时，另一方向的墙可作为翼缘 四、框架—剪力墙结构中的梁 普通框架梁C，即两端均与框架柱相连的梁 剪力墙之间的连梁A，即两端均与墙肢相连的梁，对墙肢产生平面内的约束弯矩 一端与墙肢相连，另一端与框架柱相连的梁B，与墙肢相连的一端会对墙肢产生平面内的约束弯矩 五、刚度计算 1、总剪力墙的刚度 总剪力墙抗弯刚度EIw是每片墙等效抗弯刚度的总和： EIw=∑EIeqi 2、总框架的刚度 总框架指所有梁、柱单元的总和 抗推刚度： 框架的抗推刚度CF(或剪切刚度，有时简称框架的刚度) 产生单位层间变形角所需的剪力CF，CF可以由框架柱的D值求出，即：CF=hDi 总框架的抗推刚度是所有框架柱抗推刚度的总和 CF=∑CFi 3、总连梁的刚度(刚结体系) 总连梁的刚度是所有连梁的剪切刚度的总和 连梁指与剪力墙连接的梁，一般是剪力墙上下洞口之间的部分，截面都较宽，剪切变形不可忽略 在连梁和墙肢相交处形成刚性域(梁柱结合区不产生变形的区域，或不产生弯曲变形和剪切变形的区域) 刚结体系的连梁是带有刚性边段(即刚域)的梁 连接墙肢与框架的连梁——一端带刚域 连接墙肢与墙肢的连梁——两端带刚域 梁刚域长度：lb1=a1 - hb/4； lb2=a2 - hb/4。 柱刚域长度：lc1=c1 – hc/4； lc2=c2 – hc/4。 图 8-7 连梁刚域长度 1 约束弯矩系数 刚结连梁两端都产生单位转角时梁端所需施加的力矩，称为梁端约束弯矩系数，以m表示。 （a）两端带刚域： （b）一端带刚域 令上式中b=0， 2 梁端约束弯矩——梁端有转角时的约束弯矩： M12=m12； M21=m21 总连梁的刚度 总连梁的剪切刚度是所有连梁的剪切刚度的总和， 即：Cb=∑Cbi Cb i=(m12+ m21 )/ h 每根两端刚结的连梁有两个刚结点，mij指m12、m21； 每根一端刚结的连梁有一个刚结点，mij指m12； 框－剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 外荷载在框架和剪力墙之间的分配由协同工作计算确定 协同工作计算采用连续连杆法 一、基本方法 将连杆切断，曝露在各楼层标高处的连杆集中力PF，PFi简化为连续分布力pF(x)，pF(x)=PFi/h 总剪力墙相当于置于弹性地基上的梁，同时承受外荷载p(x)和“弹性地基”——总框架对它的弹性反力pF(x) 总框架相当于一个弹性地基，承受着总剪力墙传给它们的力pF(x) 求出pF(x)后，即