高层建筑混凝土结构设计-框架剪力墙.pptVIP

高层建筑混凝土结构设计 已知：如图所示框架―剪力墙结构，承受均布荷载q=150kN/m，刚度特征值λ=2.5，求底层、5层、8层、10层处总剪力墙的Mw及Vw和总框架的Vf，并给出内力(Mw 、 Vw 、 Vf)的分布图。 层号 标高 * * * * * * 第4章 框架─剪力墙结构设计 在框架-剪力墙结构中，剪力墙是主要的抗侧力构件。设计时应在两个主轴方向都布置剪力墙，形成双向抗侧力体系。否则，将会造成两个主轴方向的抗侧刚度相差悬殊，无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质，与有剪力墙的另一向不协调，也容易造成结构整体扭转。 在框架-剪力墙结构中,梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合，框架梁、柱中心线之间有偏离时，应符合第5章的有关规定。 框架-剪力墙结构中框架的布置要求同第5章框架结构的有关规定。 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置原则：均匀、对称、分散、周边及在薄弱环节处设置剪力墙。 7.1框架-剪力墙结构布置 （1）剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大； （2）平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙； （3）纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[ 形等形式（见下图）； 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求： （4）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％； （5）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； （6）楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置； （7）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。 剪力墙的最大间距宜满足下表的要求： 7.2 构件截面尺寸估算 一、二级的底部加强区 ≥1/16层高，且≥200mm 其他 ≥1/20层高 且≥160mm 1.剪力墙的厚度 主要应满足剪力墙承载力及平面外稳定的要求（剪力墙厚度对变形 的影响较小）。 剪力墙的厚度是否满足承载力的要求，只能根据最终的设计计算结 果检验。 为防止剪力墙平面外失稳，带边框剪力墙的最小厚度应满足 框架-剪力墙结构，当框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩50%时，其框架部分的抗震等级应按纯框架结构采用，轴压比限值应按纯框架结构的规定采用。 2. 梁、柱截面及混凝土强度等级 框架-剪力墙结构中框架梁的截面估算方法与框架结构完全相同； 框架柱截面的估算方法亦与框架结构相同，仅轴压比限值不同，轴压比 限值见下表： 框架、剪力墙混凝土强度等级等要求，分别同第5章、第6章相应的要求。 轴压比限值 7.3 框架-剪力墙结构的内力及位移计算 一、竖向荷载作用下的内力计算 框架的内力计算同第5章 剪力墙的内力计算同第6章 二、水平荷载作用下的内力及位移计算—协同工作法 1.基本假定 1）将所有框架合并为总框架，所有剪力墙合并为总剪力墙。总框架、总 剪力墙的刚度分别为各单个结构刚度之和，且沿竖向均匀分布（当刚度 沿竖向有变化时，取其加权平均值）。 2）在同一楼层上，总框架和总剪力墙的水平位移相同。（条件是合力中心 与刚度中心重合，否则，应考虑扭转。） 3）将连梁简化为沿高度均匀分布的连续弹性薄片，反弯点在跨中。 2.计算简图 3.内力及位移计算 说明：因为弯矩正向定义与材料力学不同，所以公式中的正负号与材料力学中的相反。 根据M、V、p的微分关系 对总剪力墙则有： 式中： 刚度特征值反映总框架与总剪力墙的刚度比。 将不同的水平荷载（均布、倒三角、顶部集中力）代入上式，并求解微分方程，可得出位移曲线方程如下： 为了将pf用变形曲线函数y(x)表达,应先给出总框架的剪切刚度Cf ，即总框架产生单位转角所需之力。 均布荷载作用： 为了将上式制成图表以方便使用，需将以上各式化成无量纲形式， 根据上式制成的图，即教材中的图7.11~图7.13。 倒三角形荷载或顶部集中荷载作用下，公式推导过程同上，此处从略。 4.计算步骤 （1）计算总剪力墙、总框架刚度 （2）由λ及楼层相对标高ξ（=x/H），并根据水平荷载形式查位移及内力系数，然后分别乘以 ，即可得到总剪力墙的位移及内力。 （3）根据各片剪力墙的等效刚度，将总剪力墙的内力分配给各片剪力墙； 总框架的剪力可由下式确定 每根框架柱的剪力为 ，其余计算同D值法。 10 8 5 0 30 24 15 0 1 0.8 0.5 0 0 -0.056 -0.0125 0