高层建筑结构教学_char0502_框架－剪力墙结构的近似计算方法与设计概念20140429.pptxVIP

5-1 计算基本假定 5-3 剪力墙结构的近似计算方法 5-4 框架－剪力墙结构的近似计算方法 主要内容 5-4 框架－剪力墙（筒体）结构的近似计算方法 框剪结构是一种抗震性能良好的结构 宜尽量采用框剪结构代替纯框架结构 剪力墙多时，震害较轻，过多不经济。 上部框架帮剪力墙 下部剪力墙帮框架 结构沿着高度受力分布都趋向于均匀 框架 剪力墙 框架-剪力墙 框架－剪力墙（筒体）结构的荷载分配 在竖向荷载作用下：按各自的承荷面积计算出每榀框架和每榀剪力墙的竖向荷载，然后分别计算内力。 在水平荷载作用下：因为框架与剪力墙的变形性质不同，必须采用协同工作方法得到侧移和各自的水平层剪力及内力。 5.4.1 简化假定及计算简图 基本假设： 1、楼板在自身平面内的刚度无穷大。 2、房屋体型规整，不会产生扭转变形。 在以上假定之下，框架和剪力墙在同一个楼层标高处的水平位移相同。因此： 把所有剪力墙综合在一起形成总剪力墙； 把所有的框架也综合在一起形成总框架； 把所有的联系梁综合在一起形成总联系梁。 框架剪力墙结构协同工作计算的目的在于获得荷载在框架和剪力墙中的分配。 框架剪力墙结构协同工作计算的目的与计算思路P158 。 框剪结构中三种类型的梁 B梁首先进入塑性，应设计成强剪弱弯。 连接剪力墙 联接框架和剪力墙 普通框架梁 两类计算体系－绞结和刚结体系 根据框架和剪力墙之间的联系情况进行划分： 楼板连接：楼板平面外刚度为零，联系为绞结。 楼板和连系梁连接：连系梁对剪力墙产生约束弯矩，因而为刚结连接。 代表5榀框架 代表4片剪力墙 计算简图选择的基本方法 1、地震作用在哪个方向就取哪个断面 2、体系分成总框架、总剪力墙、连杆三类构件。 3、绞结体系－绞结连杆，刚结体系－刚性连杆。 4、总剪力墙放在左面或右面没有关系。 5、房屋的层数不变。 6、剪力墙简化为一个悬臂梁。 7、简化以后，仅仅考虑各总剪力墙、总框架的刚度，不考虑它们的截面尺寸。(不是说它们不应该有，而是在计算中我们不需要。) 绞结体系计算图的选择 代表5榀框架 代表2片剪力墙 5榀框架都集中在此 2片剪力墙 向这里集中 连梁代表刚性楼盖，没有轴向变形 刚结体系计算图的选择 代表5榀框架 代表4片剪力墙 2连梁两端 连剪力墙 连杆 计算简图中不考虑这4片剪力墙 刚结体系计算图的选择 两片剪力墙由连梁连接的两种简化方法 简化为双肢剪力墙铰接 或单墙刚接 如果连梁很弱 为简化起见 铰结体系协同工作计算 框－剪协同工作简化计算方法也采用连续化方法，将结构分成剪力墙及框架两个基本体系。 总剪力墙，按照静定的弯曲杆件计算； 框架的层刚度用D值法计算； 连杆切断处位移必须相等； 列变形协调方程（5－34） 5.4.2 协同工作的基本原理及刚度特征值 铰接体系的基本体系 协同工作计算 墙变成了悬臂梁，它满足梁方程 普通框架 假设两者之间的作用力是连续而不均匀的 取侧移y为基本未知量 铰接体系采用与多肢墙计算类似的连续化方法，两端铰接的连杆不变形只有轴力。 总剪力墙刚度 K片剪力墙等效刚度之和 总框架抗推刚度 S个柱抗推刚度之和 框架抗推刚度 总剪力墙刚度： 总框架抗推刚度： 框-剪刚度的特征值λ的物理意义：总框架抗推刚度与总剪力墙抗弯刚度的相对大小，对框-剪结构的受力及变形性能有很大影响。 框-剪刚度的特征值 铰接体系： 刚接体系： 铰接体系的微分方程及其通解 根据以上图可以建立y的微分方程： 利用边界条件可以确定4个待定常数 根据不同的荷载形式可以得到对应的特解 刚接体系采用类似的方法求解微分方程 均布荷载作用下的最终解 至此结果已经有了。用计算机可以方便地获得结果，不一定要用后面的图. 与多肢墙类似，方程中只有两个主要参数一个是坐标，另一个是刚度特征值 （多肢墙中是整体系数）。 倒三角分布荷载作用下的最后计算公式： 倒三角分布荷载下位移系数 顶点位移 倒三角分布荷载下剪力墙的弯矩系数 底部截面总弯矩 倒三角分布荷载下剪力墙的剪力系数 底部截面总剪力 底部 顶部 总框架剪力可由外荷载的总剪力减去总剪力墙剪力得到： 当刚度特征值较大时，结构中以框架为主，位移曲线主要是剪切型的； 当很小时，结构中以剪力墙为主，位移曲线主要是弯曲型的； 二者比例相当时（ ＝1～6），为弯剪型变形，下部剪力墙作用大，略带弯曲型；上部剪力墙作用小，略带剪切型。侧移曲线中部有反弯点，层间变形最大值在反弯点附近。 5.4.3 框-剪结构位移与内力分布规律 图（b）：均布荷载作用下结构总剪力沿高度分布 图（c）：阴影线为剪力墙的剪力分布特征 图（d）：框架的剪力分布特征 由于剪力墙比框架刚度大很多，通常剪力墙会承受大部分剪力，而框架承受小部分剪力。 分配后剪力的主要特征是？ 图（e）：框架与剪力墙之间的荷载