框架-剪力墻結(jié)構(gòu)課件

1、 1第第 7章章框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計 2砼墻一、概一、概 述述橫向：橫向：4片墻、片墻、5榀框架、榀框架、2根連梁，根連梁，4個剛結(jié)端，個剛結(jié)端，或或2片雙肢墻、片雙肢墻、5榀框架、鉸接連梁。榀框架、鉸接連梁?？v向：縱向：4片墻、片墻、2榀框架、榀框架、6個柱、個柱、8根連梁，根連梁，8個個 剛結(jié)端。剛結(jié)端。 3 60 150m 4 6 最最大大高高度度：；高高寬寬比比：；框框架架、剪剪力力墻墻分分別別定定抗抗震震等等級級。 框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置了電梯井、樓梯井或其框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置了電梯井、樓梯井或其它剪力墻抗側(cè)力結(jié)構(gòu)后，應(yīng)按框架它剪力墻抗側(cè)力結(jié)構(gòu)后，應(yīng)按框架剪力墻剪力墻結(jié)構(gòu)計算。結(jié)構(gòu)

2、計算。 4 二、框剪結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下的內(nèi)力計二、框剪結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下的內(nèi)力計 算方法算方法 框剪結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下，可假定各豎向承重結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下，可假定各豎向承重結(jié)構(gòu) 之間為簡支聯(lián)系，之間為簡支聯(lián)系，將豎向荷載按簡支梁板簡單地分配給框?qū)⒇Q向荷載按簡支梁板簡單地分配給框 架和墻架和墻(豎向總荷載可按豎向總荷載可按12kN14kN/ 估算估算)，再將各框架，再將各框架 和各剪力墻按平面結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力計算。如：和各剪力墻按平面結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力計算。如： 框框 架架 分層法。分層法。 剪力墻剪力墻 剪力墻在垂直荷載下的內(nèi)力可根據(jù)墻的剪力墻在垂直荷載下的內(nèi)力可根據(jù)墻的 類型按上一章方

3、法計算。類型按上一章方法計算。 5（一）基本假定與方法（一）基本假定與方法 應(yīng)應(yīng)按協(xié)同工作條件進行內(nèi)力、位移分析按協(xié)同工作條件進行內(nèi)力、位移分析，不宜將樓層剪，不宜將樓層剪力簡單地按某一比例在框架與剪力墻之間分配。力簡單地按某一比例在框架與剪力墻之間分配。基本假定：基本假定： 1將結(jié)構(gòu)單元內(nèi)同方向所有框架合并為總框架，所有將結(jié)構(gòu)單元內(nèi)同方向所有框架合并為總框架，所有連梁合并為總連梁，所有剪力墻合并為總剪力墻?？偪蚣?、連梁合并為總連梁，所有剪力墻合并為總剪力墻?？偪蚣?、總連梁和總剪力墻的剛度分別為各單個結(jié)構(gòu)剛度之和?？傔B梁和總剪力墻的剛度分別為各單個結(jié)構(gòu)剛度之和。 2風(fēng)荷載及水平地震作用由總框架

4、（包括連梁）和總風(fēng)荷載及水平地震作用由總框架（包括連梁）和總剪力墻共同分擔(dān)。由剪力墻共同分擔(dān)。由空間協(xié)同工作分析空間協(xié)同工作分析，求出總剪力墻和，求出總剪力墻和總框架（包括連梁）分擔(dān)的水平荷載及水平地震作用的大小，總框架（包括連梁）分擔(dān)的水平荷載及水平地震作用的大小，并計算總剪力墻和總框架的內(nèi)力和整個結(jié)構(gòu)的側(cè)移。計算時并計算總剪力墻和總框架的內(nèi)力和整個結(jié)構(gòu)的側(cè)移。計算時假定樓蓋在自身平面內(nèi)剛度無限大。假定樓蓋在自身平面內(nèi)剛度無限大。三、框剪結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及地震作用下的內(nèi)三、框剪結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及地震作用下的內(nèi) 力計算方法力計算方法 6 3按剛度比將總剪力墻上的內(nèi)力分配給每一按剛度比將總剪力墻上的內(nèi)力

5、分配給每一片剪力墻，將總框架上的總剪力分配給每一榀框片剪力墻，將總框架上的總剪力分配給每一榀框架的柱。架的柱。 4將每片剪力墻和每榀框架在垂直荷載和風(fēng)將每片剪力墻和每榀框架在垂直荷載和風(fēng)荷載及地震作用的內(nèi)力進行組合，并設(shè)計截面。荷載及地震作用的內(nèi)力進行組合，并設(shè)計截面。 7（三）框剪結(jié)構(gòu)鉸接體系在水平荷載作用下的協(xié)同工作分析（三）框剪結(jié)構(gòu)鉸接體系在水平荷載作用下的協(xié)同工作分析 1框架抗震墻的剛度框架抗震墻的剛度（1）框架的剪切剛度）框架的剪切剛度 框架剪切剛度的定義是框架剪切剛度的定義是使框架產(chǎn)生單位剪切變形使框架產(chǎn)生單位剪切變形 （不是柱兩端產(chǎn)生單位相對（不是柱兩端產(chǎn)生單位相對位移）所需要的

6、剪力位移）所需要的剪力。Chf=1h 8 由由 D 值法可知：值法可知：式中式中 D 某一層柱的總抗側(cè)剛度，某一層柱的總抗側(cè)剛度， h 層高；層高； 與梁柱線剛度比有關(guān)的系數(shù)，按框架的與梁柱線剛度比有關(guān)的系數(shù)，按框架的 D 值方法計算。值方法計算。 第第 i 層總框架的剪切剛度為層總框架的剪切剛度為 ，當(dāng)各層層，當(dāng)各層層高及剛度相等時，高及剛度相等時， 。fCDh 312;ccIDEh ffiCC c fiiiCD h 9fCDh 當(dāng)框架各層的層高以及各層柱抗側(cè)剛度不等時，可取當(dāng)框架各層的層高以及各層柱抗側(cè)剛度不等時，可取其平均值計算，即其平均值計算，即1212n11221 nnnnffiiD

7、DDDnhhhHhnnD hD hD hCDhCnn 式中式中 10（2 2）剪力墻的抗彎剛度）剪力墻的抗彎剛度291wwweqwwE IE IIA H 20.891wwweqwiE IE IIHA 單肢墻、整截面墻：單肢墻、整截面墻：整體小開口墻：整體小開口墻： 11 總剪力墻的剛度為各片剪力墻剛度的總和，即總剪力墻的剛度為各片剪力墻剛度的總和，即12()()()jjjmEIEIEIEI ( (各剪力墻剛度沿高度相等時。各剪力墻剛度沿高度相等時。j 為第為第 j 層。層。) ) 當(dāng)剪力墻的剛度沿房屋的高度不等時，可取加權(quán)平當(dāng)剪力墻的剛度沿房屋的高度不等時，可取加權(quán)平均剛度計算，即均剛度計算，

8、即1122()()()nnEIhEIhEIhEIH 式中式中 剪力墻在第剪力墻在第i層的剛度值；層的剛度值； 第第i層的層高。層的層高。 因此，可將總剪力墻和總框架化算為沿高度方向剛度因此，可將總剪力墻和總框架化算為沿高度方向剛度均勻的框架。均勻的框架。()iEIih 12 墻彎曲變形墻彎曲變形 框架剪切變形框架剪切變形 墻框架框剪結(jié)構(gòu)高水平位移2水平均布荷載下的協(xié)同工作分析水平均布荷載下的協(xié)同工作分析 13ffVdydxC 22wd yMEIdx 33wd yVEIdx 44wd ypEIdx 曲線朝曲線朝- -y方向凹。方向凹。 對剪力墻而言，當(dāng)不考慮剪切變形影響時有：對剪力墻而言，當(dāng)不考

9、慮剪切變形影響時有： wfppp fwyyy （1）基本方程及其解）基本方程及其解靜力平衡條件：靜力平衡條件：變形協(xié)調(diào)條件：變形協(xié)調(diào)條件：此外，對于框架而言有：此外，對于框架而言有：ffdyVCdx 22fffdVd ypCdxdx 故故或或 14式中式中 和和 為雙曲線函數(shù)。為雙曲線函數(shù)。 以以 和和 代入靜力平衡條件中得：代入靜力平衡條件中得：fpwp4242fd yd yEICpdxdxfEISC 4242221fd yd ypdxSdxS C2122fxxpyAshBchCC xxSSC xshSxchS則上述微分方程可寫為：則上述微分方程可寫為：這是一個非齊次四階常微分方程，它的全解

10、為：這是一個非齊次四階常微分方程，它的全解為：令令 15A，B，C1，C2，為積分常數(shù)，由邊界條件確定：，為積分常數(shù)，由邊界條件確定： a當(dāng)當(dāng) x=0 時，時，y =0；b當(dāng)當(dāng) x=0 時，時， c當(dāng)當(dāng) x=H 時，時， d當(dāng)當(dāng) x=H 時，時，2xxSSxeeshS 2xxSSxeechS 0dydx 220wd yMEIdx 330fwfd ydyVVEICdxdx 即即 16以以 代入，求得這四個積分常數(shù)為：代入，求得這四個積分常數(shù)為：2323 , , , dyd yd yydxdxdxfpHSAC 21 ( , )fpSshHBCchS 21fpSCBC 2fApHCSC 2222ff

11、fffSpHxS pxS ppHpyshchxxCSCSCCC 因此，微分方程式的全解可具體寫為：因此，微分方程式的全解可具體寫為： 17 總框架的抗側(cè)剛度；總框架的抗側(cè)剛度； 總剪力墻的抗彎剛度?？偧袅Φ目箯潉偠?。 稱為房屋剛度特征值稱為房屋剛度特征值，則對應(yīng)于勻布荷載下的位移，則對應(yīng)于勻布荷載下的位移方程可寫為：方程可寫為：設(shè)設(shè) 和和xH fCHHSEI fCEI 44221111 2xshUchshchpHEI ( (勻布荷載勻布荷載) ) 18222211wd ypHshMEIchshdxch 331wd ypHshVEIchshdxch (1)fwVpHV （2）總剪力墻和總框架內(nèi)

12、力計算）總剪力墻和總框架內(nèi)力計算 總剪力墻的彎矩與剪力總剪力墻的彎矩與剪力總框架的剪力總框架的剪力 （3）框架）框架剪力墻結(jié)構(gòu)的受力與位移特征剪力墻結(jié)構(gòu)的受力與位移特征側(cè)向位移特征側(cè)向位移特征 19 a. 很?。袅姡r，剪力墻幾乎承擔(dān)了全部很小（剪力墻強）時，剪力墻幾乎承擔(dān)了全部力。力。 b 很大（剪力墻弱）時，框架幾乎承擔(dān)了全部剪力。很大（剪力墻弱）時，框架幾乎承擔(dān)了全部剪力。 c框架的剪力最大值在結(jié)構(gòu)的中部（框架的剪力最大值在結(jié)構(gòu)的中部（ 0.3處），處），且最大值位置隨結(jié)構(gòu)剛度特征值且最大值位置隨結(jié)構(gòu)剛度特征值 的增大而下移。的增大而下移。 d由于沒有考慮剪力墻的剪切變形影響，因此

13、求得框由于沒有考慮剪力墻的剪切變形影響，因此求得框架基底處全部剪力為零，即底部剪力全由剪力墻承受。這一架基底處全部剪力為零，即底部剪力全由剪力墻承受。這一結(jié)論與實際受力情況不相符合。為了彌補這一不足，同時由結(jié)論與實際受力情況不相符合。為了彌補這一不足，同時由為了簡化計算，要求各層總框架的總剪力為了簡化計算，要求各層總框架的總剪力 不小于不小于20%的基的基底總剪力。底總剪力。 e上部剪力墻出現(xiàn)負剪力，而框架卻擔(dān)負了較大的正剪上部剪力墻出現(xiàn)負剪力，而框架卻擔(dān)負了較大的正剪力。在頂部，框架和剪力墻的剪力都不為零。力。在頂部，框架和剪力墻的剪力都不為零。 0.6 fV 202322202211112

14、26112211122uHfwMwVqHshshchshyfCchqHshshchMshMchqHshshshVchch 021( )(1)2fWVVqHV 三種典型水平荷載位移和內(nèi)力的計算公式可歸納如下：三種典型水平荷載位移和內(nèi)力的計算公式可歸納如下：（1）倒三角形分布荷載下）倒三角形分布荷載下 21 22220201(1)12111( )(1)uHfwMwVfWqHshychshfCchqHshMchshMchqHshVchshVchVqHV （2）均布荷載作用下）均布荷載作用下 223uH332wwM0wV0fW11(1)1( )PHshychshfEIchshMPHchshMchshV

15、P chshVchVFV 式中，式中， 和和 都是都是 和和 的函數(shù)。為使用方便，的函數(shù)。為使用方便，教材教材P.215-P.217已分別將三種水平荷載下的位移、彎矩已分別將三種水平荷載下的位移、彎矩及剪力畫成曲線。及剪力畫成曲線。（見下圖示例）（見下圖示例） , wyMwV （3）頂點集中荷載作用下）頂點集中荷載作用下 23圖表圖表5-1 均布荷載位移系數(shù)均布荷載位移系數(shù) 24 抗震設(shè)計時，框架抗震設(shè)計時，框架剪力墻結(jié)構(gòu)對應(yīng)于地震作用標(biāo)剪力墻結(jié)構(gòu)對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的各層總剪力應(yīng)符合下列規(guī)定：準(zhǔn)值的各層總剪力應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）滿足下式要求的樓層，其框架總剪力不必調(diào)整；）滿足下式要求的樓

16、層，其框架總剪力不必調(diào)整； 不滿足下不滿足下式要求的式要求的 樓層，其框架總剪力應(yīng)按樓層，其框架總剪力應(yīng)按 和和 二者的較小二者的較小值采用：值采用：其中其中 對框架柱數(shù)量從下至上基本不變的規(guī)則建筑，應(yīng)取對框架柱數(shù)量從下至上基本不變的規(guī)則建筑，應(yīng)取 對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)底部總剪力；對于框?qū)?yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)底部總剪力；對于框 架柱數(shù)量從下至上分段有規(guī)律變化的結(jié)構(gòu)，應(yīng)取每架柱數(shù)量從下至上分段有規(guī)律變化的結(jié)構(gòu)，應(yīng)取每 段最下一層結(jié)構(gòu)對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的總剪力；段最下一層結(jié)構(gòu)對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的總剪力； 對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層（或某一對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層

17、（或某一 段內(nèi)各層）框架承擔(dān)的地震總剪力；段內(nèi)各層）框架承擔(dān)的地震總剪力；00.2fVV ,max1.5fV0VfV00.2V 25 對框架柱數(shù)量從上至下基本不變的規(guī)則建對框架柱數(shù)量從上至下基本不變的規(guī)則建 筑，筑， 應(yīng)取對應(yīng)與地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)應(yīng)取對應(yīng)與地震作用標(biāo)準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào) 整的各層框架承擔(dān)的地震總剪力中的最大整的各層框架承擔(dān)的地震總剪力中的最大 值；對框架柱數(shù)量從上至下分段有規(guī)律變值；對框架柱數(shù)量從上至下分段有規(guī)律變 化的結(jié)構(gòu)，應(yīng)取每段中對應(yīng)于地震作用標(biāo)化的結(jié)構(gòu)，應(yīng)取每段中對應(yīng)于地震作用標(biāo) 準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層框架承擔(dān)地震總剪準(zhǔn)值且未經(jīng)調(diào)整的各層框架承擔(dān)地震總剪 力中的最大值。力中的

18、最大值。 （2） 各層框架所承擔(dān)的地震總剪力按本條第各層框架所承擔(dān)的地震總剪力按本條第1 款調(diào)整款調(diào)整后，應(yīng)按調(diào)整前、后總剪力的比值調(diào)整每根框架柱和與之相后，應(yīng)按調(diào)整前、后總剪力的比值調(diào)整每根框架柱和與之相連框架梁的剪力及端部彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，框架柱的軸力標(biāo)準(zhǔn)值可連框架梁的剪力及端部彎矩標(biāo)準(zhǔn)值，框架柱的軸力標(biāo)準(zhǔn)值可不予調(diào)整；不予調(diào)整； （3） 按振型分解反應(yīng)譜法計算地震作用時，本條例第按振型分解反應(yīng)譜法計算地震作用時，本條例第1款所規(guī)定的調(diào)整可在振型組合之后進行?？钏?guī)定的調(diào)整可在振型組合之后進行。.maxfV 261120.5in iiyC rC r 2(13 )(13 )1rkk1116Ckr

19、20.5Cr bckkk 3. 總框架與總剪力墻上地震作用及風(fēng)荷載的再分配方法總框架與總剪力墻上地震作用及風(fēng)荷載的再分配方法 （1）總框架上的地震作用及風(fēng)荷載再分配）總框架上的地震作用及風(fēng)荷載再分配 按柱的抗側(cè)剛度分配。按柱的抗側(cè)剛度分配。 當(dāng)框架僅在頂點一集中荷載時，對于框架梁、柱各層剛度均當(dāng)框架僅在頂點一集中荷載時，對于框架梁、柱各層剛度均相等的情況，柱的反彎點高度比可按下式計算：相等的情況，柱的反彎點高度比可按下式計算：n 建筑物的總層數(shù)；建筑物的總層數(shù)； i 所計算的樓層層次；所計算的樓層層次；式中：式中： 平均相對剛度。平均相對剛度。 27 （2）總剪力墻上地震作用的再分配）總剪力墻

20、上地震作用的再分配 當(dāng)剪力墻均無洞口時，可按墻的抗彎剛度分配。當(dāng)剪力墻均無洞口時，可按墻的抗彎剛度分配。 當(dāng)剪力墻有洞口時，可按折算抗彎剛度分配。考慮剪當(dāng)剪力墻有洞口時，可按折算抗彎剛度分配?？紤]剪切變形的影響時，可將墻體各層的抗彎剛度乘以剛度降低切變形的影響時，可將墻體各層的抗彎剛度乘以剛度降低系數(shù)系數(shù) 按下式計算：按下式計算：-+-+-VwV底V底底VV頂ViV頂=+=+Hi 21212.3()1()ihca NH rmm a 28 i 層墻的砼彈性模量（層墻的砼彈性模量（t/m2）；）；N 總層數(shù)；總層數(shù)；H 總高度（總高度（m）；）； r 洞口折減系數(shù)，洞口折減系數(shù)， 底層至計算層（底

21、層至計算層（i層）的平均剛度，當(dāng)墻上層）的平均剛度，當(dāng)墻上 有小洞時，應(yīng)按扣除洞口的慣性矩計算。有小洞時，應(yīng)按扣除洞口的慣性矩計算。 當(dāng)洞口開口系數(shù)：當(dāng)洞口開口系數(shù)： 時，應(yīng)按洞口兩側(cè)墻的慣性矩的和取值；時，應(yīng)按洞口兩側(cè)墻的慣性矩的和取值； i 層剪力墻的全截面面積（層剪力墻的全截面面積（m2）；）；VV 頂頂?shù)椎譱VaV 底底iwiEIcE A EI 0.4p 開開口口面面積積墻墻面面積積wiAiE11.25rp ；式中式中 29k 截面形狀影響系數(shù)，對于矩形截面，截面形狀影響系數(shù)，對于矩形截面，k=1.2； 對于對于 I 形截面，形截面， ； 剪力墻受地震作用時由于塑性變形引起的剛度折減系

22、剪力墻受地震作用時由于塑性變形引起的剛度折減系 數(shù)。數(shù)。 對整澆墻，對整澆墻， ； 對裝配整體式墻，對裝配整體式墻， 。 有表可查。有表可查。 因此，因此，i 層墻的折算剛度為：層墻的折算剛度為： i 層分配系數(shù)：層分配系數(shù)： 一般剪切變形只須考慮建筑物的下部三分之一的高一般剪切變形只須考慮建筑物的下部三分之一的高 度。度。因此，求因此，求 值時由下往上，當(dāng)值時由下往上，當(dāng) 值接近值接近1時就無需再折減。時就無需再折減。 k 全全面面積積腹腹板板面面積積0.8 0.50.7 12mm 、iiiEIEI iiEIDEI i i 連梁與墻剛接時連梁與墻剛接時,計算公式參見教材。計算公式參見教材。

23、30 四、框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的合理數(shù)量四、框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的合理數(shù)量 （一）概述（一）概述 框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻配得太少，對抵抗風(fēng)荷載及地震框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻配得太少，對抵抗風(fēng)荷載及地震作用的幫助很小，但是配得太多，增加了材料用量，增作用的幫助很小，但是配得太多，增加了材料用量，增加了結(jié)構(gòu)自重，增大了地震作用效應(yīng)，也是沒有必要加了結(jié)構(gòu)自重，增大了地震作用效應(yīng)，也是沒有必要的。的。maxWminWOW(少墻結(jié)構(gòu))(適墻結(jié)構(gòu))(超墻結(jié)構(gòu))(含墻量) 31WminmaxWmm( (墻長墻長)/)/m ( (樓面面積樓面面積) )2050150100W壁率壁率（二）日本經(jīng)驗（二）日本經(jīng)驗1壁率長度表示法壁率長

24、度表示法 2平均壓應(yīng)力平均壓應(yīng)力墻面積表示法墻面積表示法 墻長度表示法不能反映墻厚、層數(shù)、重量等因素的影墻長度表示法不能反映墻厚、層數(shù)、重量等因素的影響，因此，日本人后來改用平均壓應(yīng)力響，因此，日本人后來改用平均壓應(yīng)力墻面積再分析，墻面積再分析，平均壓應(yīng)力平均壓應(yīng)力 ，G為樓層以上重量。為樓層以上重量。cwGAA 32O壁率mm /m (MPa)22000 4000 6000 80000.51.01.52.02嚴重震害輕微震害輕微震害無震害2.01.51.0O0.540002000輕微震害6000 8000無震害壁率mm /m22嚴重震害 (MPa)輕微震害十勝沖地震十勝沖地震宮城沖地震宮城沖

25、地震wcAA （三）我國經(jīng)驗（三）我國經(jīng)驗根據(jù)國內(nèi)已建大量框剪結(jié)構(gòu)建筑，它們的底層結(jié)根據(jù)國內(nèi)已建大量框剪結(jié)構(gòu)建筑，它們的底層結(jié)構(gòu)截面面積構(gòu)截面面積 與樓面面積與樓面面積 之比，以及之比，以及 之比之比值大約在下表的范圍內(nèi)可供設(shè)計參考。值大約在下表的范圍內(nèi)可供設(shè)計參考。fAwfAA 33設(shè)計條件設(shè)計條件7、類土類土3%5%1.5%2.5%8、類土類土4%6%2.5%3%wfAAwcfAAA 34 結(jié)構(gòu)剛度特征值結(jié)構(gòu)剛度特征值 的選?。旱倪x取： （1）抗震規(guī)范要求，剪力墻承受的底部地震彎矩不應(yīng)）抗震規(guī)范要求，剪力墻承受的底部地震彎矩不應(yīng)小于底部地震總彎矩的小于底部地震總彎矩的50%，小于，小于50

26、%時框架抗震等級應(yīng)時框架抗震等級應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)劃分。因此，按純框架結(jié)構(gòu)劃分。因此， 。 （2）為使框架最大樓層剪力）為使框架最大樓層剪力 ，剪力墻數(shù)量，剪力墻數(shù)量不宜過多，因此，不宜過多，因此， 。希望框架最大樓層剪力為：。希望框架最大樓層剪力為： （3） ，一般情況下，宜取，一般情況下，宜取 。 應(yīng)注意，滿足位移限值是一個必要條件，但不是一個應(yīng)注意，滿足位移限值是一個必要條件，但不是一個 充分條件。綜合反映結(jié)構(gòu)剛度特征的參數(shù)是結(jié)構(gòu)自振周期充分條件。綜合反映結(jié)構(gòu)剛度特征的參數(shù)是結(jié)構(gòu)自振周期 ，宜使框剪結(jié)構(gòu)的自振周期。宜使框剪結(jié)構(gòu)的自振周期。 2.4 max0.2EKVF 1.15 ,max00

27、.20.4fVV 1.152.4 1.52.0 35場地場地烈度烈度7度度8度度9度度1.533579234691235581116479121622式中式中 n 為層數(shù)。為層數(shù)。并且宜使底部總剪力并且宜使底部總剪力 保持在下表的范圍內(nèi)。保持在下表的范圍內(nèi)。1(0.06 0.08) (s)Tn 1EKeqFG 框剪結(jié)構(gòu)比較適宜的框剪結(jié)構(gòu)比較適宜的 值（值（%）1 36 五、框剪結(jié)構(gòu)的布置與構(gòu)造要求五、框剪結(jié)構(gòu)的布置與構(gòu)造要求 （一）結(jié)構(gòu)布置的一般要求（一）結(jié)構(gòu)布置的一般要求 1. 框剪結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計為雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采框剪結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計為雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接。需要抗震設(shè)防的

28、框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻宜雙向布置。用鉸接。需要抗震設(shè)防的框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻宜雙向布置。 2. 框架梁、柱與剪力墻的軸線宜重合在同一平面內(nèi)，梁框架梁、柱與剪力墻的軸線宜重合在同一平面內(nèi)，梁柱軸線間偏心矩不宜大于柱截面在該邊長的柱軸線間偏心矩不宜大于柱截面在該邊長的1/4。 3. 框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置應(yīng)符合以下要求：框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置應(yīng)符合以下要求： （1）橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ地布置在建筑的端部附近、樓）橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ地布置在建筑的端部附近、樓電梯間、平面形狀變化處及恒載較大的地方。電梯間、平面形狀變化處及恒載較大的地方。 37（2）橫向剪力墻的間距宜滿足下表要求：）橫向剪力墻的間距宜滿足下表

29、要求：剪力墻的間距剪力墻的間距樓面形式樓面形式非抗震非抗震設(shè)計設(shè)計抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度、度、7度度8度度9度度現(xiàn)澆現(xiàn)澆5B且且 60m4B且且 50m3B且且 40m2B且且 30m裝配整體裝配整體3.5B且且 50m3B且且 40m2.5B且且 30m注：注：B表中為樓面寬度。表中為樓面寬度。 現(xiàn)澆部分厚度大于現(xiàn)澆部分厚度大于60mm的預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力疊合的預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力疊合 板可作為現(xiàn)澆考慮。板可作為現(xiàn)澆考慮。 剪力墻之間樓面有較大的開洞時，剪力墻的間距應(yīng)剪力墻之間樓面有較大的開洞時，剪力墻的間距應(yīng)減少。減少。 38 （3）縱向剪力墻宜布置在結(jié)構(gòu)單元的中間區(qū)段）縱向剪力墻宜布置在

30、結(jié)構(gòu)單元的中間區(qū)段內(nèi)。房屋較長時，不宜集中在兩端布置縱向剪力墻，內(nèi)。房屋較長時，不宜集中在兩端布置縱向剪力墻，否則宜留施工后澆帶以減少溫度、收縮應(yīng)力的影響。否則宜留施工后澆帶以減少溫度、收縮應(yīng)力的影響。 （4）縱橫向剪力墻宜組成）縱橫向剪力墻宜組成L形、形、T形和口字形形和口字形等。等。 （5）當(dāng)剪力墻墻肢截面高度大于）當(dāng)剪力墻墻肢截面高度大于8m時，可用門時，可用門窗口或施工洞形式聯(lián)肢墻。窗口或施工洞形式聯(lián)肢墻。 （6）剪力墻布置不宜過分集中，每道剪力墻承受）剪力墻布置不宜過分集中，每道剪力墻承受的水平力不宜超過總水平力的的水平力不宜超過總水平力的40%。 （7）剪力墻宜貫通建筑物全高，厚度

31、逐漸減薄，）剪力墻宜貫通建筑物全高，厚度逐漸減薄，避免剛度突然變化。避免剛度突然變化。 39（二）剪力墻構(gòu)造（二）剪力墻構(gòu)造 1周邊有梁、柱的剪力墻，厚度不應(yīng)小于周邊有梁、柱的剪力墻，厚度不應(yīng)小于160mm，且，且不小于墻凈高的不小于墻凈高的1/20。剪力墻中線與墻端邊柱中線宜重合，。剪力墻中線與墻端邊柱中線宜重合，防止偏心。剪力墻的端部框架柱除樓電梯井外，應(yīng)保留，框防止偏心。剪力墻的端部框架柱除樓電梯井外，應(yīng)保留，框架梁宜保留，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則應(yīng)設(shè)置暗架梁宜保留，如剪力墻周邊僅有柱而無梁時，則應(yīng)設(shè)置暗梁。梁。 2框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，當(dāng)剪力墻部分承受的地震傾剪力墻結(jié)構(gòu)中，當(dāng)剪力

32、墻部分承受的地震傾覆力矩等于或小于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的覆力矩等于或小于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時，其框架部時，其框架部分應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)的抗震等級采用；當(dāng)剪力墻承受的地震傾覆分應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)的抗震等級采用；當(dāng)剪力墻承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%較多時，可適當(dāng)降低框較多時，可適當(dāng)降低框架柱軸壓比限值的要求。架柱軸壓比限值的要求。 3剪力墻不宜開邊長超過剪力墻不宜開邊長超過800mm的洞，且洞口四周要的洞，且洞口四周要求配置構(gòu)造鋼筋。求配置構(gòu)造鋼筋。 40 4非抗震設(shè)計時，剪力墻水平和豎向分布鋼筋配筋非抗震設(shè)計時，剪力墻水平和豎向分布鋼筋配筋率均不應(yīng)小于率

33、均不應(yīng)小于0.2%，直徑不應(yīng)小于，直徑不應(yīng)小于8，且應(yīng)雙排配置。，且應(yīng)雙排配置。 5抗震設(shè)計時，剪力墻水平和豎向分布鋼筋配筋率抗震設(shè)計時，剪力墻水平和豎向分布鋼筋配筋率均不小于均不小于0.25%，直徑不應(yīng)小于，直徑不應(yīng)小于8，間距不應(yīng)大于，間距不應(yīng)大于300mm，且應(yīng)雙排配置。，且應(yīng)雙排配置。 （三）板柱（三）板柱剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu) 1. 板柱板柱剪力墻結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)符合下列要求剪力墻結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)符合下列要求: (1)應(yīng)布置成雙向抗側(cè)體系應(yīng)布置成雙向抗側(cè)體系,兩主軸方向均應(yīng)設(shè)置剪力兩主軸方向均應(yīng)設(shè)置剪力墻墻; (2)抗震設(shè)計是抗震設(shè)計是,房屋的周邊應(yīng)設(shè)置框架梁房屋的周邊應(yīng)設(shè)置框架梁,房屋的屋頂

34、房屋的屋頂及地下一層頂板宜采用梁板結(jié)構(gòu)及地下一層頂板宜采用梁板結(jié)構(gòu); (3)有樓、電梯間等大開洞時有樓、電梯間等大開洞時,洞口周圍宜設(shè)置框架梁洞口周圍宜設(shè)置框架梁或邊梁或邊梁; 41 (4) (4) 無梁板可根據(jù)承載力和變形要求采用無柱帽板或無梁板可根據(jù)承載力和變形要求采用無柱帽板或有柱帽板。當(dāng)采用托板式柱帽時，托板的長度和厚度應(yīng)按有柱帽板。當(dāng)采用托板式柱帽時，托板的長度和厚度應(yīng)按計算確定，且每方向長度不宜小于板跨度的計算確定，且每方向長度不宜小于板跨度的1/6，其厚度不，其厚度不宜小于宜小于1/4無梁板的厚度；抗震設(shè)計時，托板處總厚度尚不無梁板的厚度；抗震設(shè)計時，托板處總厚度尚不宜小于同方向

35、柱截面寬度與宜小于同方向柱截面寬度與4倍板厚度之和，托板處總厚度倍板厚度之和，托板處總厚度尚不宜小于尚不宜小于16倍柱縱筋直徑。當(dāng)不滿足承載力要求且不允倍柱縱筋直徑。當(dāng)不滿足承載力要求且不允許設(shè)置柱帽時可采用剪力架，此時板的厚度，非抗震設(shè)計許設(shè)置柱帽時可采用剪力架，此時板的厚度，非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于時不應(yīng)小于150mm，抗震設(shè)計時候不應(yīng)小于，抗震設(shè)計時候不應(yīng)小于200mm； (5) (5) 雙向無梁板厚度與長跨之比，不宜小于下表的規(guī)雙向無梁板厚度與長跨之比，不宜小于下表的規(guī)定：定：非預(yù)應(yīng)力樓蓋非預(yù)應(yīng)力樓蓋預(yù)應(yīng)力樓蓋預(yù)應(yīng)力樓蓋無柱帽無柱帽有柱帽有柱帽無柱帽無柱帽有柱帽有柱帽1/301/351/4

36、01/45雙向無梁板厚度與長跨的最小比值雙向無梁板厚度與長跨的最小比值 42 2. 抗震設(shè)計時，板柱抗震設(shè)計時，板柱剪力墻結(jié)構(gòu)中各層橫向及縱向剪力墻結(jié)構(gòu)中各層橫向及縱向剪力墻能承擔(dān)相應(yīng)方向該層的全部剪力；各層板柱部分除應(yīng)剪力墻能承擔(dān)相應(yīng)方向該層的全部剪力；各層板柱部分除應(yīng)符合計算要求外，尚應(yīng)能承擔(dān)不少于該層相應(yīng)方向地震剪力符合計算要求外，尚應(yīng)能承擔(dān)不少于該層相應(yīng)方向地震剪力的的20%。 3. 板柱板柱剪力墻結(jié)構(gòu)中，沿兩個主軸方向均應(yīng)布置通剪力墻結(jié)構(gòu)中，沿兩個主軸方向均應(yīng)布置通過柱截面的樓板連續(xù)鋼筋，且鋼筋的總截面面積應(yīng)符合下過柱截面的樓板連續(xù)鋼筋，且鋼筋的總截面面積應(yīng)符合下式要求：式要求：/s

37、GyANf 式中式中 通過柱截面的板底連續(xù)鋼筋的總截面面積；通過柱截面的板底連續(xù)鋼筋的總截面面積； 在該層樓面重力荷載代表值作用下的柱軸向在該層樓面重力荷載代表值作用下的柱軸向 壓力設(shè)計力；壓力設(shè)計力； 通過柱截面的板底連續(xù)鋼筋的抗拉強度設(shè)計通過柱截面的板底連續(xù)鋼筋的抗拉強度設(shè)計 值。值。sAGNyf 43 4. 板柱板柱剪力墻結(jié)構(gòu)中，板的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：剪力墻結(jié)構(gòu)中，板的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）抗震設(shè)計時，無柱帽的板柱）抗震設(shè)計時，無柱帽的板柱剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)沿縱剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)沿縱橫柱軸線在板內(nèi)設(shè)置暗梁，暗梁寬度取與柱寬加上柱寬度橫柱軸線在板內(nèi)設(shè)置暗梁，暗梁寬度取與柱寬加上柱寬度以外各以外

38、各1.5倍板厚，暗梁配筋應(yīng)符合下列規(guī)定：倍板厚，暗梁配筋應(yīng)符合下列規(guī)定： a. 暗梁上、下縱向鋼筋應(yīng)分別取柱上板帶上、下鋼筋暗梁上、下縱向鋼筋應(yīng)分別取柱上板帶上、下鋼筋總截面面積的總截面面積的50%，且下部鋼筋不宜小于上部鋼筋的，且下部鋼筋不宜小于上部鋼筋的1/2?？v向鋼筋應(yīng)全跨拉通，其直徑宜大于暗梁以外板鋼筋的直縱向鋼筋應(yīng)全跨拉通，其直徑宜大于暗梁以外板鋼筋的直徑，但不宜大于柱截面相應(yīng)邊長的徑，但不宜大于柱截面相應(yīng)邊長的1/20； b. 暗梁的箍筋，在構(gòu)造上應(yīng)至少配置四肢箍，直徑不暗梁的箍筋，在構(gòu)造上應(yīng)至少配置四肢箍，直徑不應(yīng)小于應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于，間距不應(yīng)大于300mm。 44 （

39、2）設(shè)置托板式柱帽時，非抗震設(shè)計時托板底部宜布）設(shè)置托板式柱帽時，非抗震設(shè)計時托板底部宜布置構(gòu)造鋼筋；抗震設(shè)計時托板底部鋼筋應(yīng)按計算確定，并應(yīng)置構(gòu)造鋼筋；抗震設(shè)計時托板底部鋼筋應(yīng)按計算確定，并應(yīng)滿足抗震錨固。計算柱上板帶的支座鋼筋時，可考慮托板的滿足抗震錨固。計算柱上板帶的支座鋼筋時，可考慮托板的有利影響；有利影響； （3）無梁樓板允許開局部洞口，但應(yīng)驗算滿足承載力及）無梁樓板允許開局部洞口，但應(yīng)驗算滿足承載力及剛度要求。當(dāng)未作專門分析時，在板的不同部位開單個洞的剛度要求。當(dāng)未作專門分析時，在板的不同部位開單個洞的大小應(yīng)符合下圖的要求。若在同一部位開多個洞時，則在同大小應(yīng)符合下圖的要求。若在同

40、一部位開多個洞時，則在同一截面上各個洞寬之和不應(yīng)大于該部分單個洞的允許寬度。一截面上各個洞寬之和不應(yīng)大于該部分單個洞的允許寬度。所有洞邊均應(yīng)設(shè)置補強鋼筋。所有洞邊均應(yīng)設(shè)置補強鋼筋。 45A1A2A1B1B2B1帶板上柱帶板中跨帶板上柱帶板上柱帶板中跨帶板上柱L2/2L2/4L2L2/4L1/2L1/4L1/4L1aaa123無梁樓板開洞要求21221/4/22/4/43/4/4ccbbbtbbtaAbBaAbB 洞洞 ：且且；其其中中， 為為洞洞口口長長邊邊尺尺寸寸， 為為對對應(yīng)應(yīng)于于洞洞口口長長邊邊方方向向的的柱柱寬寬， 為為板板厚厚； 洞洞 ：且且； 洞洞 ：且且。 46 47 六、扭轉(zhuǎn)的

41、近似計算六、扭轉(zhuǎn)的近似計算 （一）水平力作用線位置與剛度中心位置的確定（一）水平力作用線位置與剛度中心位置的確定 1水平力作用線位置水平力作用線位置 風(fēng)荷載作用時：指風(fēng)荷載沿某方向的合力作用風(fēng)荷載作用時：指風(fēng)荷載沿某方向的合力作用線。線。 48eyODVyiikxkxixy( a )xODxiiiyyM = V eyx( c )xODVyxiiiy( b ) 49miiiiiimiiiiiixX mmX wwyY mmY ww 00yiiyixkkxkXD XDYD YD 地震作用時：指通過慣性力合力作用點的線。它與地震作用時：指通過慣性力合力作用點的線。它與質(zhì)量分布情況有關(guān)，又稱質(zhì)心線?？捎?/p>

42、重量代替質(zhì)量進質(zhì)量分布情況有關(guān)，又稱質(zhì)心線?？捎弥亓看尜|(zhì)量進行計算。行計算。2剛度中心剛度中心 指各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的中心?？砂芽箓?cè)移剛指各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的中心。可把抗側(cè)移剛度作為假想面積，求得假想面積的形心就是剛度中心。度作為假想面積，求得假想面積的形心就是剛度中心。 質(zhì)心與剛心重合時，無扭轉(zhuǎn)；質(zhì)心與剛心不重合質(zhì)心與剛心重合時，無扭轉(zhuǎn)；質(zhì)心與剛心不重合時，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。時，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。 50 3偏心距計算偏心距計算 無抗震設(shè)防要求或設(shè)防烈度為無抗震設(shè)防要求或設(shè)防烈度為7、8度時度時： 設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為9度時：度時：式中：式中： 和和 分別為建筑物沿分別為建筑物沿 X 和和 Y 方向

43、的長度。方向的長度。 （二）抗扭計算（二）抗扭計算 1. 位移計算位移計算 當(dāng)沿當(dāng)沿y 方向有水平力作用時，與方向有水平力作用時，與y軸平行的第軸平行的第i片結(jié)片結(jié)構(gòu)沿構(gòu)沿y軸方向?qū)娱g位移軸方向?qū)娱g位移xoxomyoyomeeXXeeYY0.050.05xoxxyoyyeeLeeLyiiX ( (a a) )xLyL 51與與X軸平行的第軸平行的第 k 片結(jié)構(gòu)沿片結(jié)構(gòu)沿 X 方向?qū)娱g位移方向?qū)娱g位移（ 角以逆時針旋轉(zhuǎn)為正，角以逆時針旋轉(zhuǎn)為正， 為為X 方向，故為負號。）方向，故為負號。） 和和 可用下面方法求得：可用下面方法求得：由抗側(cè)移剛度的定義可知下列關(guān)系成立：由抗側(cè)移剛度的定義可知下列關(guān)

44、系成立：式中式中 i 片及片及 k 片結(jié)構(gòu)在層剪力片結(jié)構(gòu)在層剪力 及扭矩及扭矩 作用下的剪力。作用下的剪力。由力平衡條件由力平衡條件 及及 ，可得，可得yiyiyiyiyiixkxkxkxkkVDDDxVDDy yixkVV，0Y 0M yVyMxkky xk xk xk 22yyiyiyiiyxyiixkkyiiyiixkkVVDD xV eV xVyD xD xDy （b)b)（c)c)（d)d)（e)e)（f)f) 52 式式(f)(f)中第二項取負號的原因是：按圖所設(shè)的坐標(biāo)系中第二項取負號的原因是：按圖所設(shè)的坐標(biāo)系統(tǒng)，統(tǒng)， 與與 符號相反，但又假定逆時針旋轉(zhuǎn)的力矩為正符號相反，但又假定逆時針旋轉(zhuǎn)的力矩為正號，因此第二項必須冠以負號才