高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（剪力墻、框剪、筒體、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）

1、第4章 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 結(jié)構(gòu)體系及布置原則4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)分析4.3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)分析4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.5 筒體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.6 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1 高層建筑結(jié)構(gòu)體系及布置原則4.1.1 高層結(jié)構(gòu)的基本受力單元框架剪力墻筒體落地剪力墻框支剪力墻核心筒框筒24.1.2 高層結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)：布置靈活；缺點(diǎn)：側(cè)向剛度較小。 北京長(zhǎng)富宮中心，26層，90.85m，89年建成4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元40008000800080008000800040004000580040005800

2、62003框架支撐結(jié)構(gòu)體系4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4剪力墻結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)：側(cè)向剛度大缺點(diǎn)：布置受限制廣州白云賓館：33層，112.45米，剪力墻結(jié)構(gòu)，1976年建成，國(guó)內(nèi)首棟百米高層。36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230054.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元北京國(guó)際飯店：1987年建成，27層，底層層高5m，標(biāo)準(zhǔn)值層層高2.9m，總高度104m，剪力墻厚度為200600mm。上?；▓@飯店：34層，123m，89年建成6

3、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系94000=36000750075002000北京民族飯店： 59年建成，12層框架剪力墻結(jié)構(gòu)。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元7上海明天廣場(chǎng)：60層，238m，最高的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，98年建成。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元8筒體結(jié)構(gòu)體系框筒結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系束筒結(jié)構(gòu)體系筒體外伸結(jié)構(gòu)體系5.13.437.04.04.04.04.04.03.45.122.835.14.53.33.34.53.93.93.93.93.916.8廣東國(guó)際大廈： 1990年建成，63層，底層層高4m，標(biāo)準(zhǔn)層3m，總高200.

4、18米。外筒平面尺寸35.1m37m，由24根中柱和4根異形角柱組成；內(nèi)筒為16.8m22.8m的矩形平面，壁厚300700mm。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元9香港中環(huán)中心廣場(chǎng)60層，374米，92年建成。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元10美國(guó)西爾斯大廈：110層，443米，束筒鋼結(jié)構(gòu)，1974年建成。允許位移900mm，實(shí)測(cè)460mm。用鋼76000噸，砼55700立方米，安裝了102部高速電梯。150層5166層6790層91層以上4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元11筒體外伸結(jié)構(gòu)體系

5、4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元12框架筒體結(jié)構(gòu)體系南京金陵飯店：37層，108米，框架-筒體結(jié)構(gòu)，1983年建成。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元134.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元廣州中信大廈37層，322米高，97年建成14上海金茂大夏： 1998年建成， 框架部分采用了鋼骨混凝土，88層，總高度達(dá)到421米，是目前中國(guó)最高的建筑。深圳地王大廈：68層，325m，框架部分為鋼結(jié)構(gòu)，96年建成。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元15馬來西亞雙塔樓：88層，4

6、50米，框筒結(jié)構(gòu)，1996年建成。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元164.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元高雄T&C大樓347.6米臺(tái)北101101層，508米。預(yù)計(jì)2004年9月完工174.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元南京紫峰大廈450米18巨型框架結(jié)構(gòu)體系香港匯豐銀行4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元194.1.3 高層結(jié)構(gòu)布置原則一、平面布置1. 簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減小偏心4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則高

7、層結(jié)構(gòu)，水平荷載往往起控制作用。從抗風(fēng)角度：圓形、橢圓形等建筑屋受到的風(fēng)荷載較小。從抗震角度：平面對(duì)稱、結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度均勻、平面長(zhǎng)寬 比較為接近，抗震性能好。204.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則2. 長(zhǎng)寬比限制 平面長(zhǎng)度L不宜過長(zhǎng)，突出部分應(yīng)盡可能小，凹角位置宜采取加強(qiáng)措施。 結(jié)構(gòu)平面長(zhǎng)寬比限制參見P265表42所示21高層結(jié)構(gòu)，高寬比超過5需進(jìn)行整體穩(wěn)定性和抗傾覆驗(yàn)算。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則 增加結(jié)構(gòu)平面寬度，對(duì)提高結(jié)構(gòu)的整體側(cè)向剛度非常顯著。高寬比參見P265表43。3. 高

8、寬比限制整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗傾覆驗(yàn)算：抗傾覆力矩 傾覆力矩傾覆力矩取風(fēng)荷載或地震作用設(shè)計(jì)值對(duì)傾覆點(diǎn)的力矩；計(jì)算抗傾覆力矩時(shí)：0.5樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值0.9恒載標(biāo)準(zhǔn)值。224. 底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的落地剪力墻數(shù)量、間距要求4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則當(dāng)平面形狀為矩形：落地剪力墻的最大間距：B為結(jié)構(gòu)樓面寬度。235. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻間距4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則剪力墻間距參見P266表44。 橫向剪力墻宜均勻布置在建筑物的端部附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化處以及恒荷載較大

9、處。 單榀剪力墻承受的水平力不宜超出總水平力的40%。 縱向剪力墻宜均勻布置在結(jié)構(gòu)單元的中間區(qū)段。若縱向過長(zhǎng)，縱向剪力墻不宜集中布置在兩端，以減少溫度和收縮應(yīng)力。246. 筒體結(jié)構(gòu)的高寬比4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則筒體結(jié)構(gòu)的高寬比不宜太小。筒中筒：3；框筒：4框筒墻面孔洞面積不大于墻面總面積的50%。筒中筒的內(nèi)外筒之間的距離：框筒的外側(cè)柱矩不宜大于層高，宜小于3m；矩形框筒的長(zhǎng)寬比不宜大于1.5，任何情況下不應(yīng)大于2。25二、豎向布置力求規(guī)則、均勻，避免過大的外挑和內(nèi)收。樓層剛度沿高度逐漸 變化，沒有突變。豎向規(guī)則建筑：立面局部收緊尺

10、寸不大于該方向總尺寸的25%；樓層剛度不小于相鄰上層剛度的70%，且連續(xù)三層的總剛度下降不超過50%。對(duì)于底層大開間建筑，通過增加落地墻體的厚度或提高混凝土等級(jí)等措施，使上下層剛度比 盡可能接近。4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則剪力墻宜貫通建筑物全高，厚度逐漸減薄。26三、變形縫設(shè)置4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則伸縮縫、沉降縫、防震縫274.1.4 截面尺寸估算（根據(jù)變形限制要求）過大側(cè)移會(huì)使非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破損：填充墻、裝修、電梯過大側(cè)移會(huì)使人感覺不適過大側(cè)移，豎向荷載會(huì)產(chǎn)生較大的附加彎矩

11、 效應(yīng) 4.1.4 尺寸估算4.1.2 結(jié)構(gòu)體系高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.1.1 受力單元4.1.3 布置原則通過正常使用條件下結(jié)構(gòu)的水平位移限制來估算截面尺寸：水平位移限制：頂點(diǎn)側(cè)移和層間側(cè)移，參見P268表45。剪力墻厚度應(yīng)滿足P268表46。對(duì)有抗震設(shè)防的框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻周邊宜設(shè)置梁與柱。梁的寬度 ，梁的高度 ，柱的寬度284.2.1 單榀剪力墻受到的水平荷載一、空間問題的簡(jiǎn)化樓蓋結(jié)構(gòu)在其平面內(nèi)的剛度為無限大；各榀剪力墻主要在其平面內(nèi)發(fā)揮作用。 根據(jù)假定2，可將縱向和橫向剪力墻分開考慮。在計(jì)算橫墻受力時(shí)，把縱墻的一部分作為橫墻的翼緣；在計(jì)算縱墻受力時(shí)，把橫墻的一部分作為縱墻的

12、翼緣。 有效翼緣寬度取法參見P269表47。二、剪力墻的抗側(cè)剛度柱：上下單位相對(duì)位移，發(fā)生單位層間位移時(shí)，剪力墻承受的剪力bf=b01bf=b02S01S02S03bfbfhf4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)分析29三、水平荷載在各榀剪力墻之間的分配 一般情況下，樓蓋在側(cè)向水平荷載作用下將發(fā)生自身平面內(nèi)的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。但如果水平力通過某一中心點(diǎn)，則樓蓋僅發(fā)生移動(dòng)而無轉(zhuǎn)動(dòng)，這一中心位置稱為抗側(cè)剛度中心。設(shè)抗側(cè)剛度中心在C點(diǎn)，通過C點(diǎn)建立X、Y直角坐標(biāo)；y方向第i榀剪力墻（抗側(cè)剛度為 ）距y軸的距離為 ；x方向第j榀剪力墻(抗側(cè)剛度為 ）距x軸的距離為 xyoc高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4

13、.2 剪力墻分析30yxoc設(shè)樓蓋受到某側(cè)向力 的作用，可以將 分解成平行于坐標(biāo)軸的兩個(gè)分力 、 ，這兩個(gè)分力又可等效為通過抗側(cè)剛度中心的力 、 及扭矩 。假定 、 與坐標(biāo)方向一致為正，扭矩以順時(shí)針方向?yàn)檎?。?-3）xyoc高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析31欲求側(cè)向力 在各榀剪力墻之間的分配，可先求出 、 、 單獨(dú)作用下各榀剪力墻所受的作用，然后疊加。xyoc當(dāng)僅有 單獨(dú)作用時(shí)，樓蓋僅有沿x方向的平移 ，這時(shí)僅考慮x方向的剪力墻參加工作。 設(shè)x方向j榀剪力墻所受的剪力為 ，由平衡條件：(a)x方向j榀剪力墻的抗側(cè)剛度為 ，注意到各榀剪力墻在樓蓋處的側(cè)移相

14、同，均為 ，則 (b)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析32將（b）式代入（a）式，得(4-6a)同理，可求得在 單獨(dú)作用下，y方向i榀剪力墻所受到的剪力(4-6b)(a)(b)yoc高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析33當(dāng)僅有 作用時(shí)，樓蓋將發(fā)生繞抗側(cè)剛度中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，x、y方向的剪力墻都將受力。設(shè)轉(zhuǎn)角為 ，則x方向第j榀剪力墻x方向的側(cè)移為：(c)y方向第i榀剪力墻y方向的側(cè)移(d)設(shè)在 作用下，x、y方向剪力墻所受的剪力為 、 ，則(e)(f)xyoc高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析34

15、由力矩平衡條件：將 代入式(e)、(f)，得(4-9a)(4-9b)因此，在側(cè)向荷載 作用下，剪力墻的總剪力(4-10a)(4-10b)(e)(f)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析35以O(shè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)抗側(cè)剛度中心C點(diǎn)的坐標(biāo)為 、 。在 作用下，樓蓋的側(cè)移為 ，對(duì)O點(diǎn)取矩 將（4-6a）代入，得(4-11a)四、抗側(cè)剛度中心的確定(4-11b)同理xyoc(4-6a)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析36(a)(b)(c)(d)4.2.2剪力墻的受力特點(diǎn)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)剪力墻上的洞口較小時(shí)（圖 a），剪力墻水平截面內(nèi)的正應(yīng)力

16、接近線性分布，僅在洞口附近局部區(qū)域有應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生，但從整體來講，洞口對(duì)墻體內(nèi)力的影響可以忽略不計(jì)，這類剪力墻稱為整截面剪力墻。如果剪力墻上開洞很大，連系梁和墻肢的剛度均較?。▓Dd ），在側(cè)向荷載作用下，墻肢內(nèi)沿截面高度方向幾乎每層均有一個(gè)反彎點(diǎn)。但由于連系梁和墻肢的截面尺寸比一般的框架梁柱大得多，因而有別于一般框架，這類剪力墻稱為壁式框架。4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析當(dāng)剪力墻上開洞介于上述兩者之間時(shí)，剪力墻的受力性能也介于(a)、(d)兩者之間。根據(jù)連系梁剛度的大小，這一范圍的剪力墻又可以分為整體小開口剪力墻(b)和聯(lián)肢剪力墻(c

17、)兩種。37單榀剪力墻的內(nèi)力分析可利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行較精確的有限元分析。從實(shí)用出發(fā)，工程中常采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法。常用的簡(jiǎn)化計(jì)算方法有：材料力學(xué)方法(適用于整截面剪力墻和整體小開口剪力墻)連續(xù)化方法，也稱之為連續(xù)柵片法(適用于聯(lián)肢剪力墻)D值法(適用于壁式框架)4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析384.2.3 材料力學(xué)方法1111整體彎曲應(yīng)力局部彎曲應(yīng)力實(shí)際應(yīng)力4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析39一、內(nèi)力計(jì)算 對(duì)于整截面剪力墻，洞口對(duì)墻肢內(nèi)力分布的影響極小，在水平荷載作用

18、下，墻肢水平截面內(nèi)的正應(yīng)力呈直線分布，可直接應(yīng)用材料力學(xué)公式計(jì)算。 對(duì)于整體小開口剪力墻，墻水平截面在受力后基本保持平面，墻肢在水平截面內(nèi)的正應(yīng)力可以看成是剪力墻整體彎曲所產(chǎn)生的正應(yīng)力與墻肢局部彎曲所產(chǎn)生的正應(yīng)力之和。 相應(yīng)地可將總彎距分成整體彎距和局部彎距。在整體彎距下，剪力墻按組合截面彎曲，正應(yīng)力在整個(gè)截面高度按直線分布；在局部彎距下，剪力墻按各個(gè)獨(dú)立的墻肢截面彎曲，正應(yīng)力僅在各墻肢截面高度上直線分布。4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析40近似認(rèn)為局部彎矩在各墻肢中按抗彎剛度進(jìn)行分配，則任一墻肢彎矩則各墻肢分擔(dān)的整

19、體彎矩為：設(shè)整體彎矩所占比例為 .，整體彎矩作用下，各墻肢的曲率相等：（4-12a）4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析41各墻肢受到的軸力為：（4-12b） 由外荷載所產(chǎn)生的總剪力 在各墻肢之間的分配既與墻肢截面慣性矩有關(guān)，又跟墻肢的截面積有關(guān)。近似取兩者的平均值進(jìn)行分配：（4-13）4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析42剪切變形HxM=PxV=11HxM=xV=P墻頂受集中力墻頂受單位力當(dāng)不考慮軸向變形的影響時(shí)，位移計(jì)算公式為：二、側(cè)移計(jì)算4

20、.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析43外荷載在墻底產(chǎn)生的總剪力；剪應(yīng)力分布不均勻系數(shù)，對(duì)于矩形截面， =1.2；對(duì)工字形 截面，為全面積除以腹板面積，對(duì)T形截面參見表48剪力墻的總高度；考慮洞口影響后剪力墻水平截面的折算面積，對(duì)于整截面剪力墻：對(duì)于整體小開口剪力墻：分別為剪力墻水平截面的寬度和高度；分別為剪力墻的洞口面積和總立面面積；剪力墻第j墻肢水平截面面積；4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析44考慮開洞影響后剪力墻水平截面的 折算慣性矩，對(duì)于

21、整截面剪力墻：對(duì)于整體小開口剪力墻：剪力墻沿豎向各段水平截面的慣性矩，有洞口時(shí)，扣除洞口。（4-15）4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析等效抗彎剛度454.2.4.連續(xù)柵片法 對(duì)于聯(lián)肢剪力墻（雙肢或多肢），由于洞口較大，整體性能受較大影響，截面變形不再符合平截面假定，水平截面上的正應(yīng)力已不再呈一連續(xù)的直線分布，不能再作為單個(gè)構(gòu)件用材料力學(xué)方法計(jì)算。連續(xù)柵片法思路： 將每層的連梁用沿高度連續(xù)分布的柵片代替，連續(xù)柵片在層高范圍內(nèi)的總抗彎剛度與原結(jié)構(gòu)中的連系梁的抗彎剛度相等，從而使得連系梁的內(nèi)力可用沿豎向分布的連續(xù)函數(shù)表示；

22、建立相應(yīng)的微分方程；求解后在換算成實(shí)際連系梁的內(nèi)力，進(jìn)而求出墻肢的內(nèi)力。4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析464.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析一、基本假定1. 連梁簡(jiǎn)化為均布于整個(gè)層高范圍內(nèi)的無限個(gè)小梁，稱剪力柵片；2. 連梁無軸向變形；3. 各墻肢在同一標(biāo)高處的水平位移和轉(zhuǎn)角相同；4. 剪力墻的幾何參數(shù)沿墻高方向?yàn)槌?shù)。假定1將整個(gè)結(jié)構(gòu)沿高度連續(xù)化，為建立微分方程提供條件；根據(jù)假定2，墻肢在同一標(biāo)

23、高處具有相同的水平位移；由假定3可得出連梁的反彎點(diǎn)位于梁的跨中；假定4保證了微分方程的系數(shù)為常數(shù)。47hHz二、微分方程的建立原結(jié)構(gòu)替代結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析48將連續(xù)化的連梁從跨中切開，此處沒有彎距。設(shè)截面上的剪力集度為 。根據(jù)幾何相容條件，切口處的豎向相對(duì)位移為零，建立微分方程。 位移由墻肢和連梁的彎曲變形、剪切變形、軸向變形引起?？赏ㄟ^在切口處加一組方向相反的豎向單位力求得。z向位移由墻肢的彎曲變形引起的 、墻肢軸向變形引起的 、連梁彎曲和剪切變形引起的 組成。在豎向

24、單位力作用下，連梁內(nèi)沒有軸力，略去在墻肢內(nèi)產(chǎn)生的剪力，因而在切口處的豎4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析49(a)由墻肢彎曲變形引起的豎向相對(duì)位移(a)(b)由墻肢軸向變形引起的豎向相對(duì)位移(b)z4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析50由連梁的彎曲和剪切變形引起的豎向相對(duì)位移(c)連系梁的折算慣性矩，連系梁的慣性矩；層高；連系梁的計(jì)算跨度，；、連系梁截面高度和截面積。l4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3

25、 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析51根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件將上式對(duì)z微分兩次，得（d）建立外荷載引起的內(nèi)力與 的關(guān)系。（e）z4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析52（f）（均布）（倒三角）（頂點(diǎn)集中）；令對(duì)z微分一次，并代入各種典型荷載下 的表達(dá)式，可得（e）墻底處總剪力；4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析單位高度上連梁的剛度參數(shù)不考慮墻肢

26、軸向變形的剪力墻整體性系數(shù)反映墻肢軸向變形的一個(gè)參數(shù)剪力墻整體性系數(shù)53（4-21）令（4-22）（d）將代入4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析54（4-25）由此可求出未知力（4-26）三、微分方程的求解（均布）（倒三角）（頂點(diǎn)集中）4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析55四、內(nèi)力計(jì)算（4-27a）J層連梁的剪力（4-27b）J層連梁的端部彎距（4-27c）J層墻肢的軸力（4-27d）J層兩個(gè)墻肢的彎

27、距（4-27e）J層墻肢的剪力近似按折算慣性矩進(jìn)行分配4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析56剪力墻在水平荷載下的側(cè)移由兩部分組成：五、側(cè)移計(jì)算三種典型水平荷載下的頂點(diǎn)位移可以表示為：（4-32）（4-33）4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析均不荷載到三角形頂點(diǎn)集中荷載574.2.5 壁式框架的D值法4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1

28、體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析 普通框架在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)，截面尺寸效應(yīng)不考慮，構(gòu)件被簡(jiǎn)化為桿系結(jié)構(gòu)。對(duì)等截面構(gòu)件，認(rèn)為沿構(gòu)件長(zhǎng)度的截面剛度相等。 實(shí)際上在構(gòu)件兩端，由于受到相交構(gòu)件的影響，截面剛度相當(dāng)大，即節(jié)點(diǎn)處有剛性區(qū)域。 對(duì)壁式框架，剛性區(qū)域較大，對(duì)內(nèi)力影響不能忽略。由于構(gòu)件截面尺寸較大，需考慮剪切變形的影響。58剛域的影響用剛度無限大的剛臂反映。4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析 壁式框架仍采用桿系計(jì)算模型，取墻肢和連梁的截面形心線作為梁柱軸

29、線。59對(duì)于梁：（4-34a）對(duì)于柱：（4-34b）若算得的剛臂長(zhǎng)度為負(fù)值，則取為零。一、剛臂長(zhǎng)度的取值4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析60推導(dǎo)當(dāng)其兩端各轉(zhuǎn)動(dòng)一單位角時(shí)，桿端彎距 、 。二、帶剛臂桿件的轉(zhuǎn)角位移方程12設(shè)有桿12，總長(zhǎng)為 ，兩端有剛域 和 。先以桿的等截面部分 為脫離體進(jìn)行分析。當(dāng)1、2兩端各有一個(gè)單位轉(zhuǎn)角時(shí)， 、 兩點(diǎn)除了有單位轉(zhuǎn)角外，還有線位移 和 。與結(jié)構(gòu)力學(xué)的轉(zhuǎn)角位移方程有所不同，由于壁式框架桿截面高度大，應(yīng)考慮剪切變形的影響。4.2.5壁式框架D

30、值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析61桿端相對(duì)位移 產(chǎn)生的彎距為：?jiǎn)挝粭U端轉(zhuǎn)角所產(chǎn)生的桿端彎距為：12因此， 桿端總彎距為： 、 處的剪力為：4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析62以剛臂為脫離體，根據(jù)平衡條件，得到1、2處的桿端彎距12(4-35)其中；桿端彎矩之和三、帶剛臂柱的抗側(cè)剛度D（4-36）式中 值的計(jì)算公式見表4-10。4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵

31、片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2 剪力墻分析63或四、帶剛臂框架柱的反彎點(diǎn)高度（4-37）無剛臂部分柱與柱總高之比，標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，可根據(jù)K值由附表3-1或3-2查得；上、下層橫梁剛度比對(duì) 的影響，根據(jù)I值查附表3-3；上、下層層高變化對(duì) 的影響，查附表3-4。；壁式框架的樓層剪力在各柱的分配；柱端彎距的計(jì)算；梁端彎距、剪力的計(jì)算；柱軸力計(jì)算以及框架側(cè)移的計(jì)算方法均與普通框架相同。4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2.1 水平荷載分配4.2

32、 剪力墻分析644.2.6 剪力墻分類判別方法整體彎曲應(yīng)力局部彎曲應(yīng)力可見，剪力墻的受力特性與連梁的剛度密切相關(guān)。4.2.6剪力墻分類4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析整截面整體小開口聯(lián)肢壁式框架 當(dāng)連梁剛度很大，墻肢剛度相對(duì)較小時(shí)，連梁對(duì)墻肢約束很強(qiáng)，連梁內(nèi)剪力很大，墻肢軸力較大，由墻肢軸力形成的彎矩平衡了水平荷載產(chǎn)生的總彎矩的大部分，各墻肢自身彎矩較小，說明結(jié)構(gòu)整體性能很好。 當(dāng)連梁剛度較小，墻肢剛度相對(duì)較大時(shí)，墻肢軸力形成的彎矩較小，墻肢自身彎矩較大，說明結(jié)構(gòu)整體性能較差。 結(jié)構(gòu)的整體性可用

33、整體系數(shù) 來表示。65一、剪力墻的整體性系數(shù) 雙肢墻的整體性系數(shù)： （前面推導(dǎo)過）其中 對(duì)于多肢墻， 可表示為：令 ，為墻肢軸向變形影響系數(shù)。4.2.6剪力墻分類4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析不考慮墻肢軸向變形的剪力墻整體性系數(shù)墻肢軸向變形參數(shù)單位高度上連梁的剛度參數(shù)66對(duì)于雙肢墻如果兩個(gè)墻肢的面積相同，即4.2.6剪力墻分類4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析a為兩墻肢中心線距離67(4-39a)

34、多肢墻(4-39b)雙肢墻對(duì)于多肢墻，可?。?4肢時(shí)，0.8；57肢時(shí)0.85；8肢以上0.9。4.2.6剪力墻分類4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析68(d)(b)4.2.6剪力墻分類4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析 整體系數(shù)是反映剪力墻受力特性的重要參數(shù)，但僅用 值大小還不能完全判別剪力墻的類型。 例如：右圖 分析表明：墻肢是否出現(xiàn)反彎點(diǎn)，與墻肢慣性矩比值 、整體性系數(shù) 及結(jié)構(gòu)的層數(shù) 等因素有關(guān)

35、。 判別條件：（1）整體性系數(shù)（2） 的限制 ，其中 前者連梁和墻肢剛度均較大，屬于整體小開口剪力墻。后者連梁和墻肢剛度均較小，墻肢內(nèi)將出現(xiàn)反彎點(diǎn)，屬于壁式框架。但兩者整體性系數(shù) 值可能很接近，若僅通過 值很難判斷剪力墻的類型?？捎杀?11查得。69二、剪力墻的分類判別條件當(dāng)且時(shí)為整體小開口剪力墻；當(dāng)且時(shí)為壁式框架；當(dāng)且時(shí)為聯(lián)肢剪力墻；當(dāng)時(shí)稱為獨(dú)力墻肢。忽略連梁對(duì)墻肢的約束作用，將連梁簡(jiǎn)化為一鉸接連桿。滿足以下兩條則認(rèn)為是整截面剪力墻：（1）洞口面積小于墻體立面面積的15%；（2）洞口之間的距離及洞口至墻邊的距離均小于洞口的長(zhǎng)邊尺寸。4.2.6剪力墻分類4.2.5壁式框架D值法4.2.4 連續(xù)

36、柵片法4.2.3 材料力學(xué)法4.2.2 受力特點(diǎn)高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析704.3.1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化分析模型一、空間問題的簡(jiǎn)化在豎向荷載下，框架和剪力墻各自承擔(dān)負(fù)荷范圍內(nèi)的樓面荷載，內(nèi)力計(jì)算比較簡(jiǎn)單；在水平荷載作用下，框架和剪力墻由于樓蓋的聯(lián)結(jié)作用而協(xié)調(diào)變形，共同工作，各樓層處具有相同的位移，其受力特點(diǎn)既不同于單榀框架，也有別于單榀剪力墻。4.3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)分析規(guī)則框架： 沿高度方向的層間抗側(cè)剛度變化不大，樓層剪力及層間位移自頂向下越來越大，屬于剪切變形。剪力墻： 剪力墻層間位移自頂向下越來越小，屬于彎曲變形。71樓蓋結(jié)構(gòu)在其平面內(nèi)的剛度為無限大，平面外剛度可忽

37、略不計(jì)；水平荷載的合力通過結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度中心，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；框架與剪力墻的剛度特征值沿結(jié)構(gòu)高度為常量?；炯俣ㄓ汕皟蓷l假定可以推斷：在側(cè)向荷載作用下，結(jié)構(gòu)僅有沿荷載方向的位移，沒有轉(zhuǎn)動(dòng)位移。在同一樓層標(biāo)高處，各榀框架和各榀剪力墻的側(cè)移值是相等的。樓層剪力與抗側(cè)剛度成正比。于是：可以將所有的框架等效成綜合框架；將所有的剪力墻等效成綜合剪力墻。4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析72 將綜合框架和綜合剪力墻放在同一平面進(jìn)行分析，而在綜合框架與綜合剪力墻之間用軸向剛度為無限大的連桿（鉸接體系）或連梁（剛接體系）相連接?？蚣芗袅︺q接體系與剛接體

38、系綜合剪力墻綜合框架連桿框架剪力墻鉸接體系綜合剪力墻綜合框架連梁框架剪力墻剛接體系4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析73剛度特征綜合剪力墻的抗彎剛度等于各榀剪力墻等效抗彎剛度之和：綜合框架的抗側(cè)剛度等于各榀框架抗側(cè)剛度之和：對(duì)框架高度大于50m或高寬比大于4時(shí)，需考慮柱的軸向變形時(shí)對(duì)抗側(cè)剛度影響，框架的抗側(cè)剛度修正為4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析不考慮柱軸向變形的抗側(cè)剛度、 分別僅考慮柱彎曲變形、軸向變形時(shí)的頂點(diǎn)最大側(cè)移發(fā)生單位剪切角74為了計(jì)算側(cè)向荷載在綜合框架和綜合剪力墻之間

39、的分配，將剛性連桿沿高度方向連續(xù)化，切開后用等代分布力 代替。4.3.2 框架剪力墻鉸接體系的基本方程（僅傳遞軸力，無彎矩）計(jì)算模型基本結(jié)構(gòu)綜合剪力墻綜 合 框 架綜 合 連 桿4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析75脫離后的綜合剪力墻可看成受側(cè)向分布荷載 作用下的懸臂構(gòu)件，由材料力學(xué)可得：（a）根據(jù)綜合框架抗側(cè)剛度的定義（b）由材料力學(xué)，稱剛度特征值；，將（b）代入（a）得（4-41a）綜合剪力墻4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分

40、析764.3.3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)剛接體系的基本方程將綜合連梁（帶剛域）連續(xù)化，切開后所加的等效力除了軸向分布力 外，還有分布剪力 。（連梁反彎點(diǎn)位于連梁中點(diǎn)）綜合剪力墻綜 合 框 架綜 合 連 梁計(jì)算模型基本結(jié)構(gòu)4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析77脫離后的綜合剪力墻，由于綜合連梁內(nèi)分布剪力 的作用，將存在沿豎向分布的線力矩 。 由式（4-35），單根連梁的桿端約束彎矩：（c）將綜合連梁約束彎矩 折算成沿高度分布的線力矩：其中稱為綜合連梁的約束剛度。對(duì)于綜合剪力墻：（e）zdyHy等

41、效模型4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析78（e）對(duì)于綜合框架，近似忽略 的作用，因而仍有（d）（4-41b）（c）將（c）、（d） 、（f）代入（e）（4-42）其中4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析（f）794.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算四階常系數(shù)線性微分方程，其解包括：相應(yīng)齊次方程的通解和一個(gè)特解。三種典型水平荷載下，微分方程的特解可表示為1. 求解4.3.4 內(nèi)力和位移

42、計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析80齊次方程的特征方程為：其解，齊次方程的通解：（4-43b）常數(shù)利用4個(gè)邊界條件確定。（4-43c）4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析81結(jié)構(gòu)底部轉(zhuǎn)角為零，即結(jié)構(gòu)底部位移為零，即結(jié)構(gòu)頂部綜合剪力墻彎矩為零，即4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析

43、模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析（4-43b）（4-43c）82結(jié)構(gòu)頂部的總剪力，其中可得到，4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析83(4-45)均布荷載倒三角分布荷載頂點(diǎn)集中荷載4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析84 求得側(cè)移 后，根據(jù)彎距與位移的關(guān)系可求得綜合剪力墻彎距（4-46）

44、2. 綜合剪力墻彎矩4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析85 根據(jù)彎距與剪力的關(guān)系 可求得綜合剪力墻名義剪力（4-47） 3. 綜合剪力墻名義剪力4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析86圖4-28、4-29、4-30分別繪制了三種典型荷載下， 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移 、綜合剪力墻的彎距 、綜合剪力墻的名義剪力 與結(jié)構(gòu)剛度特征

45、值 的關(guān)系。表中采用的自變量為 ，應(yīng)變量分別為：為外荷載作用于純剪力墻結(jié)構(gòu)（ ）時(shí)，頂點(diǎn)側(cè)移值；為外荷載作用于純剪力墻結(jié)構(gòu)（ ）時(shí)，基底總彎距；為外荷載作用于純剪力墻結(jié)構(gòu)（ ）時(shí)，基底總剪力。4. 計(jì)算圖表4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析875. 綜合剪力墻、綜合框架剪力，綜合連梁約束彎矩=（4-50)（4-49）由水平力平衡條件：因此有（4-51)對(duì)于鉸接體系只需取4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.

46、1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析886. 單榀框架、單榀剪力墻和單根連梁的內(nèi)力計(jì)算單榀剪力墻的內(nèi)力按剪力墻的等效抗彎剛度進(jìn)行分配；單榀框架的 內(nèi)力按框架的抗側(cè)剛度進(jìn)行分配；單根連梁的內(nèi)力按連梁的約束剛度進(jìn)行分配。4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析89框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)自頂層向下，層間位移越來越大，呈上凹形，與懸臂梁的剪切變形曲線類似。故稱“剪切型”自底層向上，位移增量越來越大，呈下凹形，與懸臂梁的彎曲變形曲線

47、類似。故稱“彎曲型”4.3.5 框架與剪力墻的共同工作性能一、結(jié)構(gòu)的側(cè)移特性4.3.5 框剪工作性能4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析904.3.5 框剪工作性能4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析較大較小00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.81相對(duì)側(cè)移相對(duì)高度剪力墻框剪框架由于

48、樓蓋的剛性連接作用，兩者的變形必須協(xié)調(diào)，稱“彎剪型。具體形狀隨剛度特征值 而變化：當(dāng) 較小時(shí)，側(cè)移曲線較接近剪力墻結(jié)構(gòu)；當(dāng) 較大時(shí)，側(cè)移曲線較接近框架結(jié)構(gòu)。91二、結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布特征00.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.10.20.30.40.50.60.70.80.91相對(duì)高度(z/H)層間位移剪力墻框剪框架4.3.5 框剪工作性能4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析 在結(jié)構(gòu)底部： 剪力墻的層間位移小于框架結(jié)構(gòu)

49、的層間位移，為了兩者具有相同的層間位移，剪力墻承擔(dān)的分布荷載 大于外荷載 ，而框架承受的分布荷載 與外荷載相反，但 。在結(jié)構(gòu)頂部： 框架的層間位移小于剪力墻的層間位移，為了兩者具有相同的層間位移，剪力墻受到框架結(jié)構(gòu)的“扶持”作用，剪力墻承擔(dān)的分布荷載 小于外荷載 ，框架承擔(dān)的分布荷載 與外荷載方向一致，但 。924.3.5 框剪工作性能4.3.4 內(nèi)力和位移計(jì)算4.3.3 剛接體系基本方程4.3.2 鉸接體系基本方程4.3.1 簡(jiǎn)化分析模型4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析 當(dāng) 時(shí)，綜合框架的剛度忽略不計(jì)，剪力全部由綜合剪 力墻承擔(dān)。 當(dāng) 時(shí)，綜合剪力墻的剛度忽

50、略不計(jì)，剪力全部由綜合 框架承擔(dān)。在結(jié)構(gòu)頂部： 由于框架結(jié)構(gòu)的“扶持”作用，綜合框架承擔(dān)的剪力將超過外荷載產(chǎn)生的總剪力。在結(jié)構(gòu)底部： 綜合框架承擔(dān)的剪力為零，綜合剪力墻承擔(dān)全部剪力。因?yàn)椋撞繛楣探佣?，綜合剪力墻的剛度為無限大，而綜合框架的抗側(cè)剛度在固接端為有限值。93墻肢按偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面和斜截面計(jì)算；由于樓蓋的作用，連梁內(nèi)的軸力可忽略不計(jì)，按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。剪力墻在豎向荷載和水平荷載作用下，墻肢和連梁內(nèi)將產(chǎn)生軸力、彎距和剪力。墻肢連梁正截面承載力計(jì)算斜截面承載力計(jì)算正截面承載力計(jì)算斜截面承載力計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容當(dāng)內(nèi)力組合包括地震作用時(shí)，承載力除以抗震承載力調(diào)整系數(shù)。4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)94

51、4.4.1 混凝土剪力墻設(shè)計(jì)一、墻肢正截面承載力計(jì)算與一般偏心受力構(gòu)件不同，墻肢內(nèi)除了端部集中配筋外，一般還有分布鋼筋。試驗(yàn)表明：受反復(fù)荷載的剪力墻，其正截面承載力并不降低。1.大偏心受壓（ ，）大偏心受壓小偏心受壓大偏心受拉剪力墻不允許發(fā)生小偏拉破壞！4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析95簡(jiǎn)化假定：離受壓邊緣為 1.5x范圍以外的受拉分布筋達(dá)到 ，略去其余分布筋的作用。（4-53）4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析96設(shè)計(jì)時(shí)一般先假定分布筋 ，于

52、是利用式（4-53）可求出壓區(qū)高度 x 及端部鋼筋 ：（4-54）當(dāng)墻肢截面為T型或I形時(shí)，可參照相應(yīng)的偏壓構(gòu)件列出計(jì)算公式，對(duì)分布筋的處理方法與矩形截面相同。4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析972.小偏心受壓簡(jiǎn)化假定：不考慮分布筋的作用。墻肢小偏心受壓的計(jì)算公式與小偏心柱相同，即4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析98簡(jiǎn)化假定：離受壓邊緣為 1.5x范圍以外的受拉分布筋達(dá)到 ，考慮其作用；略去其余分布筋的作用。（4-55）3.大偏心受拉4.4 剪

53、力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析99斜截面破壞形態(tài)：斜拉破壞（通過最小配筋率來避免）斜壓破壞（通過限制剪壓比來避免）剪壓破壞（建立計(jì)算公式）二、墻肢斜截面承載力計(jì)算1.剪力設(shè)計(jì)值的確定為保證墻肢塑性鉸不過早發(fā)生剪切破壞，應(yīng)使墻肢截面的受剪承載力大于其受彎承載力。在墻肢底部H/8范圍內(nèi)，剪力設(shè)計(jì)值一級(jí)抗震等級(jí)：二級(jí)抗震等級(jí)：三級(jí)抗震等級(jí)：試驗(yàn)表明：反復(fù)荷載下，斜截面承載力比單調(diào)加載降低1520%。4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析100（4-57a）2.偏心

54、受壓無地震作用組合：有地震作用組合：（4-57b）I形或T形截面的全截面積和腹板面積；與剪力設(shè)計(jì)值對(duì)應(yīng)的軸力設(shè)計(jì)值，同一水平截面內(nèi)水平分布筋的截面積和設(shè)計(jì)強(qiáng)度；計(jì)算截面處的剪跨比，；。4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析101（4-58a）無地震作用組合：有地震作用組合：（4-58b）3.偏心受拉當(dāng)?shù)忍?hào)右邊第1項(xiàng)小于零時(shí)，取等于零。4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析102三、連梁的正截面承載力計(jì)算當(dāng)跨高比大于5時(shí)，正截面承載力按一般受彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算；

55、當(dāng)連系梁的跨高比不大于5時(shí)，正截面承載力按深受彎構(gòu)件計(jì)算：（4-59）（4-60） 截面的有效高度，當(dāng)跨高比不大于2時(shí)，跨中截面取 ，支座截面取 ；當(dāng)跨高比大于2時(shí)，按受拉區(qū)縱向鋼筋合力點(diǎn)至受拉邊緣的實(shí)際距離取用。時(shí)，x截面受壓區(qū)高度，計(jì)算方法同一般受彎構(gòu)件，但當(dāng) 時(shí)，?。海?-61）4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析103（4-62）跨高比大于5時(shí)，按一般受彎構(gòu)件計(jì)算；四、連梁的斜截面承載力計(jì)算跨高比不大于5時(shí)，按下式計(jì)算：剪壓比；軸壓比；配筋率。五、構(gòu)造4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析

56、高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析104一、概述4.4.2 鋼骨混凝土剪力墻設(shè)計(jì)剪力墻周邊有梁和鋼骨混凝土柱的剪力墻稱為帶邊框鋼骨剪力墻；周邊沒有梁、柱的稱為無邊框鋼骨剪力墻。試驗(yàn)表明，由于端部設(shè)置了鋼骨，無邊框鋼骨剪力墻的受剪承載力大于普通鋼筋混凝土剪力墻?；炷良袅χ性O(shè)置鋼骨可以很好地解決鋼梁或鋼骨混凝土梁與剪力墻的連接問題。鋼骨混凝土剪力墻中連梁的截面設(shè)計(jì)方法與混凝土剪力墻相同。4.4.2鋼骨砼剪力墻4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析105二、正截面承載力計(jì)算AsWAsAssAsAsshW0hW1.偏心

57、受壓對(duì)于墻肢內(nèi)的分布鋼筋，采用與普通混凝土剪力墻相同的近似假定，即離受壓區(qū)邊緣1.5x范圍以外的受拉鋼筋達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，忽略其余分布筋的作用。適用條件：（4-65）4.4.2鋼骨砼剪力墻4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析106（4-66）當(dāng)屬小偏心，不考慮分布筋的作用。（4-67）2. 偏心受拉分布筋采用與普通鋼筋混凝土剪力墻采用相同的基本假定。（4-68）4.4.2鋼骨砼剪力墻4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析107無邊框墻：鋼骨砼剪力墻的斜截面

58、受剪承載力由端柱與鋼筋砼腹板兩部分構(gòu)成。三、斜截面承載力計(jì)算剪力墻中鋼筋砼腹板部分的受剪承載力，同普通砼剪力墻；（4-69a）（4-69b）無邊框剪力墻中鋼骨部分的受剪承載力；有邊框墻：有地震作用組合時(shí)，取4.4.2鋼骨砼剪力墻4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析無地震作用組合時(shí)，取有邊框剪力墻中鋼骨混凝土邊框柱的受剪承載力；108鋼骨混凝土邊框柱的受剪承載力考慮柱內(nèi)混凝土、箍筋、鋼骨的貢獻(xiàn)及軸向壓力的有利影響。（4-70）；當(dāng) 時(shí)，取當(dāng)剪力設(shè)計(jì)值包含地震組合時(shí)，式（4-70）右邊乘以0.8，除以承載力抗震調(diào)整系數(shù) 。4.

59、4.2鋼骨砼剪力墻4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.4.1 砼剪力墻4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析1094.5 筒體結(jié)構(gòu)分析簡(jiǎn)介4.5.1 筒體結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)FBF2B/3TCB整個(gè)截面變形基本符合平截面假定。水平荷載下，不僅腹板參與工作，翼緣也完全參與工作。一、實(shí)腹筒剪力墻既承受彎矩又承受剪力作用；而筒體的彎矩主要由翼緣承擔(dān)，剪力主要由腹板承擔(dān)。當(dāng)筒體高寬比小于1時(shí)，側(cè)移以剪切變形為主，位移曲線呈剪切型；當(dāng)高寬比大于4時(shí)，側(cè)移以彎曲變形為主，位移曲線呈彎曲型；當(dāng)高寬比介于14之間時(shí)，側(cè)向位移曲線介于剪切型與彎曲型之間。110二、框筒L實(shí)際應(yīng)力實(shí)際應(yīng)布實(shí)體筒應(yīng)力B水平荷載 普通框架僅考慮平面內(nèi)的承載能力和剛度，而忽略平面外的作用； 框筒結(jié)構(gòu)的水平剪力主要有腹板框架承擔(dān)，整體彎矩則主要有一側(cè)受拉，另一側(cè)受壓的翼緣框架承擔(dān)。 框筒的腹板框架和翼緣框架在角區(qū)附近的應(yīng)力大于實(shí)腹筒體，而在中間部分的應(yīng)力均小于實(shí)腹筒體，這種現(xiàn)象稱為剪力滯后。4.4 剪力墻截面設(shè)計(jì)4.5.1 受力特點(diǎn)4.3 框架剪力墻分析高層結(jié)構(gòu)4.1 體系與布置4.2 剪力墻分析4.5 筒體結(jié)構(gòu)111