高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架剪力墻課件

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第4章框架─剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻是主要的抗側(cè)力構(gòu)件。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在兩個(gè)主軸方向都布置剪力墻，形成雙向抗側(cè)力體系。否則，將會(huì)造成兩個(gè)主軸方向的抗側(cè)剛度相差懸殊，無剪力墻的一個(gè)方向剛度不足且?guī)в屑兛蚣艿男再|(zhì)，與有剪力墻的另一向不協(xié)調(diào)，也容易造成結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,梁與柱或柱與剪力墻的中線宜重合，框架梁、柱中心線之間有偏離時(shí)，應(yīng)符合第5章的有關(guān)規(guī)定。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的布置要求同第5章框架結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置原則：均勻、對(duì)稱、分散、周邊及在薄弱環(huán)節(jié)處設(shè)置剪力墻。7.1框架-剪力墻結(jié)構(gòu)布置2（1）剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位，剪力墻間距不宜過大；（2）平面形狀凹凸較大時(shí)，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻；（3）縱、橫剪力墻宜組成L形、T形和[形等形式（見下圖）；

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置宜符合下列要求：（4）單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的40％；（5）剪力墻宜貫通建筑物的全高，宜避免剛度突變；剪力墻開洞時(shí)，洞口宜上下對(duì)齊；（6）樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置；（7）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近。3

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)框架部分承受的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩50%時(shí)，其框架部分的抗震等級(jí)應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)采用，軸壓比限值應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用。2.梁、柱截面及混凝土強(qiáng)度等級(jí)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架梁的截面估算方法與框架結(jié)構(gòu)完全相同；框架柱截面的估算方法亦與框架結(jié)構(gòu)相同，僅軸壓比限值不同，軸壓比限值見下表：框架、剪力墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)等要求，分別同第5章、第6章相應(yīng)的要求。軸壓比限值57.3框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移計(jì)算一、豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算框架的內(nèi)力計(jì)算同第5章剪力墻的內(nèi)力計(jì)算同第6章二、水平荷載作用下的內(nèi)力及位移計(jì)算—協(xié)同工作法1.基本假定1）將所有框架合并為總框架，所有剪力墻合并為總剪力墻?？偪蚣?、總剪力墻的剛度分別為各單個(gè)結(jié)構(gòu)剛度之和，且沿豎向均勻分布（當(dāng)剛度沿豎向有變化時(shí)，取其加權(quán)平均值）。2）在同一樓層上，總框架和總剪力墻的水平位移相同。（條件是合力中心與剛度中心重合，否則，應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)。）3）將連梁簡化為沿高度均勻分布的連續(xù)彈性薄片，反彎點(diǎn)在跨中。62.計(jì)算簡圖7式中：剛度特征值反映總框架與總剪力墻的剛度比。將不同的水平荷載（均布、倒三角、頂部集中力）代入上式，并求解微分方程，可得出位移曲線方程如下：

為了將pf用變形曲線函數(shù)y(x)表達(dá),應(yīng)先給出總框架的剪切剛度Cf，即總框架產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角所需之力。9均布荷載作用：為了將上式制成圖表以方便使用，需將以上各式化成無量綱形式，根據(jù)上式制成的圖，即教材中的圖7.11~圖7.13。101113倒三角形荷載或頂部集中荷載作用下，公式推導(dǎo)過程同上，此處從略。4.計(jì)算步驟（1）計(jì)算總剪力墻、總框架剛度（2）由λ及樓層相對(duì)標(biāo)高ξ（=x/H），并根據(jù)水平荷載形式查位移及內(nèi)力系數(shù)，然后分別乘以，即可得到總剪力墻的位移及內(nèi)力。（3）根據(jù)各片剪力墻的等效剛度，將總剪力墻的內(nèi)力分配給各片剪力墻；總框架的剪力可由下式確定每根框架柱的剪力為，其余計(jì)算同D值法。14已知：如圖所示框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，承受均布荷載q=150kN/m，剛度特征值λ=2.5，求底層、5層、8層、10層處總剪力墻的Mw及Vw和總框架的Vf，并給出內(nèi)力(Mw、Vw、Vf)的分布圖。15175.框架―剪力墻剛結(jié)體系前面給出的計(jì)算方法中，總框架與總剪力墻之間沒有連梁，二者之間是用樓板相連的，無約束彎矩，我們稱這種體系為框架―剪力墻鉸接體系。下圖所示框架―剪力墻中，有連梁直接與剪力墻相連，連梁將對(duì)剪力墻產(chǎn)生約束彎矩，我們稱這種情況為框架―剪力墻剛結(jié)體系。結(jié)構(gòu)平面圖剛結(jié)體系計(jì)算簡圖18結(jié)構(gòu)平面圖剛結(jié)體系鉸接體系1921剛結(jié)體系的計(jì)算方法與鉸接體系的計(jì)算方法基本相同，僅剛度特征值及總框架剪力的計(jì)算有變化（具體公式推導(dǎo)從略）。1）剛度特征值其中，n為同一層內(nèi)連梁與墻肢相交的結(jié)點(diǎn)數(shù)。n個(gè)結(jié)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)方法是：每根兩端剛域連梁有2個(gè)結(jié)點(diǎn)，mij是指m12及m21；一端剛域的連梁只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，mij是指m12

式中2）總框架廣義剪力總框架的剪力為總連梁的約束彎矩為總剪力墻的剪力為（為按鉸接體系求出的剪力墻剪力）22每根連梁的約束彎矩其余計(jì)算方法同鉸接體系。23當(dāng)λ＜1時(shí)，變形曲線為彎曲型（層間位移上大下小）；當(dāng)λ≥6時(shí)，變形曲線為剪切型（層間位移上小下大）；當(dāng)λ=1～6之間時(shí)，變形曲線介于彎曲型和剪切型之間，下部略呈彎曲型，上部略呈剪切型，稱為彎剪型。2）λ與位移曲線的關(guān)系25

從圖中可見，當(dāng)λ＞2.4時(shí)，框架部分承受的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%，說明剪力墻數(shù)量偏少，其框架部分的抗震等級(jí)應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)采用，軸壓比限值應(yīng)按純