第六章 框架-剪力墙结构简化计算

1、1 2 l6.1.1结构变形、受力特点结构变形、受力特点 l框架框架剪力墙结构纯框架体系剪力墙结构纯框架体系+纯剪力墙体纯剪力墙体 系系 l水平荷载作用下变形特点：纯框架结构底部层水平荷载作用下变形特点：纯框架结构底部层 间位移较大，顶部层间位移较小，属于剪切型；间位移较大，顶部层间位移较小，属于剪切型； 纯剪力墙结构底部层间位移较小，而顶部层间纯剪力墙结构底部层间位移较小，而顶部层间 位移较大，属于弯曲型。位移较大，属于弯曲型。 l由于楼板平面内刚度为无限大，任意高度剪力由于楼板平面内刚度为无限大，任意高度剪力 墙与框架的侧移相同，在框架与剪力墙共同作墙与框架的侧移相同，在框架与剪力墙共同作

2、 用时，框架用时，框架-剪力墙变形为弯剪型剪力墙变形为弯剪型 3 l6.1.1框架框架剪力墙结构受力特点：剪力墙结构受力特点： l根据变形特点，在框架与剪力墙共同作根据变形特点，在框架与剪力墙共同作 用时，任意高度剪力墙与框架的侧移相用时，任意高度剪力墙与框架的侧移相 同，则在底部剪力墙对框架起支撑作用，同，则在底部剪力墙对框架起支撑作用， 顶部框架对剪力墙起支撑作用顶部框架对剪力墙起支撑作用 。 l由于剪力墙具有较大的抗侧移刚度，剪 力墙承担60%-80%的水平荷载，其余由 框架结构来承担，具有多道防线的作用。 4 l1.框架框架剪力墙结构布置剪力墙结构布置 l结构平面布置结构平面布置 l结

3、构竖向布置结构竖向布置 l楼盖结构布置楼盖结构布置 l结构布置的一般原则，同前面的内容；结构布置的一般原则，同前面的内容； 框框-剪结构还应遵循以下的特殊要求：剪结构还应遵循以下的特殊要求： 5 l（1）楼盖结构）楼盖结构 l50米，应采用现浇楼盖结构米，应采用现浇楼盖结构 l50米米 l8、9度宜采用现浇楼盖结构度宜采用现浇楼盖结构 l6、7度可采用装配整体式楼盖结构，度可采用装配整体式楼盖结构， 楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。 现 浇 层 厚现 浇 层 厚 度度 混 凝 土 强 度混 凝 土 强 度 等级等级 双向钢筋网双向钢筋网预制板板缝宽预制板板缝宽

4、度度 50204068150 200 宜宜40 6 l（）框架（）框架-剪力墙是以其整体方式承担剪力墙是以其整体方式承担 外荷载和作用，故框架和剪力墙的布置外荷载和作用，故框架和剪力墙的布置 方式灵活方式灵活 l框架与剪力墙（单片墙、联肢墙或框架与剪力墙（单片墙、联肢墙或 较小井筒）分开布置；较小井筒）分开布置； l在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙 （带边框剪力墙）；（带边框剪力墙）； l在单片抗侧力结构内连续分别布置在单片抗侧力结构内连续分别布置 框架和剪力墙；框架和剪力墙； l上述两种或三种形式的混合上述两种或三种形式的混合 7 l（）设计成双向抗侧力体系，并使

5、结（）设计成双向抗侧力体系，并使结 构各主轴方向的侧向刚度接近构各主轴方向的侧向刚度接近 l（）除个别节点外不应采用铰接，梁（）除个别节点外不应采用铰接，梁 与柱、柱与剪力墙的中线宜重合与柱、柱与剪力墙的中线宜重合 8 l（）框架（）框架剪力墙结构中剪力墙结构中 l剪力墙布置须满足剪力墙布置须满足: : 9 l 剪力墙周边均匀布置，楼梯间、电梯间、剪力墙周边均匀布置，楼梯间、电梯间、 平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙的间平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙的间 距不宜过大。距不宜过大。 l平面形状凹凸较大时，宜在凸出部位的端部平面形状凹凸较大时，宜在凸出部位的端部 附近布置剪力墙。附近布置

6、剪力墙。 l纵、横剪力墙宜组成形、形、纵、横剪力墙宜组成形、形、I形和形和形形 等形式。等形式。 l剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突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。变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐。 l楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结 构结合布置。构结合布置。 l单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结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构底部总水平剪力的40； 10 l（）长矩形平面或平面有一部分较长（）长矩形平面或平面有一部分较长 的建筑中，为保证楼板平面刚度的无穷的建筑中，为保

7、证楼板平面刚度的无穷 大大 l 横向剪力墙沿长方向的间距宜满足附横向剪力墙沿长方向的间距宜满足附 表表8.98.9的要求，的要求， l当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时， 剪力墙的间距应适当减小剪力墙的间距应适当减小 11 l注：注： 1 1 表中表中B B为楼面宽度，单位为为楼面宽度，单位为m m； l2 2 装配整体式楼盖的现浇层应符合有关规定；装配整体式楼盖的现浇层应符合有关规定； l3现浇层厚度大于现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现的叠合楼板可作为现 浇板考虑。浇板考虑。 表6.1 剪力墙最大间距（m） 楼盖形式楼盖形式 非抗震设非抗震设 计（

8、取较计（取较 小值）小值） 抗震设防烈度抗震设防烈度 6 6度、度、7 7度度 （取较小（取较小 值）值） 8 8度度 （取较小（取较小 值）值） 9 9度度 （取较小（取较小 值）值） 现浇现浇5.05.0B B，60604.04.0B B，50503.03.0B B，40402.02.0B B，3030 装配整体装配整体3.53.5B B，50503.03.0B B，40402.52.5B B，3030 12 l 纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两 尽端。尽端。 l剪力墙对楼盖两端有约束作用，混凝土剪力墙对楼盖两端有约束作用，混凝土 收缩和温度变化时易使楼盖中

9、部出现裂收缩和温度变化时易使楼盖中部出现裂 缝缝 （体系裂缝）（体系裂缝） 13 l. . 板柱板柱- -剪力墙结构的布置应符合（楼剪力墙结构的布置应符合（楼 盖无梁，节点薄弱）盖无梁，节点薄弱） l（1 1） 应布置成双向抗侧力体系，两主应布置成双向抗侧力体系，两主 轴方向均应设置剪力墙轴方向均应设置剪力墙 l（2 2） 抗震设计时，房屋的周边应设置抗震设计时，房屋的周边应设置 框架梁，房屋的顶层及地下一层顶板宜框架梁，房屋的顶层及地下一层顶板宜 采用梁板结构采用梁板结构 l（3 3） 有楼梯间、电梯间等较大开洞时，有楼梯间、电梯间等较大开洞时， 洞口周围宜设置框架梁或边梁洞口周围宜设置框架

10、梁或边梁 14 l（4 4）无梁板可根据承载力和变形要求采用）无梁板可根据承载力和变形要求采用 无柱帽（柱托）板或有柱帽（柱托）板形无柱帽（柱托）板或有柱帽（柱托）板形 式。柱托板的长度和厚度应按计算确定，式。柱托板的长度和厚度应按计算确定， 且每方向长度不宜小于板跨度的且每方向长度不宜小于板跨度的1/61/6，其厚，其厚 度不宜小于板厚度的度不宜小于板厚度的1/41/4。7 7 度时宜采用有度时宜采用有 柱托板，柱托板，8 8 度时应采用有柱托板，此时托度时应采用有柱托板，此时托 板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽 度和度和4 4 倍板厚之和，托板总厚度

11、尚不应小倍板厚之和，托板总厚度尚不应小 于柱纵向钢筋直径的于柱纵向钢筋直径的16 16 倍。当无柱托板且倍。当无柱托板且 无梁板抗冲切承载力不足时，可采用型钢无梁板抗冲切承载力不足时，可采用型钢 剪力架（键），此时板的厚度并不应小于剪力架（键），此时板的厚度并不应小于 200mm200mm； 15 剪力墙布置数量的多少直接影响到结构的安全性和经剪力墙布置数量的多少直接影响到结构的安全性和经 济性：济性： 安全性：当剪力墙布置数量较少时，水平荷载仍主要安全性：当剪力墙布置数量较少时，水平荷载仍主要 由框架承担，结构刚度小由框架承担，结构刚度小，侧移不满足规范要求，未，侧移不满足规范要求，未 能充

12、分发挥剪力墙抵抗水平力的能力，地震时结构容能充分发挥剪力墙抵抗水平力的能力，地震时结构容 易造成破坏；易造成破坏； 经济性：当剪力墙布置数量较多时，结构总侧移刚度经济性：当剪力墙布置数量较多时，结构总侧移刚度 加大，结构自震周期缩短，易与场地卓越周期接近，加大，结构自震周期缩短，易与场地卓越周期接近， 引起共振；同时结构总重量增加，地震力增加，增大引起共振；同时结构总重量增加，地震力增加，增大 了结构内力，造成结构破坏。了结构内力，造成结构破坏。 剪力墙的合理数量，可在三个阶段分别控制：方案阶段、剪力墙的合理数量，可在三个阶段分别控制：方案阶段、 初估尺寸阶段、计算复核阶段。初估尺寸阶段、计算

13、复核阶段。 16 （）（）方案阶段方案阶段 l间距符合附表间距符合附表8.9，能保证楼面刚度无，能保证楼面刚度无 限大限大 l一般及一般及30左右左右 l为为保证结构的延性，应设计成细高剪力保证结构的延性，应设计成细高剪力 墙，大于，破坏时为弯曲破坏墙，大于，破坏时为弯曲破坏 l若不满足，设洞口，洞口连梁用弱连梁若不满足，设洞口，洞口连梁用弱连梁 l墙肢长度不宜大于墙肢长度不宜大于 17 （2）初估尺寸阶段）初估尺寸阶段 . 剪力墙截面面积、剪力墙截面面积、 柱截面面积、柱截面面积、 楼面面积；楼面面积； 2.表中数值是纵横两方面的总量，应使两个方向的剪力墙数量接近；表中数值是纵横两方面的总量

14、，应使两个方向的剪力墙数量接近； 3.高度较大的框架高度较大的框架剪力墙结构，宜取表中的上限值剪力墙结构，宜取表中的上限值。 表表6.1底层构件截面积与楼面面积之比底层构件截面积与楼面面积之比 设计条件设计条件构件截面面积与楼构件截面面积与楼 面面积之比（面面积之比（ +） 剪力墙截面面积与剪力墙截面面积与 楼面面积之比楼面面积之比 度度，类土类土 0.030.050.020.03 度，度，类土类土 0.040.060.030.04 18 l（3）计算复核阶段）计算复核阶段 l考虑填充墙的影响考虑填充墙的影响自振周期自振周期 l不考虑填充墙的影响不考虑填充墙的影响自振周期自振周期 nT)08.

15、 006. 0( nT)12. 009. 0( 19 l轴压比轴压比（保证框架柱和剪力墙的延性）（保证框架柱和剪力墙的延性） 表表6.3柱轴压比限值柱轴压比限值 l对于对于类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小 结构类型结构类型 抗震等级抗震等级 一一二二三三 框架框架00.800.900.90 板柱板柱- -剪力墙、框架剪力墙、框架- -剪力墙、剪力墙、 框架框架- -核心筒、筒中筒核心筒、筒中筒 0.750.750.850.850.950.95 部分框支剪力墙部分框支剪力墙0.600.600.700.70 Af N c

16、 20 l1.1.柱轴压比指考虑地震作用组合的轴压柱轴压比指考虑地震作用组合的轴压 力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心 抗压强度设计值乘积的比值抗压强度设计值乘积的比值 l l2. 2. 适用于适用于C60C60以下的柱以下的柱 l C65 C65C70C70时，降低时，降低0.05 0.05 C75 C75C80C80时，降低时，降低0.100.10 21 l3.3.适用于剪跨比适用于剪跨比2 2的柱的柱 l 1.5 1.52.0 2.0 减小减小0.050.05 l 1.51.5时时 轴压比限值应专门轴压比限值应专门 研究并采取特殊构造措施研究并采取特殊构

17、造措施 22 l4. 4. 当沿柱全高采用井字复合箍，箍筋间当沿柱全高采用井字复合箍，箍筋间 距不大于距不大于100100mmmm、肢距不大于肢距不大于200200mmmm、直直 径不小于径不小于1212mmmm时，柱轴压比限值可增加时，柱轴压比限值可增加 0.100.10；当沿柱全高采用复合螺旋箍，箍；当沿柱全高采用复合螺旋箍，箍 筋螺距不大于筋螺距不大于100100mmmm。肢距不大于肢距不大于200200mmmm、 直径不小于直径不小于1212mmmm时，柱轴压比限值可增时，柱轴压比限值可增 加加0.100.10；当沿柱全高采用连续复合螺旋；当沿柱全高采用连续复合螺旋 箍，且螺距不大于箍

18、，且螺距不大于8080mmmm、肢距不大于肢距不大于 200200mmmm、直径不小于直径不小于1010mmmm时，轴压比限值时，轴压比限值 可增加可增加0.100.10。以上三种配箍类别的含箍。以上三种配箍类别的含箍 特征值应按增大的轴压比确定；特征值应按增大的轴压比确定； 23 l5. 5. 当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形 成的芯柱，且附加纵向钢筋的截面面积成的芯柱，且附加纵向钢筋的截面面积 不小于柱截面面积的不小于柱截面面积的0.80.8时，柱轴压比时，柱轴压比 限值可增加限值可增加0.050.05。当本项措施与注。当本项措施与注4 4的措的措 施共同采

19、用时，柱轴压比限值可比表中施共同采用时，柱轴压比限值可比表中 数值增加数值增加0.150.15，但箍筋的配箍特征值仍，但箍筋的配箍特征值仍 可按轴压比增加可按轴压比增加0.100.10的要求确定；的要求确定； 24 l6. 6. 附注第附注第4 4、5 5两款之措施，也适用于框两款之措施，也适用于框 支柱支柱 l l7. 7. 柱轴压比限值不应大于柱轴压比限值不应大于1.051.05 25 l 表表6.4剪力墙轴压比限值剪力墙轴压比限值 l对剪力墙指重力荷载代表值作用下剪对剪力墙指重力荷载代表值作用下剪 力墙墙肢的轴向压力设计值（名义轴压力墙墙肢的轴向压力设计值（名义轴压 比）比） 轴压比轴压

20、比一级（一级（9 度）度） 一级（一级（7、 8度）度） 二级二级 N/fcA 26 l结构侧移结构侧移 l限制层间最大位移与层高之比限制层间最大位移与层高之比 l侧移大小是结构刚度的反应，也是对构侧移大小是结构刚度的反应，也是对构 件截面大小、刚度大小的相对指标件截面大小、刚度大小的相对指标 27 l1. 1. 高度不大于高度不大于150150m m的高层建筑，其楼层层间的高层建筑，其楼层层间 最大位移与层高之比最大位移与层高之比u/hu/h不宜大于表不宜大于表3.53.5的限的限 值值 l 表表3.5 3.5 楼层层间最大位移与层高之比的限值楼层层间最大位移与层高之比的限

21、值 结构类型结构类型u/hu/h限值限值 框架框架1/5501/550 框架框架- -剪力墙、框架剪力墙、框架- -核心筒、板核心筒、板 柱、剪力墙柱、剪力墙 1/8001/800 筒中筒、剪力墙筒中筒、剪力墙1/1000 1/1000 框支层框支层1/10001/1000 28 l2. 2. 高度等于或大于高度等于或大于250250m m的高层建筑，其楼层的高层建筑，其楼层 层间最大位移与层高之比层间最大位移与层高之比u/hu/h不宜大于不宜大于1 1 500;500; l3. 3. 高度在高度在150150250250m m之间的高层建筑，其楼层之间的高层建筑，其楼层 层间最大位移与层高之

22、比层间最大位移与层高之比u/hu/h的限值按本条的限值按本条 第第1 1款和第款和第2 2款的限值线性插入取用。款的限值线性插入取用。 l 如果结构的层间位移不满足上述要求，则说 明剪力墙布置的数量不足，层间位移较小时， 说明剪力墙布置数量太多，应重新调整。 29 l剪力墙的合理数量还可根据框架剪力墙的合理数量还可根据框架-剪力墙的剪力墙的 结构刚度特征值来（结构刚度特征值来（）判断）判断 l：结构刚度特征值，与总框架抗推刚度、结构刚度特征值，与总框架抗推刚度、 总连梁的约束刚度和剪力墙的抗弯刚度有关。总连梁的约束刚度和剪力墙的抗弯刚度有关。 l接近接近0 0时，剪力墙布置较多，时，剪力墙布置

23、较多，6 6时，剪时，剪 力墙布置偏少，力墙布置偏少，=1.5-2.0=1.5-2.0时，剪力墙数量时，剪力墙数量 合理。合理。 w B F EICCH)( 30 l剪力墙的合理数量还可根据地震力（结构剪力墙的合理数量还可根据地震力（结构 底部总剪力）来判断：底部总剪力）来判断： l在正常设计条件（截面尺寸、结构体系、轴在正常设计条件（截面尺寸、结构体系、轴 线尺寸等）下：线尺寸等）下： l8度、度、类场地：类场地： l7度、度、类场地：类场地： GF GF EK EK )03. 0015. 0( )06. 003. 0( 31 l保证出平面的刚度和稳定性，剪力墙的截面厚度应符 合下列要求：

24、l1应符合本规程附录D 的墙体稳定验算要求； l2一、二级剪力墙，底部加强部位不应小于200mm， 其他部位不应小于160mm；无端柱或翼墙的一字形独 立剪力墙，底部加强部位不应小于220mm，其他部位 不应小于180mm； l3三、四级剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于 160mm，其他部位不应小于160mm；无端柱或无翼墙 的一字形独立剪力墙，底部加强部位截面厚度不应小 于180mm，其他部位不应小于160mm； l4非抗震设计的剪力墙的截面厚度不应小于160mm； l5剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度 可适当减小，但不宜小于160mm。 32 l保证出平面的刚度和稳定性

25、保证出平面的刚度和稳定性 剪力墙的最小厚度剪力墙的最小厚度 一、二级抗震等级一、二级抗震等级 三、四级抗三、四级抗 震等级震等级 非抗震非抗震 无端柱或翼无端柱或翼 墙的一字形墙的一字形 剪力墙剪力墙 其他截面剪其他截面剪 力墙力墙 底部底部 加强加强 部位部位 1/12（层高）（层高） 200 1/16（层高（层高 或 剪 力 墙 无或 剪 力 墙 无 支长度）支长度） 200 1/20（层高（层高 或 剪 力 墙 无或 剪 力 墙 无 支长度）支长度） 160 1/25（层（层 高或剪力墙高或剪力墙 无支长度）无支长度） 160 其他其他 部位部位 1/15（层高）（层高） 180 1/2

26、0（层高（层高 或 剪 力 墙 无或 剪 力 墙 无 支长度）支长度） 160 1/25（层高（层高 或 剪 力 墙 无或 剪 力 墙 无 支长度）支长度） 160 33 l剪力墙无支长度剪力墙无支长度 l沿剪力墙长度方向没有平面外横向支沿剪力墙长度方向没有平面外横向支 承墙的长度承墙的长度 l当墙厚不能满足上述要求时，应按高当墙厚不能满足上述要求时，应按高 层建筑混凝土结构技术规程附录层建筑混凝土结构技术规程附录D计算计算 墙体的稳定墙体的稳定 l剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的 墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于 160

27、mm 34 l抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据在规定的 水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾 覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相 应的设计方法，并应符合下列要求： l1 框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地 震倾覆力矩的10%时，按剪力墙结构设计，其中 的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设 计； l2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地 震倾覆力矩的10%但不大于50%时，按本章框架 -剪力墙结构的规定进行设计； 35 l3 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地 震倾覆力矩的50%但不大于80%时，按框架-剪 力墙结构设计，其最大适用高度可比框架结构 适当增加，

28、框架部分的抗震等级和轴压比限值 宜按框架结构的规定采用； l4 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地 震倾覆力矩的80%时，按框架-剪力墙结构设计， 但其最大适用高度宜按框架结构采用，框架部 分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规 定采用。 36 l1.构件截面尺寸估算构件截面尺寸估算 l（）梁（）梁刚度刚度 l l避免短梁避免短梁 l200截面高宽比一般取截面高宽比一般取 l扁梁，除验算正截面和斜截面承载力外，还须扁梁，除验算正截面和斜截面承载力外，还须 满足刚度和裂缝的相应要求。满足刚度和裂缝的相应要求。 bb lh) 18 1 10 1 ( bn hl4 37 l（）柱（）柱 l柱

29、子截面由轴压比限值估算柱子截面由轴压比限值估算 l柱子的最小尺寸：柱子的最小尺寸： l非抗震非抗震250 l抗震抗震400，圆柱直径，圆柱直径450 l柱截面高宽比柱截面高宽比，剪跨比，剪跨比 l 38 l（3）节点节点 l节点不应采用铰接节点不应采用铰接 l梁、柱中心线宜重合，如偏心距大于该梁、柱中心线宜重合，如偏心距大于该 方向柱宽的方向柱宽的1/41/4时，可采取增设梁的水平时，可采取增设梁的水平 加腋等措施加腋等措施 39 l厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足 下列要求：下列要求： l 2 3 2 2 1 c xb b x x x b xbb b

30、b l b 40 l式中式中 lb bx x梁水平加腋宽度梁水平加腋宽度 ll lx x梁水平加腋长度梁水平加腋长度 lb bb b梁截面宽度梁截面宽度 lb bc c沿偏心方向柱截面宽度沿偏心方向柱截面宽度 lxx非加腋侧梁边到柱边的距离非加腋侧梁边到柱边的距离 41 l最低要求：现浇框架梁、柱、节点最低要求：现浇框架梁、柱、节点 l 按一级抗震等级设计时按一级抗震等级设计时 C30C30 l 按二四级和非抗震设计时按二四级和非抗震设计时 C20 C20 l最高限制：最高限制： l 现浇框架梁现浇框架梁 C40C40 l 框架柱框架柱 9 9度度 C60 C60 l 8 8度度 C70 C7

31、0 l剪力墙结构混凝土强度等级不应低于剪力墙结构混凝土强度等级不应低于 C20；带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结 构的混凝土强度等级不应低于构的混凝土强度等级不应低于C25 42 l结构平面布置结构平面布置 双向布置剪力墙双向布置剪力墙剪力墙数量剪力墙数量位置位置厚度及厚度及 间距间距 l初估截面尺寸（梁初估截面尺寸（梁柱柱剪力墙）剪力墙）选定材选定材 料强度等级料强度等级 l结构计算模型结构计算模型结构内力计算结构内力计算复核侧移复核侧移 l内力组合内力组合构件截面设计构件截面设计 l满足构造要求满足构造要求 钢筋锚固钢筋锚固搭接搭接箍筋加密箍筋加密剪力墙加强部位

32、剪力墙加强部位 钢筋构造钢筋构造 43 l单元矩阵位移法（有限元法单元矩阵位移法（有限元法)计算机计算计算机计算 l近似法近似法手算手算 l两种方法假定相同，目标相同（结构共同工作后，框两种方法假定相同，目标相同（结构共同工作后，框 架与剪力墙之间的剪力分配）架与剪力墙之间的剪力分配） l不同点：机算将剪力墙简化为杆件或带刚域的平面壁不同点：机算将剪力墙简化为杆件或带刚域的平面壁 式框架，考虑杆件的轴向、剪切、弯曲的变形影响，式框架，考虑杆件的轴向、剪切、弯曲的变形影响， 用位移法求解；手算将框剪结构看作总框架、总剪力用位移法求解；手算将框剪结构看作总框架、总剪力 墙、总连梁体系，用力法来求解

33、。墙、总连梁体系，用力法来求解。 44 l总剪力墙总剪力墙（抗弯刚度相等）总框架（抗侧（抗弯刚度相等）总框架（抗侧 移刚度相等）移刚度相等） l铰接体系铰接体系总剪力墙与总框架之间通过刚性总剪力墙与总框架之间通过刚性 楼板联系，只传递轴力，刚性楼板平面外刚度楼板联系，只传递轴力，刚性楼板平面外刚度 为零，对各平面结构无约束弯矩；为零，对各平面结构无约束弯矩； l刚接体系刚接体系总剪力墙与总框架之间通过连梁总剪力墙与总框架之间通过连梁 （与剪力墙相连的梁）联系，连梁对各平面结（与剪力墙相连的梁）联系，连梁对各平面结 构有约束弯矩；（当连梁的尺寸较小时，对墙构有约束弯矩；（当连梁的尺寸较小时，对墙

34、 肢的约束很弱，也可视为铰接体）肢的约束很弱，也可视为铰接体） l刚节点数目：所有连梁与剪力墙刚接端之刚节点数目：所有连梁与剪力墙刚接端之 和和 45 46 l基本假定：基本假定： l（）（）楼板在平面内刚度无限大，平面外刚楼板在平面内刚度无限大，平面外刚 度为零；度为零； l（）（）不计扭转；外力合力作用线通过结构不计扭转；外力合力作用线通过结构 抗侧移刚度中心，如不通过，按纯平动和纯扭抗侧移刚度中心，如不通过，按纯平动和纯扭 转计算，然后叠加。转计算，然后叠加。 l（）（）框架和剪力墙沿高度方向无变化（刚框架和剪力墙沿高度方向无变化（刚 度特征值为常数），有变化，取加权平均值计度特征值为常

35、数），有变化，取加权平均值计 算。算。 47 l将连杆连续化，切开连杆，其分布力将连杆连续化，切开连杆，其分布力 为为 )(xpF 48 49 50 51 52 l （6.4） l （6.5） l （6.6） l总剪力墙的抗弯刚度： 2 2 1 dx yd EI dx d EIEIM wWWw 3 3 dx yd EI dx dM V w w w 4 4 )()()( dx yd EI dx dV xpxpxp w w wF k j jeqw EIEI 1 )( 53 l （6.10） l （6.11） dx dy CV FF 2 2 )( dx yd Cxp dx dV FF F 54 l抗

36、侧（推）刚度抗侧（推）刚度-产生单位层间变形角所产生单位层间变形角所 需的推力。需的推力。 jF DhC 2 12 h i D c j 55 l当框架高度大于当框架高度大于50或时，或时， 考虑到柱轴向变形对框架侧移的影响，考虑到柱轴向变形对框架侧移的影响， 用修正后的抗侧（推）刚度用修正后的抗侧（推）刚度 lM只考虑梁柱弯矩变形框架的顶点侧移只考虑梁柱弯矩变形框架的顶点侧移 lN只考虑框架柱轴向变形框架的顶点侧只考虑框架柱轴向变形框架的顶点侧 移移 F NM M Fo CC 56 l将式（6.11）代入式（6.6）： 4 4 2 2 )( dx yd EI dx yd Cxp wF 57 l

37、令： l （6.12） l （6.13） 四阶非齐次常系数线性微分方程 wF EICH Hx )( 4 2 2 2 4 4 p EI H d yd d yd w 58 为方程的特解，由荷载形式为方程的特解，由荷载形式确定确定 由边界条件确定由边界条件确定 14321 )(ychCshCCCy 1 y)(p 1 C 4 C 59 l（）（）在结构顶部在结构顶部, , l1.0， 0，故有：，故有： l（）（）在结构顶部，在结构顶部，1.0，有：有： l（）（）在结构底部，在结构底部，0，转角为，转角为0 l（）（）在结构底部，在结构底部，0，位移为，位移为0 ) 0 (0 FF VV Fw （顶

38、部集中荷载 （均布水平荷载） 倒三角形水平荷载） 0 2 2 d yd 0y 0 d dy 60 ch sh C qH CC F 1 2 2 41 F C qH C 2 2 F C qH C 2 3 61 l倒三角形水平荷载倒三角形水平荷载 l均布水平荷载均布水平荷载 l顶部集中荷载顶部集中荷载 6 1 2 11 2 1)( 3 2 2 2 4 sh ch chshsh EI qH y w 2 1 1 )( 2 2 4 4 shch ch sh EI qH y w 233 3 1 1)( shch ch sh EI FH y w 62 l已知：已知：y() l可以求出：可以求出：MW()二阶导

39、数二阶导数 lVW()三阶导数三阶导数 lVF()CF*一阶导数一阶导数 l如公式如公式(6.20)(6.22) 63 0 0 )( )(M M M M w w 0 0 )( )(V V V V w w H H y y y y )( )( )()()( wpF VVV 64 l与与铰接体系的区别：联系总剪力墙和总铰接体系的区别：联系总剪力墙和总 框架的连杆（连梁）对剪力墙墙肢有无框架的连杆（连梁）对剪力墙墙肢有无 约束弯矩作用。约束弯矩作用。 l铰接体系中，连梁只承受轴力，且无轴铰接体系中，连梁只承受轴力，且无轴 向变形；向变形； l刚接体系中，连梁除承受轴力外，还承刚接体系中，连梁除承受轴力

40、外，还承 受剪力，此剪力对墙肢产生约束弯矩。受剪力，此剪力对墙肢产生约束弯矩。 65 66 67 68 69 70 71 2 3 21 3 12 12 )1()1( 16 )1()1( 16 lGA EI ba ba l EI m ba ba l EI m 72 l对一端有刚域的连杆，杆端约束弯矩系对一端有刚域的连杆，杆端约束弯矩系 数为：数为： l：连梁剪切变形影响系数，不考虑剪：连梁剪切变形影响系数，不考虑剪 切变形时为切变形时为0 0 )25.6( )1()1( 16 3 12 a a l EI m 73 l连续化，得在高度处第个梁端单位连续化，得在高度处第个梁端单位 高度上约束弯矩高度

41、上约束弯矩 lmab代表代表m12或或m21 1212 mM 2121 mM )()(x h m h M xm abiabi i 74 l当一层有个刚性结点时，连梁总约束当一层有个刚性结点时，连梁总约束 弯矩为弯矩为 l当各层当各层mab不同时，取加权平均值计算不同时，取加权平均值计算 dx dy x x h m xmxm n i abi n i i )( )()()( 11 75 l （6.27） l l （6.6） 2 2 dx yd EIM ww )()( 3 3 xm dx yd EIxm dx dM V w w w dx xdm dx yd EI dx dV xpxpxp w w w

42、F )( )()()( 4 4 76 l l （6.28） dx dy CV FF 2 2 )( dx yd Cxp dx dV FF F 77 l将式（6.28）代入式（6.27）： 4 4 2 2 2 2 )( dx yd EI dx yd h m dx yd Cxp w abi F 78 l令： l （6.30） l （6.31） w abi F EI h m C H Hx )( 4 2 2 2 4 4 p EI H d yd d yd w 79 l比较刚接体系与铰接体系，微分方程形比较刚接体系与铰接体系，微分方程形 式完全相同，四个边界条件相同，故两式完全相同，四个边界条件相同，故两

43、者的解相同者的解相同 l不同点有二：不同点有二： l1.框架框架剪力墙结构的刚度特征值剪力墙结构的刚度特征值计算计算 公式不同公式不同 l2.水平剪力的计算公式不同水平剪力的计算公式不同 80 l l 铰接体系中图表查得的剪力 墙剪力 l 铰接体系中图表查得的框架剪力 l l 框架广义剪力 mVV ww FwFwp VVVmVV wpFF VVVmV 3 3 dx yd EIV ww F V F V 81 l（）由体系的（）由体系的及及查表求得、查表求得、 、 、 VW l(2)计算计算框架广义剪力框架广义剪力 l（3 3）计算总框架的总剪力和连梁的总约）计算总框架的总剪力和连梁的总约 束弯矩

44、束弯矩( (单位长度单位长度) ) wpFF VVVmV F abi F F F V h m C C V F abi F abi V h m C h m m 82 l（4）总剪力墙的剪力）总剪力墙的剪力 mVV ww 83 l（1 1）剪力墙的内力（将总剪力墙的总弯）剪力墙的内力（将总剪力墙的总弯 矩、总剪力按刚度分配到各片剪力矩、总剪力按刚度分配到各片剪力 墙上）墙上） l第层的墙肢总数第层的墙肢总数 wi k j eqj eqj wij M EI EI M 1 wi k j eqj eqj wij V EI EI V 1 84 l（2 2）框架梁、柱的内力（将总框架的总）框架梁、柱的内力（

45、将总框架的总 剪力按刚度分配到各柱上）剪力按刚度分配到各柱上） l第层柱的总数第层柱的总数 2 ,1, 1 iFiF m j j j cij VV D D V 85 l（3 3）刚接体系连梁的弯矩和剪力）刚接体系连梁的弯矩和剪力 lhj、 、hj+1分别代表第层、第 分别代表第层、第+1层的层高层的层高; lMjiab表示第层第个刚接点连梁对剪力表示第层第个刚接点连梁对剪力 墙中心处的弯矩墙中心处的弯矩; 2 1 1 jj j n i iab iab jiab hh m m m M ab mabm 86 l mm m x M x dlxl M M x clx M b b 2112 12 212

46、1 1212 87 88 l MM V bb b 2112 l MM Vb 2112 89 l连梁刚度折减系数h： l以上计算方法均为弹性计算，连梁弯矩 较大，实际受力时，连梁很快出现裂缝， 进入弹塑性变形状态，弯矩变小。 l所以应对连梁刚度折减，其值不小于0.5， 通常取0.7，有利于改变结构的延性。 90 调整原因： 1。计算假设楼板无限刚性，实际上是有限 值，楼板变形时，剪力墙受力变小，框 架受力增大； 2。地震作用时，剪力墙承受较大水平力， 首先开裂，刚度减小，承受的水平荷载， 通过楼板或连梁传递给框架，框架受力 增大。 所以应对框架的剪力进行调整 91 l(保证框架具有一定的抗侧力能

47、力，能起 到第二道防线的作用） l当 框架总剪力不必调整 l当 框架总剪力取： l 较小值 0 2 . 0 VV f max, 0 5 . 1 2 . 0 min f f V V V 0 2 . 0 VV f f V 92 l 对应于地震作用标准值且未经调整的对应于地震作用标准值且未经调整的 各层（或某一段内各层）框架承担的地各层（或某一段内各层）框架承担的地 震总剪力；震总剪力； l l 对框架柱数量从下至上基本不变的对框架柱数量从下至上基本不变的 规则建筑，应取对应于地震作用标准值规则建筑，应取对应于地震作用标准值 的结构底部总剪力；的结构底部总剪力； l 对框架柱数量从下至上分段有规律变

48、对框架柱数量从下至上分段有规律变 化的结构，应取每段最下一层结构对应化的结构，应取每段最下一层结构对应 于地震作用标准值的总剪力；于地震作用标准值的总剪力； f V 0 V 93 l 对框架柱数量从下至上基本不变对框架柱数量从下至上基本不变 的规则建筑，应取对应于地震作用标准的规则建筑，应取对应于地震作用标准 值且未经调整的各层框架承担的地震总值且未经调整的各层框架承担的地震总 剪力中的最大值；剪力中的最大值； l 对框架柱数量从下至上分段有规律对框架柱数量从下至上分段有规律 变化的结构，应取每段中对应于地震作变化的结构，应取每段中对应于地震作 用标准值且未经调整的各层框架承担的用标准值且未经

49、调整的各层框架承担的 地震总剪力中的最大值。地震总剪力中的最大值。 maxf V 94 l 按调整前、后总剪力的比值调整每根按调整前、后总剪力的比值调整每根 框架柱和与之相连的框架梁的剪力及端框架柱和与之相连的框架梁的剪力及端 部弯距标准值部弯距标准值 l 框架柱的轴力标准值可不予调整框架柱的轴力标准值可不予调整 95 l框架刚度较大而剪力墙刚度较小时，较 大，接近于框架结构，反之，接近与剪力 墙结构，所以刚度特征值对侧移、荷载分 配、剪力分配均有影响 w B F EI CC H 96 l对侧移的影响 97 l对剪力分配的影响： l值很小时，剪力墙承受大部分剪力， 值 很大时，框架承受大部分剪

50、力 l最佳控制值为=1.5-2.0，这时框架只承担 20%左右的剪力，合理。 l不同楼层，剪力分配不同，下部剪力墙大部分 剪力，框架剪力为0，顶部剪力墙剪力出现负 值，实际受并非如此，计算方法导致 98 99 l框架框架-剪力墙结构的截面设计及构造要求均同纯框架结剪力墙结构的截面设计及构造要求均同纯框架结 构和纯剪力墙结构，但还应满足以下要求：构和纯剪力墙结构，但还应满足以下要求： l1.框架框架-剪力墙结构、板柱剪力墙结构、板柱-剪力墙结构中，剪力墙剪力墙结构中，剪力墙 竖向和水平分布钢筋的配筋率竖向和水平分布钢筋的配筋率W l抗震设计时抗震设计时W0.25 l非抗震设计时非抗震设计时W0.

51、20 l并应至少双排布置并应至少双排布置 l拉筋至少拉筋至少6600 l（一般剪力墙结构：（一般剪力墙结构： l一、二、三级一、二、三级W0.25 l四级、非抗震设计四级、非抗震设计W0.20） 100 l1）带边框剪力墙的截面厚度：带边框剪力墙的截面厚度： l抗震设计时，一、二级剪力墙的底部加抗震设计时，一、二级剪力墙的底部加 强部位强部位200mm，且且层高的层高的1/16 l其他情况其他情况160mm，且且层高的层高的1/20 l当剪力墙截面厚度不满足要求时，应计当剪力墙截面厚度不满足要求时，应计 算墙体稳定。算墙体稳定。 101 l2 2） 剪力墙的水平钢筋应全部锚入边框剪力墙的水平钢筋应全部锚入边框 柱内，锚固长度不应小于柱内，锚固长度不应小于lala（非抗震设非抗震设 计）或计）或laElaE（抗震设计）；抗震设计）； l3 3） 带边框剪力墙的混凝土强度等级宜带边框剪力墙的混凝土强度等级宜 与边框柱相同与边框柱相同 l4 4） 与剪力墙重合的框架梁可保留，亦与剪力墙重合的框架梁