高层建筑结构设计 框架、剪力墙、框架一剪力墙结构的近似计算方法4

1、第九讲第九讲 的主要问题的主要问题1 1、什么是剪力墙结构？什么是联肢剪力墙结构？错洞口剪力墙、什么是剪力墙结构？什么是联肢剪力墙结构？错洞口剪力墙是怎样的？是怎样的？2 2、联肢剪力墙结构的简化计算，常用什么方法？其计算原理、联肢剪力墙结构的简化计算，常用什么方法？其计算原理主要是什么？更适用于层数较多还是较少的结构？主要是什么？更适用于层数较多还是较少的结构？3 3、不规则开洞剪力墙剪力墙结构的计算，常用什么方法？、不规则开洞剪力墙剪力墙结构的计算，常用什么方法？4、剪力墙结构按其洞口的形式分为几类？、剪力墙结构按其洞口的形式分为几类？5、剪力墙结构的整体性系数机器影响？、剪力墙结构的整体

2、性系数机器影响？5.4 框架剪力墙(含框架筒体)结构的简化计算方法 框架剪力墙结构是由框架、剪力墙两种不同性质的抗侧力单元，通过楼板的协调变形而共同工作的。必须通过“框-剪协同工作计算法”计算. 框架剪力墙结构适用于1325层的房屋o“框-剪协同工作计算法”同样符合平面假定，其概念清楚，结果的规律性较好。但应用时应注意：n竖向荷载作用下，框架、剪力墙按各自的承荷面积分配荷载；n水平荷载必须通过按框-剪协同工作计算分配总剪力：按协同工作分析求得框架与剪力墙各自的水平剪力；分别对框架、剪力墙进行内力分析。n此方法适用于较规则的结构，且只适宜计算平移时的剪力分配；当存在扭转，必须另外计算扭转，然后进

3、行叠加。5.4.1 简化假定及计算简图简化假定及计算简图1.集合结构中所有框架成总框架，再按用D值法分配总框架的内力及侧移；2.集合结构中所有剪力墙墙肢成总剪力墙，按等效抗弯刚度分配总剪力墙的剪力、计算侧移。 3.集合结构中所有联系梁(墙肢间的连梁、墙肢与框架之间的联系梁) 成总联系梁，总联系梁简化成带刚域杆件。)刚接体系当墙肢之间有连梁(1)或墙肢与框架柱之间有较强的联系梁，则这些联系梁对墙肢、框架柱有较明显的约束作用，应采用图所示的刚接体系计算简图。图中的总联系梁刚度为所有连梁和联系梁的刚度之和。铰接体系刚接体系。计算简图协同工作法的计算步骤: 计算总水平荷载作用下，总框架层剪力Vf、总剪

4、力墙的总层剪力Vw Vw和总弯矩w= Mf+ MW 、总联系梁梁端弯矩l和剪力Vl ； 按规律把Vf分配到每根柱；按剪力V计算方法将Vw分配到每片墙； 按连梁刚度把l、Vl 分配到每根梁，以此得到每一杆件每一截面的设计内力。5.4.2 协同工作的基本原理及刚度特征值1.总剪力墙是悬臂杆，按照静定的弯曲杆件计算变形，弯曲刚度 EIeq计算剪力墙；2.框架按D值法计算抗侧刚度f 和侧移 y；3.通过连杆切断处侧移相等，作用力、反作用力平衡，变形协调原则，建立一四阶常微分方程，并求解此方程得到结构侧移y，进而求总剪力墙的弯矩 MW、剪力VW；总框架的层剪力 VF，总联系梁的弯矩 ML。框剪结构协同工

5、作简化计算法也采用连续化思想，切开连续分布的连杆，形成剪力墙、框架两基本体系。总剪力墙刚度总剪力墙刚度:35)-(5 keqjwEIEI总框架总框架(柱)的抗推刚度抗推刚度(层间侧移所需的推力)：36)-(5 h kjkjffDCC铰接体系铰接体系铰接体系计算简图3 34 4) )- -( (5 5 wwfEIxPxdydEIcxdyd)( 22443 34 4b b) )- -( (5 5 H H 4 4)( PEIdyddydhxw 22244，令： wfEIcH22 令：3 37 7) )- -( (5 5 wfEIcH 38a)-(5 6)sh)(121(ch1ch)2 (1 3222

6、shshcqHyf38b)-(5 )(sh12(chch)2 (1 22shshqHMw38c)-(5 1ch)12(chsh)2 (1 2shshqHVw ) )(; )( ; )(0000VVVVMMMMffyywwwwHH39)-(5Vf()= Vp()- Vw() (5-40)解微分方程，求侧移y()，积分求总MW和VW，倒三角分布荷载下：框剪结构的刚度特征值刚度特征值5.4.3 5.4.3 框框剪结构位移与内力分布规律剪结构位移与内力分布规律 刚度特征值刚度特征值对框对框- -剪结构在水剪结构在水平荷载作用下协同工作的位移曲线平荷载作用下协同工作的位移曲线及内力分布情况的影响很大。及内力分布情况的影响很大。 wfEIcH 2 2、66时，位移曲线主要是时，位移曲线主要是剪切型剪切型；=就相当于纯框架结构。就相当于纯框架结构。1.1. =0=0，纯剪力墙结构；，纯剪力墙结构； 11时，剪力在考虑扭转以后将增大；1时，考虑扭转后该单元的剪力将减小。离刚心愈远的抗侧力结构，剪力修正愈多。 2)在扭转作用下，各片抗侧力结构的侧移及层间变不相同，边缘抗侧力单元的侧移及层间变形最大；结构扭转愈严重，边缘抗侧力单元的附加侧移也愈大。换句话说，可以用结构中最远点的侧移与平均侧移的比值来考察结构扭转的严重程度，这也就是第