第六章框架剪力墙结构

1、框架剪力墙结构 （复习）（ 称为刚度特征值）称为刚度特征值）HxEICHWF/假定1 2 3，求结构的定点位移墙长L=10m墙厚t=0.2m框架剪力墙相互作用框架剪力墙的变形特点不同对框架和剪力墙的分配的影响不同对框架和剪力墙的分配的影响 p有利于有利于抵抗抵抗水平和竖向荷载，受水平和竖向荷载，受力明确，传力直接力明确，传力直接，力争，力争均匀对称均匀对称，减少扭转的影向。，减少扭转的影向。p尽量采用对有抗震和抗风有利的平面形式，尽量采用对有抗震和抗风有利的平面形式， 结构总体布置结构总体布置5 5、5 5框架、剪力墙及框架框架、剪力墙及框架剪力墙结构的剪力墙结构的扭转近似计算扭转近似计算扭转

2、的计算方法 p（1 1）将整个结构作为一个空间结构，用矩阵位移）将整个结构作为一个空间结构，用矩阵位移法来分析内力和位移（考虑扭转的影响）法来分析内力和位移（考虑扭转的影响）p（2 2）简化计算，考虑扭转因素后修正剪力的近似）简化计算，考虑扭转因素后修正剪力的近似计算计算扭转偏心距：扭转偏心距：水平力作用线及刚度中心，二者之距离水平力作用线及刚度中心，二者之距离水平力水平力风荷载、地震力风荷载风荷载的作用点的作用点各部分风荷载的合力， 地震地震作用中心作用中心等效地震荷载的作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有等效地震荷载的作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有关，称为质心。关，称为质心。

3、 wind+0.8-0.6-0.6-0.6-0.55 5、5 5框架、剪力墙及框架框架、剪力墙及框架剪力墙结构的剪力墙结构的扭转近似计算扭转近似计算p水平荷载水平荷载合力作用合力作用线通过线通过结构的刚度中心结构的刚度中心水平荷载作水平荷载作用下平移，不扭转用下平移，不扭转 框架结构水平荷载合力作用线不通过结构的刚度中心水平荷载合力作用线不通过结构的刚度中心水水平荷载作用下产生扭转平荷载作用下产生扭转5 5、5 5框架、剪力墙及框架框架、剪力墙及框架剪力墙结构的扭转近剪力墙结构的扭转近似计算似计算一、问题的提出一、问题的提出二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据1

4、、质量中心、质量中心等效地震荷载的作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有关，称等效地震荷载的作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有关，称为质心。为质心。p可将建筑面积分为若干个单元，认为在每个单元中质量是均匀分布可将建筑面积分为若干个单元，认为在每个单元中质量是均匀分布的，如图所示。在参考坐标系的，如图所示。在参考坐标系XOY中确定质心坐标中确定质心坐标Xm，Ym，计，计算时可用重量代替质量算时可用重量代替质量二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据p1、质量中心、质量中心 iiiiiimwwxmmxX/ iiiiiimwwymmYY/ 式式中中mi；wi， i

5、个面积单元的质量和重量；个面积单元的质量和重量；Xi；，；，yi；一第；一第i个面积单元的重心坐标。个面积单元的重心坐标。二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据p刚度中心刚度中心p把抗侧力单元把抗侧力单元的抗侧移刚度的抗侧移刚度作为假想面积，作为假想面积，求得假想面积求得假想面积的形心就是刚的形心就是刚度。度。二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据p刚度中心刚度中心 yiiyiDxDx/0 xkikxkDyDy/0框架结构框架结构二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据p刚度中心刚度中心剪力墙结构剪力墙结构

6、eqyiieqyiJxJx/0eqxiieqxiJxJy/0二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据p框架剪力墙结构yiiyiyyiiyyiVxVVxVx/0 xkkxkxxkkxxkVyVVyVy/0 刚度中心，即它是在不考虑扭转情况下刚度中心，即它是在不考虑扭转情况下各抗侧力单元剪力的合力中心，各抗侧力单元剪力的合力中心，其结构经知道各抗侧力单元抵抗的层剪力值。其结构经知道各抗侧力单元抵抗的层剪力值。三、考虑扭转后的位移三、考虑扭转后的位移p与与y轴平行的第轴平行的第I片结构沿片结构沿y方向间位移方向间位移p （a）p与与x轴平行的第轴平行的第k片结构沿片结构沿

7、x方向间位移方向间位移p (b)pxi 、 ykI片及片及k片结构行形心片结构行形心 xoy坐标系中的坐标坐标系中的坐标值。值。iyixkxky三、结构转角和抗扭刚度三、结构转角和抗扭刚度 22kxkiyixyyDxDeV 转角转角22kxkiyiyDxD结构抗扭刚度结构抗扭刚度考虑扭转时结构的剪力考虑扭转时结构的剪力yyiyiyiyiVDDVxxkxkxkxkVDDV221kxkiyiDixyiyDxDxeiyi221kxkiyiDkyxkyDxDyexk四、讨论四、讨论（1）在同一个结构中，各片抗倒力单元的扭转修正系数大小不一。即）在同一个结构中，各片抗倒力单元的扭转修正系数大小不一。即可

8、能大于可能大于1，也可能小于，也可能小于1。当某片抗侧力结构的。当某片抗侧力结构的1时，表示它时，表示它的剪力在考虑扭转以后将增大；的剪力在考虑扭转以后将增大；1时表示考虑扭转后该单元的剪时表示考虑扭转后该单元的剪力将减小。力将减小。一般情况下，离刚心愈远的抗侧力结构，剪力修正也愈一般情况下，离刚心愈远的抗侧力结构，剪力修正也愈多。多。（2）在扭转作用下，各片抗侧力结构的层间变形及侧移也不相同，）在扭转作用下，各片抗侧力结构的层间变形及侧移也不相同，距距刚心较远的结构边缘抗侧力单元的侧移及层间变形最大刚心较远的结构边缘抗侧力单元的侧移及层间变形最大。在结构设。在结构设计时应注意扭转引起的附加变

9、形不应太大。计时应注意扭转引起的附加变形不应太大。（3）抗扭刚度由）抗扭刚度由 及及 之和组成，也就是说，结构中纵向和之和组成，也就是说，结构中纵向和横向抗侧力单元共同抵抗扭矩。横向抗侧力单元共同抵抗扭矩。距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭刚度贡献愈大。刚度贡献愈大。p（3）上、下布置都相同的框架一剪力墙结构中上、下布置都相同的框架一剪力墙结构中，各层刚心并不在，各层刚心并不在同一根竖轴上，同一根竖轴上，有时刚心位置相差较大有时刚心位置相差较大。各层结构的偏心距和扭矩。各层结构的偏心距和扭矩都会改变，各层结构扭转修正系数也会改变。都会改变，各层结构扭转修正系数也会改变