高层建筑结构4(框架剪力墙结构)ql

高层建筑结构设计框架－剪力墙结构的内力计算整体参数>10,属于整体小开口墙<10,属于双肢墙。<1，则为两个独立的悬臂墙肢>10,，但同时，IA/I

大，则属于壁式框架。不同剪力墙的内力变化整体剪力墙截面为整体弯曲应力；小开口墙以整体弯曲应力为主；双肢墙整体弯矩为主，墙肢弯矩为辅。很少,无反弯点。壁式框架柱轴力效应显著，有反弯点。独立悬臂墙同整体墙。壁式框架在水平荷载作用下的近似计算洞口较大，连梁刚度大于或接近墙肢刚度，则演变为壁式框架。其主要特点：每层墙肢都有反弯点；梁柱结合部刚度无穷大（刚域）；由于杆件截面高跨比大，因此需考虑剪切效应。判别条件壁式框架计算简图1.计算简图的尺寸2.刚域的特点:不产生弯曲和剪切变形3.刚域的尺寸选取刚域的尺寸目前常用的取法：梁的刚域与梁高有关，进入结合区的长度为四分之一的梁高；柱的刚域与柱宽有关，进入结合区的长度为四分之一的柱宽。刚域定义D值法带刚域的柱的D值其中考虑梁柱线刚度比的修正系数考虑剪切效应和刚域影响的综合修正系数反弯点高度比标准反弯点高度比，根据梁柱相对刚度比确定其余类同普通框架计算水平荷载下壁式框架使用计算步骤确定框架跨度和层高确定刚臂尺寸计算梁柱线刚度梁左端梁右端柱其中计算柱的抗侧刚度D确定楼层各柱剪力确定各柱反弯点高度计算杆端弯矩根据上下梁线刚度比，确定y1根据上层层高与本层之比，确定y2根据下层层高与本层之比，确定y3课后思考题1、剪力墙类型和计算方法？2、整体墙的定义？3、小开口墙的受力特点？4、反弯点法、D值法和壁式框架得出的框架侧移刚度第一节框架－剪力墙协同工作原理竖向荷载作用下，按各自的受荷面积计算出每榀框架和每榀剪力墙的竖向荷载，分别计算内力。剪力墙为承受水平荷载的主要构件，框架承担的水平荷载较少。框架－剪力墙结构的内力计算剪力墙在水平荷载作用下的变形为弯曲型，框架则为剪切型在结构下部，框架把墙体向右拉，墙将框架向左拉；在结构上部，框架把墙体向左拉，墙将框架向右拉。剪力墙（弯曲型变形）框架（剪切型变形）剪力墙框架框架－剪力墙水平位移高度

楼板与连梁的连接作用使框架与剪力墙协同工作。二者之间的相互作用力自上而下大小不同，且方向变化。一、基本假定和计算简图1.基本假定1)楼板平面内刚度无限大；2)不考虑扭转(刚度中心与质量中心一致)。

在以上基本假定基础上，剪力墙和框架在相同标高处的侧移相等。可将结构中所有剪力墙合并，所有框架合并，形成总剪力墙和总框架的计算简图。忽略连梁对剪力墙的约束考虑连梁对剪力墙的约束

总剪力墙的抗弯刚度的计算1)第i层的m片墙的总抗弯刚度计算：2)各层墙的抗弯刚度加权平均值即为总剪力墙的抗弯刚度：总框架的刚度计算1)第i层m个柱的总刚度计算：2)各层柱的刚度加权平均值即为总框架的刚度：抗震计算时需考虑纵横两个方向的地震作用，由各自方向上的剪力墙和框架来承担地震力，一个方向的墙可作为另一方向墙的翼墙，翼缘有效宽度的取值见剪力墙结构。

二、计算方法的基本思路以连杆体系为例，将集中力连续化，沿高度范围内变形连续。剪力墙：下端固定、上端自由，承受外荷载与框架弹性反力的“弹性地基梁”。“弹性地基梁”的特点：1)地基反力为连续分布的反力pF；2)与地基共同变形。框架：“弹性地基”弹性反力函数pF和位移函数y(x)的关系荷载p(x)与位移y有以下关系：EWIW:剪力墙的总刚度，位移以向右为正，荷载p(x)向右为正。对“弹性地基梁”来说，尚需考虑“地基反力”，框架的剪切刚度计算令产生单位剪切变形所需的剪力为C，称为剪切刚度，梁的剪切刚度：A:梁的截面积；G:剪切模量，μ:剪应力不均匀分布系数。2.D值法求框架刚度对于整层框架来说，

物理意义是楼层有单位剪切变形时所需的剪力。当变形为θ时，框架所受的剪力为框架－剪力墙铰结体系在水平荷载下的计算一、基本方程及其一般解铰结体系：不考虑连梁对剪力墙的转动约束作用。由前面的公式可得：引入两个参数：结构刚度特征值四阶常系数线性微分方程：上述方程的一般解为：位移求出后，可得：二、均布荷载作用下的计算公式和图表均布荷载下的一般解为：边界条件：1)x=H,2)x=0,转角为零，3)x=H,弯矩MW为零，4)x=0,y=0,求出剪力墙的弯矩和剪力：框架的剪力：课后思考题1.框架－剪力墙结构计算的基本假定和计算简图。2.反弯点法和D值法得出的框架侧移刚度。3.框架、剪力墙各自的微分方程。第四节框架－剪力墙刚结体系在水平荷载下的计算考虑连梁对剪力墙的转动约束作用：将弯矩和水平力连续化，可得：一、刚结连梁的梁端弯矩约束弯矩系数由于连梁进入剪力墙的部分刚度很大，可按壁式框架分析，即连梁为一端带刚域的梁。抗震设计时可对连梁弯矩和剪力进行塑性调幅，但在内力计算时已按高规5.2.1条的规定降低了刚度的连梁(5.2.1:在内力和位移计算中，抗震设计的框剪或剪力墙结构的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于

0.5)，其调幅范围应当限制或不再调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应予以提高。梁端约束弯矩：将集中约束弯矩简化为沿层高分布的线弯矩：当一层内连梁有n个刚结点与剪力墙连接时，总线约束弯矩为：二、基本方程及其解刚结梁的约束弯矩使剪力墙x截面产生弯矩：基本微分方程变为：考虑了刚结梁约束弯矩的影响由于有刚结梁约束弯矩的影响，对墙和框架分别引入两个广义剪力：按刚度比求出框架的剪力和梁端总约束弯矩:刚结连梁墙边弯矩和剪力的计算根据每根梁的约束弯矩系数，按比例将总约束弯矩分配给每根梁：每根梁端部集中弯矩：墙边弯矩和剪力：第五节框架－剪力墙的受力和位移特征

以及计算方法应用条件说明一、框架－剪力墙结构的受力和位移特征1.侧向位移2.荷载与剪力分布特征特点：1)框架承受的荷载在上部为正，下部出现负值。2)框架和剪力墙顶部剪力不为零。3)框架的剪力最大值在结构的中部，且最大值位置随结构刚度特征值λ的增大而向下移动。对框架起控制作用的是中部的剪力值。第六节框架、剪力墙和框剪结构的扭转近似计算当水平合力的作用线不通过结构的刚度中心，结构发生扭转

质量中心刚度中心无抗震设防要求或设防烈度为7，8度时，偏心距按实际值取设防烈度为9度时，偏心距e0：实际偏心距；L：垂直于合力P方向上的建筑物长度。扭转近似计算采用日本武藤清提出的考虑扭转因素修改侧向刚度的方法。抗推刚度：某层某榀抗侧力结构产生单位层间相对位移时所需的水平推力。对于框架，抗推刚度为D；对剪力墙，刚度中心的位置按照求面积形心的方法求刚度中心。刚度中心：当各抗侧力结构不考虑扭转时，按刚度分配的层间剪力V

的合力中心就是刚度中心。考虑扭转后的剪力修正第k榀结构在y方向所承担的剪力：第k榀结构在y方向所承担的剪力：y向荷载作用下，x方向受力一般较小，可忽略。平动产生的层间剪力扭转产生的层间剪力考虑扭转后，对第i榀抗侧力结构的扭转修正系数。框剪结构设计与构造《高规》中的重要概念1.抗震设计时的框架-剪力墙结构，在基本振型地震作用下，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％时，框架部分的抗震等级应按框架结构采用，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用，其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。一高60米按6度设防、位于四类场地的钢筋混凝土框架剪离墙结构，属乙类建筑。经计算知：在基本振型地震作用下，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%，试判断下列说法是否正确。（1）因6度设防，可允许不进行截面的抗震验算，仅对框架和剪力墙部分分别按四级和三级抗震等级考虑抗震构造措施。（2）应进行截面抗震验算，并同时对框架和剪力墙按二级考虑抗震措施。2.连梁弯矩调幅与剪力墙相连的梁（包括连梁、联系梁）端部弯矩大，配筋多，为便于施工、保证梁先出塑性铰，设计中对这些梁作塑性内力重分布，具体方法有两种：一是在内力计算前降低需要调幅构件的刚度，以减少内力；二是将弹性刚度计算所得的梁端内力乘以折减系数。对于联系梁，规范规定:在计算前降低构件刚度的做法，最低可降至0.5EI。3.抗震设计时，框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定：：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)框架承担的地震总剪力。：对框架柱数量从下而上基本不变的规则建筑，应取对应于地震作用标准值的结构底部总剪力；对框架柱数量自下而上分段有规律变化的结构，应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力。：对框架柱数量从下而上基本不变的规则建筑，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剪力中的最大值。对框架柱数量自下而上分段有规律变化的结构，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地震总剪力中的最大值。当不满足上式时，其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vf,max二者的较小值采用。各层框架所承担的地震总剪力按上述规定调整后，应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值，框架柱的轴力标准值可不予调整。调整系数：某14层框剪结构，框架从上至下基本不变，已知在水平地震作用下结构的总基层剪力为12000kN,框架的剪力最大值在第5层，剪力为1800kN,经计算该层一柱内力标准值为：求该柱应采用的内力标准值。4.框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。5.纵、横剪力墙宜组成L、T、[型；单片剪力墙底部承受的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40％；6.长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，其横向剪力墙的布置沿长方向的间距宜满足下表；纵向剪力墙不宜集中布置在房屋两尽头。

B为楼面宽度；现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑。剪力墙截面设计与构造剪力墙设计包括：墙肢设计和连梁设计；墙肢受力特点：偏心受力。墙肢设计内容：平面内偏心受压(拉)、斜截面受剪；平面外轴心受压计算。连梁设计：受弯、受剪。剪力墙设计的基本原则：强墙弱梁、强剪弱弯、限制轴压比。墙肢正截面偏心受压承载力计算类似于钢筋混凝土偏心受压柱。以大偏压为例基本假定：忽略受压区分布钢筋的作用；平截面假定；考虑

hw0－1.5x范围内的分布钢筋屈服；受压区应力矩形分布墙肢斜截面破坏形式剪压破坏：剪压比小于1.5，配有足够腹筋，混凝土有剪压区斜压破坏：剪压比较大，墙肢截面小，要限制剪压比。剪拉破坏：腹筋较少，脆性破坏，应避免。λ>2.5λ<2.5墙肢构造设计墙肢厚度剪力墙分布钢筋配置要求墙肢轴压