框架－剪力墙筒体结构的近似计算方法

5.4框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法规范摘录：框剪结构是一种抗震性能良好的结构宜尽量采用框剪结构代替纯框架结构剪力墙多时，震害较轻。过多不经济。5.4框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法

框架-剪力墙结构设计的基本内容框架-剪力墙结构的布置(第二章)框架-剪力墙结构的受力与变形特点框架-剪力墙结构内力和位移的简化计算方法框架-剪力墙结构构件截面设计框架-剪力墙结构构造要求后两部分内容分别用框架和剪力墙的设计方法。仅个别地方略有不同。框架剪力墙结构协同工作原理上部框架帮剪力墙下部剪力墙帮框架沿高度变形分布趋向于均匀剪力墙框架-剪力墙框架框架剪力墙结构协同工作计算协同工作原理：框架和剪力墙之间相互作用,使得上下部分的位移分布均衡。计算目的：确定框架和剪力墙各承担多少内力。条件：平面假设和无限刚度假设前提下，只考虑侧移时剪力的分配。方法：按总框架和总剪力墙形成计算简图，用连续连杆法得到微分方程求解。重点内容：计算简图；刚度特征值λ(相当于整体系数)框剪结构协同工作计算是在结构动力计算之后，框架和剪力墙计算之前进行的。计算目的：所有的框架和所有的剪力墙各承担多少地震力框-剪结构协同工作计算H1G1GkHk框－剪结构中三种类型的梁连梁和联系梁构成总联系梁－连接方法取决于楼板B梁首先进入塑性，应设计成强剪弱弯。连梁连接剪力墙联系梁联接框架和剪力墙普通框架梁框架剪力墙协同工作位移相同能者多劳内力不直接按刚度分配剪力墙内力减少框架内力增加5.4.1简化假定及计算简图基本假设：1、楼板在自身平面内的刚度无穷大。2、房屋体型规整，不会产生扭转变形。在以上假定之下，框架和剪力墙在同一个楼层标高处的水平位移相同。因此：把所有剪力墙综合在一起形成总剪力墙；把所有的框架也综合在一起形成总框架。楼板和各片剪力墙间所有连梁和框架与剪力墙间的所有联系梁构成总联系梁框-剪结构的内力及其分配计算结果及其分配：总框架的层间剪力－再按刚度分给每根柱总剪力墙的层间剪力和弯矩－分给每片墙总联系梁的梁端弯矩和剪力－分给每根梁两类计算体系－绞结和刚结体系根据框架和剪力墙之间的联系情况进行划分：楼板连接：楼板平面外刚度为零，联系为绞结楼板＋联系梁连接：联系梁(如果刚度较大)对剪力墙产生约束弯矩，因而为刚结连接。代表5榀框架代表4片剪力墙在剪力墙平面内，没有联系梁与剪剪力墙相连。框架架和剪力墙之间只只是通过楼板相连连。绞结体系计算图的的选择代表5榀框架代表2片剪力墙此平面外的梁不能能抵抗横向水平力剪力墙＋边缘构件件，不看成框架柱柱代表刚性楼盖，没没有轴向变形框架和剪力墙间仅仅楼板连接刚结体系计算图的的选择在剪力墙平面内，，有联系梁把框架架与剪力墙相连。。代表5榀框架连梁两端连剪力墙代表楼板和联系梁梁计算简图中不考虑虑这4个剪力墙刚结体系计算图的的选择计算纵向水平荷载载时，图中的框架架梁同时是联系框框架和剪力墙之间间的联系梁。并且且框架和剪力墙联联系比较密切。所所以考虑成刚结体体系。4片剪力墙4榀纵向框架两片剪力墙由连梁梁连接的两种简化化方法简化为双肢剪力墙墙铰接或单墙刚接连梁很弱α<1连梁较强计算简图选择的基基本方法小结1、地震作用在哪哪方向方向就取哪哪个断面2、体系分成总框框架、总剪力墙、、连杆三类构件。。3、绞结体系－绞绞结连杆，刚结体体系－刚性连杆。。4、总剪力墙放在在左面或右面没有有关系。5、按层数和框架架的跨度绘制简图图。6、简化以后，仅仅仅考虑各总剪力力墙、总框架的刚刚度，不再考虑它它们的截面尺寸。。(不是说它们不不应该有，而是在在计算中我们不需需要。另外各片剪力墙墙的厚度也未必相相同)5.4.2协同工作的基本原原理和刚度特征值值总剪力墙和总框架架的抗推刚度计算算：各片剪力墙的等效抗弯刚度比较:柱的抗推刚刚度刚度特征值协同工作计算墙变成了悬臂梁，它满足梁方程普通框架假设两者之间的作作用力是连续而不不均匀的取侧移y为基本未未知量铰接体系采用与多多肢墙计算类似的的连续化方法。两两端铰接的连杆不不变形只有轴力铰接体系的微分方方程及其通解根据以上图图可以建立立y的微分方方程：利用边界条条件可以确确定4个待待定常数根据不同的的荷载形式式可以得到到对应的特特解刚接体系采用类似的的方法求解解微分方程程不同均布荷载作作用下的最最终解至此已得到到内力设计计值。用计计算机可以以方便地获获得结果，，不一定要要用后面的的图解法。。与多肢墙类类似，方程程中只有两两个主要参参数一个是是坐标，另另一个是刚刚度特征值值（多肢墙中中是整体系系数）。总框架和总总剪力墙共共同的侧移移总剪力墙的弯矩和剪力框架和剪力力墙的内力力-补充材料1、剪力墙的的弯矩和剪剪力按剪力墙的的等效刚度度在剪力墙墙之间进行行分配剪力墙剪力力2、框架内力力总框架剪力力等于外荷荷载产生的的剪力减去去总剪力墙墙剪力柱中剪力按按抗推刚度度分配：用柱的剪力力，再用改改进反弯点点法，可求求得梁、柱柱内力剪力墙剪力力：剪力墙弯矩矩：框-剪结构构中框架的的抗震等级级抗震规范6.1.3：……若框架部分分承受的地地震倾覆力力矩大于结结构总倾覆覆力矩的50%，框架部分分的抗震等等级应按框框架结构确确定。5.4.3框剪结构构位移与与内力的的分布规规律刚度特征征值是总框架架和总剪剪力墙刚刚度相对对大小的的度量。。大小对框框－剪内内力分配配、侧移移的影响响为：较小时：框架刚刚度相对对较小、、综合剪剪力墙承承担大部部分剪力力，变形形为弯曲曲型。=0为为纯剪力墙墙较大时：框架刚刚度相对对较大、、综合框框架承担担大部分分荷载，，变形为为剪切型型。=为为纯框架架=1~6时：两者的的比例相相当，变变形曲线线为弯剪剪型。框架-剪力墙结结构的剪剪力分布布Vp(外荷载)Vw(墙中剪力力)Vf(框架中剪剪力)不同的特特征值：：=0(纯剪力墙墙)；=(纯框架)；=1-6剪力的分分布特征征框剪结构构中:①剪力力墙的最最大剪力力在底部部。②框架架的最大大剪力在在结构中中部。且最大大值的位位置随λ值的增大大而向下下移动。。③框架架和剪力力墙顶部部剪力不不为零。因为变变形协调调，框架架和剪力力墙顶部部存在着着集中力力的作用用(两者相互互作用的的力)。这也要要求在设设计时，，要保证证顶部楼楼盖的整整体性。。④框架的底底部剪力为零零。此处全部剪剪力由剪力墙墙承担。剪力墙位移与与λ的关系顶点位移顶部剪力墙中弯矩矩与λ的关系底部截面总弯弯矩顶部=0(纯剪力墙)底部顶部剪力墙中剪力力与λ的关系底部截面总剪剪力绞结体系：刚结体系：关于刚度特征征值的补充阅阅读材料如果刚度沿高高度变化，且且变化不大时时，采用加权权平均利用下下式算得的CF和EIw计算。总剪力墙抗推推刚度与总框框架抗弯刚度度的比抗推刚度的计计算注意：各层刚度度不同时按下式式取平均值第j层的高度第j层剪力墙的等效效刚度《高规》中规定的调幅1、框架梁(连续梁)在竖向荷载下的的内力调幅（方法(1)4.6.5节）。2、框-剪结构中框架的的内力调整（方方法(1)5.4.4节）。3、框-剪结构中框架与与剪力墙之间的的联系梁的调整整（方法(2)5.4.4节）4、联肢剪力墙中中连梁的调整（用方法(1)或方法(2)7.3.1节）。两类调幅(调整)的方法(1)计算结果乘以系系数:内力乘以系数(大于1或小于1)(2)计算中降低杆件件刚度：构件刚度越小小则内力愈小。。5.4.4框框-剪结构内力力的调幅1.联系梁(两类梁)弯矩的调幅出现塑性铰后，，联系梁的刚度度降低。设计前降低其刚刚度(最低可为0.5EI)调幅后，连梁设设计荷载效应将将减小，因而更更容易出现塑性性铰。2.框架内力的调整整理由：地震中，，剪力墙刚度降降低后，框架受受力增加方法：限制框架架承受剪力不低低于底层总剪力的20％，或者不低于某层最大剪力的1.5倍(公式5-41)PKPM中的0.2Q0调整抗规6.2.13规定：“侧向刚刚度沿竖向分布布基本均匀的框框架-抗震墙结构，任一层框架部分的地震震剪力，不应小小于结构底部总总地震剪力的20%和按框架-抗震墙结构分析析的框架部分各各楼层地震剪力力中最大值1.5倍二者最小值。。”注意：0.2Q0调整的放大系数数只针对框架柱柱的弯矩和剪力力，不调整轴力力。SATWE数据文件：SATINPUT.O2Q中按照样本格式式给出各楼层调调整系数考虑扭转后剪力力的分配等于平移(按刚度)分配的结果乘以以扭转修正系数数。扭转修正系数可可能大于1，也可能小于1。考虑扭转以后，，各片结构(墙)的剪力可能增加加也可能减小。。关于扭转问题的的讨论(P.140)在水平方向上：距离扭转中心心越远的单元，，扭转修正系数数越大(扭转影响也越大大)在垂直方向上：各层的刚度中中心不一定在同同一个垂直线上上，所以各层的的扭转修正系数数可能不同。分母中含