框架剪力墙结构设计西安建筑科技大学

第7章框架-剪力墙结构设计教材作者：史庆轩等课件制作：黄炜高层建筑结构的设计

标题主要内容：

主要内容7.1结构布置（了解）7.2基本假定与计算简图7.3框架-剪力墙铰结体系结构分析7.4框架-剪力墙刚结体系结构分析7.5框架-剪力墙结构内力计算步骤及计算实例（了解）重点、难点：7.1结构布置7.1结构布置

1）总体平面布置、竖向布置及变形缝设置等，见第2.2节所述；

2）具体布置除应符合下述的规定外，其框架和剪力墙的布置尚应分别符合框架结构和剪力墙结构的有关规定。7.1结构布置7.1.1基本要求1、双向抗侧力体系

1）在框架-剪力墙结构中，框架与剪力墙协同工作共同抵抗水平荷载，其中剪力墙是结构的主要抗侧力构件。

2）为了使框架-剪力墙结构在两个主轴方向均具有必需的水平承载力和侧向刚度，应在两个主轴方向均匀布置剪力墙，形成双向抗侧力体系。

3）如果仅在一个主轴方向布置剪力墙，将造成两个主轴方向结构的水平承载力和侧向刚度相差悬殊，可能使结构整体扭转，对结构抗震不利。2、节点刚性连接与构件对中布置

1）在框架-剪力墙结构中，为了保证结构的整体刚度和几何不变性，同时为提高结构在大震作用下的稳定性而增加其赘余约束，主体结构构件间的连接（节点）应采用刚接。

2）梁与柱或柱与剪力墙的中心线宜重合，以使内力传递和分布合理，且保证节点核心区的完整性。

7.1结构布置7.1.2框架-剪力墙结构中剪力墙的布置（了解）1、剪力墙的数量

1）在框架-剪力墙结构中，结构的侧向刚度主要由同方向各片剪力墙截面弯曲刚度的总和EcIw控制，结构的水平位移随EcIw增大而减小。3）一般以满足结构的水平位移限值作为设置剪力墙数量的依据较为合适。2）剪力墙数量也不宜过多，否则地震作用相应增加，还会使绝大部分水平地震力被剪力墙吸收，框架的作用不能充分发挥，既不合理也不经济。7.1结构布置2、剪力墙的布置（参考课本）

(1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化或恒载较大的部位，剪力墙的间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。(2)纵、横向剪力墙宜组成L形、T形和匚形等形式，以使纵墙（横墙）可以作为横墙（纵墙）的翼缘；楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置，以增强其空间刚度和整体性。(3)剪力墙布置不宜过分集中，单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%，以免结构的刚度中心与房屋的质量中心偏离过大、墙截面配筋过多以及不合理的基础设计。当剪力墙墙肢截面高度过大时，可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙。7.1结构布置

（5）保证框架与剪力墙协同工作，其剪力墙的布置宜符合下列要求：1)横向剪力墙沿房屋长方向的间距宜满足表7.1.1的要求，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；2)纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。

（4）剪力墙宜贯通建筑物全高，避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上、下对齐。抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。7.腥1结构晒布置7.湿1.扁4梁、文柱截孕面尺蝴寸及毁剪力剧墙数幸量的戏初步手拟定1、梁漫、柱滑截面闸尺寸框架拜梁截流面尺命寸一声般根驾据工塞程经袄验确盗定，妹框架拘柱截燥面尺促寸可割根据络轴压通比要斩求确怪定，败详见外框架毒结构符部分茧。2、剪那力墙践数量在初编步设扛计阶纤段，仍可根倾据房界屋底栏层全考部剪爪力墙纲截面骡面积Aw和全海部柱孙截面绝面积Ac之和怎与楼胀面面骂积Af的比链值，呜或者坑采用影全部选剪力古墙截跨面面撇积Aw与楼白面面煤积Af的比铅值，欢来粗鬼估剪丈力墙调的数榆量。7.配1.蓝3板柱-剪力厕墙结考构的亿布置轰（略溉）7.污2基本取假定图与计研算简淡图7.直2基本袋假定死与计盗算简煤图7.有2.番1框架朵与剪词力墙灭的协史同工距作1、定先义：框架-剪力帽墙结段构是韵由框幅架和耀剪力感墙组律成的殖结构绕体系。在凉水平守荷载胀作用令下，蹄平面繁内刚端度很距大的高楼盖心将二宪者连到接在斥一起视组成疼框架-剪力徒墙结肤构时厨，二者搞之间精存在搁协同齐工作葡问题胀。7.泡2基本评假定恼与计茧算简关图2、特死点：1）在奴水平湿荷载汽作用绕下，单独谊剪力婚墙的疲变形责曲线勤以弯恐曲变揭形为她主；单独蛋框架驰的变巾形曲握线以寺整体滥剪切哑变形岭为主幕。2）在迅框架-剪力油墙结龙构中川，其变寻形曲须线介呼于弯劲曲型另与整主体剪嫌切型缓之间偏。在结啄构下壁部，趁剪力咏墙的奇位移翅比框脖架小洗，墙罢将框源架向裁左拉拖，框嫂架将梅墙向鸭右拉雀；在晒结构叉上部醒，剪法力墙恰的位计移比陵框架埋大，泊框架枯将墙委向左堆推，晓墙将衬框架胞向右炉推。3）二者魔之间举存在霸协同之工作老使框架-剪力泛墙结蔑构的低侧移有大大舍减小拣，内第力分涉布更坐趋合箩理。7.哀2基本定假定缠与计盐算简释图7.楼2.弃2基本鱼假定胀与计细算简羽图1、基赔本假向定：1）楼板造在自篇身平构面内网的刚刷度为放无限直大。这保搏证了转楼板棉将整勇个结移构单挤元内搬的所翠有框垂架和奔剪力叼墙连补为整障体，口不产印生相蔽对变误形。2）房屋肉的刚育度中贤心与孟作用霸在结俩构上右的水伴平荷押载（贸风荷归载或否水平承地震仪作用贞）的免合力询作用笑点重盈合，胆在饭水平茫荷载量作用要下房痰屋不多产生周绕竖挤轴的原扭转挽。注：1）在贸这两冻个基赠本假沫定的欣前提惨下，断同一骗楼层妥标高妨处，圾各榀道框架惹和剪什力墙剧的水姻平位热移相抢等。2）可列将结吼构单之元内槐所有淡剪力动墙综苍合在普一起伙，形质成一亿榀假州想的总剪脾力墙，总即剪力恐墙的澡弯曲逃刚度伐等于胃各榀桃剪力懂墙弯戴曲刚冶度之思和；奇把结佛构单锦元内悼所有驴框架耗综合需起来错，形丽成一析榀假淹想的总框详架，总呼框架联的剪裂切刚选度等青于各困榀框拦架剪母切刚槐度之愧和。7.捏2基本词假定鸭与计首算简本图2、计腔算模良型1）分性类：按照仿剪力虽墙之夏间和生剪力阁墙与奇框架抚之间叠有无途连梁勤，或浙者是鲁否考债虑这酿些连棵梁对络剪力共墙转顿动的喉结束伏作用偶，将耻框架-剪力麻墙结株构分只为：框架-剪力圈墙铰兼结体浇系、骑框架-剪力振墙刚歼结体谁系。2）特剑点：（1）框辞架-剪力险墙铰惕结体汇系对于援图7.俯2.产3(易a)所示男结构克单元果平面绣，如脱沿房宅屋横富向的3榀剪嗽力墙测均为跪双肢都墙，倒因连堪梁的健转动财约束赢作用豪已考机虑在步双肢捞墙的乐刚度泻内，则总孙框架纹与总含剪力柴墙之具间可恶按铰共结考慕虑。传连杆斜是刚艺性的心（即EA叠→∞），全反映断了刚窗性楼超板的动假定咐，保证松总框礼架与膊总剪楼力墙绪在同誉一楼照层标矩高处嗽的水挣平位男移相币等。7.线2基本摩假定冷与计异算简摘图（2）框锐架-剪力森墙刚州结体逗系框架-剪力冶墙刚处结体蹦系。赴对于牲图7.佣2.赠4(蹈a)所示铅结构繁单元麦平面则，沿勉房屋葵横向浩有3片剪苗力墙没，剪乱力墙旬与框呜架之猜间有湿连梁叹连结舞，当考洲虑连阁梁的察转动捐约束电作用真时，刑连梁矮两端哲可按刻刚结及考虑储，其横禾向计秆算简肢图如直图7.酬2.蚂4(驰b)所示增。总犹连梁贩代表价②⑤腔⑧轴患线3列连删梁的劲综合矮。注：1）对爸于图7.状2.嘉3(吐a持)和图7.德2.游4(管a)所示捞的结旺构布娘置情父况，词当考扯虑连盐梁的阿转动堤约束晒作用亏时，乎其纵惠向计败算触简图均可茅按刚组结体储系考伐虑。2）框裹架-剪力绘墙结删构的温下端乘为固井定端纤，一夏般取显至基渡础顶葛面；视当设辫置地趋下室划，且抬地下誓室的裤楼层缝侧向智刚度妹不应看小于备相邻保上部熄结构鞭楼层婚侧向程刚度鲜的2倍时妻，可窃将地伸下室冠的顶等板作敏为上拘部结惭构嵌迁固部瘦位。7.租2基本顿假定仓与计导算简查图刚结说体系——当连舞梁的涉刚度心较大海时铰结肿体系——当连呀梁的慰刚度剪较小托；或老连梁杠的转袋动约瞒束作尊用已狡考虑搅在双谢肢墙吩的刚被度内浊时综合框架综合剪力墙铰接连杆综合框架综合剪力墙刚性连杆7.传2基本朽假定欠与计像算简蔽图1、总蹈框架姥的剪霜切刚壳度1）定浮义：框架虫柱的庆侧向抹刚度钳、总藏框架誓的剪淡切刚趋度框架激柱的胶侧向强刚度D：使框唇架柱羊两端抄产生性单位展相对朋侧移乡丰所需隙施加喝的水爪平剪益力（顺图7.族2.枣5(辫a)）；总框窗架的葡剪切潮刚度Cf：使总淡框架选在楼吐层间期产生说单位鸟剪切米变形芳（φ着=1）所增需施没加的钳水平军剪力（图7.片2.唐5(干b)）。2）总新框架走的剪止切刚蛮度7.粪2.充3基本淡计算蹄参数框架-剪力们墙结前构分敲析时台，需汁确定总剪薯力墙健的弯寸曲刚闹度、总框守架的铃剪切匪刚度和总连巴梁的寄等效顷剪切逝刚度艘。7.洞2基本相假定裁与计倒算简稻图3）考鱼虑柱柔轴向辨变形练时框呢架的参剪切管刚度7.旷2基本忧假定哥与计张算简笔图2、连季梁的鹿约束脚刚度框架-剪力柏墙刚导结体步系的楚连梁申进入层墙的园部分晓刚度晃很大红，因此赖连梁殃应作街为带亦刚域毫的梁日进行汁分析。剪力亭墙洋间的掏连梁峰是两蜡端带擦刚域门的梁[图7.驱2.傲6(依a)秤]，剪力突墙与民框架蹈间的映连梁其是一贩端带欣刚域村的梁[图7.俯2.初6(嫌b)蓝]。7.苏2基本糖假定命与计哨算简暖图1）眉两端正带刚概域的甲连梁2）押一端沿带刚隶域的看连梁7.纲2基本般假定饮与计洋算简痕图3）连贵梁的预线约绢束刚严度注：A、当魔第i层的养同一诉层内观有s根刚糟结连策梁时膝，总哈连梁票的线垂约束粉刚度虫为B、当爪各层庄总连膜梁的Cbi不同献时，跪可近越似地职以各以层的Cbi按高穗度取代加权艇平均资值7.哈2基本役假定钢与计说算简递图3、剪外力墙逃的弯伴曲刚午度总剪搬力墙舌的等涉效刚高度为晋结构艺单元粒内同一渣方向(横向捧或纵抽向)所有法剪力格墙等舅效刚患度之废和，即7.荡3框架-剪力陕墙铰疗结体禾系结总构分唯析7.袭3框架-剪力淡墙铰域结体饱系结田构分桌析问题：连续栅片法的基本思路？连续员栅片掀法是郊沿结尘构的版竖向以采用版连续限化假茂定，亮即把米连杆唐作为主连续葛栅片粉。这头个假统定使股总剪力墙莲与总协框架必不仅待在每样一楼劲层标候高处具具有布相同稠的侧培移，凶而且欺沿整踏个高穷度都快有相拉同的雀侧移桨，从而使贡计算娘简化绍到能念用四处阶微割分方浮程来命求解票。连续哄栅片尺法●微分方程的求解

求解四阶常系数非齐次线性微分方程●计算模型的简化

基本假定●求解超静定结构

一个未知力的超静定结构●微分方程的建立●求解内力

微分关系求解内力7.越3框架-剪力膊墙铰睛结体形系结介构分并析将集被中荷俩载在投层高县内连侨续化匀：7.崇3框架-剪力六墙铰悉结体甚系结丧构分撑析7.她3.困1基本倍方程挨及其债一般衬解1、基胖本方寒程：7.军3框架-剪力先墙铰伶结体句系结盘构分本析见7.2.47.贝3框架-剪力盘墙铰踏结体执系结腿构分茫析注：是一个与框架和剪力墙的刚度比有关的参数，对框架—剪力墙结构的受力和变形特征有重大影响。7.巾3框架-剪力篮墙铰朴结体螺系结钩构分秃析2、求笼解7.康3框架-剪力糟墙铰帖结体帝系结们构分芹析7.杂3.苗2水平榨均布偶荷载复作用尸下内查力及宾侧移勉计算1、通档解：2、约跃束条辨件：7.胜3框架-剪力暂墙铰听结体题系结师构分冷析3、表央达式占：7.四3框架-剪力虫墙铰久结体词系结泡构分麻析7.疗3.嘱3倒三感角形活分布斜水平投荷载萍作用枣下内贤力及滩侧移仍计算究（推每导如田前，调略）7.糕3.临4顶点玩集中异水平氧荷载灯作用摩下内化力及董侧移羞计算边（推市导如寇前，届略）7.努4框架-剪力潮墙刚畏结体副系结粱构分劝析7.撑4框架-剪力警墙刚巴结体吨系结雕构分蹄析问题：框架-剪力墙刚结体系与铰接体系有何异同？铰接连杆刚性连杆总框架总剪力墙总框架总剪力墙相同参之处——总剪炉力墙虾与总群框架醒通过削连杆托传递派之间谎的相鞠互作后用力谱。不同猾之处——刚接佛体系参中连吵杆对抹总剪李力墙尖的弯伯曲有淘一定想的约钥束作迈用。7.锦4框架-剪力杆墙刚葛结体竹系结态构分殊析●微分方程的求解

求解四阶常系数非齐次线性微分方程●计算模型的简化

基本假定●求解超静定结构

二个未知力的超静定结构●求解内力

微分关系求解内力问题：框架-剪力墙刚结体系求解的基本思路？●微分方程的建立7.抱4框架-剪力迁墙刚白结体快系结胞构分猾析7.司4.撕1基本刊微分室关系1）把辜框架-剪力滋墙结习构沿消连梁枝的反弯因点切像开；（不注意反弯释点位练置）2）连档梁的佣轴力及体现览了总覆框架绍与总灾剪力糖墙之威间相虑互作予用的尤水平觉力qf(z屈)；3）把愤总连蓄梁沿裳高度稿连续纸化后闪，连琴梁剪庄力就蹲化为竿沿高蜜度连执续分排布的俯剪力v(阻z)；总框架总剪力墙基本栏假定7.情4框架-剪力夫墙刚郑结体顺系结船构分矮析4）将章分布免剪力符向剪者力墙衫轴线职简化级，则述剪力仙墙将胸产生激分布轴力v(随z莫)和线包约束军弯矩m(矿z兴)。对总质剪力酷墙截呀面形券心取蛮矩总剪力墙7.稳4框架-剪力竹墙刚子结体遥系结猴构分懂析1、平爆衡条状件求7.鞠4框架-剪力哪墙刚阶结体盖系结疼构分普析2、总乒剪力晃墙内苏力与班位移格的微锤分关永系7.煌4框架-剪力菌墙刚请结体斥系结突构分脉析7.放4框架-剪力伯墙刚服结体狐系结聋构分乔析3、总浅连梁坏内力简与位的移的继微分悄关系7.被4框架-剪力丈墙刚换结体而系结况构分寻析4、总吨框架山内力披与位迟移的潮微分阳关系总框塌架剪悦力Vf与楼概层间兼的剪酬切角φ的关白系如输式（沉）所倒示。7.教4框架-剪力榨墙刚攀结体呼系结串构分碰析7.首4.猜2基本刑方程袖及其风解1、基禾本方巨程注：1）式蛾（）四即为谈框架-剪力肝墙刚亭结体疏系的梳微分箭方程辱，与购式（班）形禽式上信完全侮相同楚。2）与蒜铰结砌体系辱的刚舰度特虎征值罢（式兔）相压比，上式纠仅在拥根号湿内分亏子项歇多了帅一项Cb，当Cb＝0时，包上式荒就转供化为酒式（绪），Cb反映群了连漂梁对背剪力老墙的风约束映作用饱。将带入7.4.1中，得：7.刚4框架-剪力善墙刚俩结体长系结宣构分码析7.灰4.趋2基本酷方程连及其悄解2、求挺解7.灰4框架-剪力厦墙刚屈结体理系结粮构分支析3、刚蛇结与疫铰结泰体系叉比较注：棉二者代的不毯同之羞处主滤要体妻现在重连梁锁对剪狐力墙梨的约游束作缓用。7.兆4.筑3总框鼠架剪绝力Vf和总蜘连梁惩线约窝束弯细矩m的另斩一种冈算法楚（略墨）7.帆4框架-剪力冒墙刚锅结体捞系结责构分吉析7.爽4.佩4框架-剪力匹墙结窄构的肌受力添和侧寺移特冶征1、结含构侧毫向位其移特脚征7.付4框架-剪力义墙刚抗结体强系结登构分洁析2、荷墨载与雹剪力捧的分上布特斩征注：框架熔承受戒的荷哀载在歇上部棉为正垦，下餐部为沟负。这是杠因为按剪力傍墙和究框架相单独伏承受伏水平笋荷载埋时，绝二者绝的变逼形曲原线不扔同。当二株者协苦同工狗作时筝，变恳形形抹式必嘱须一其致，睛因此肿二者抄间必婶然产礼生上柜述荷鞭载形在式。7.快4框架-剪力金墙刚刻结体红系结仪构分难析注：基底庸处框潮架不扭承担厕剪力臂，全员部剪唤力由壤剪力窄墙承并担。7.住4框架-剪力早墙刚滩结体哲系结脆构分扛析注：1）随λ值增剃大，明框架哪最大衬剪力及位置ξ0向结垂构底顶部移争动。λ通常随在1.绪0~3.款0范围饿内变抬化，椒因此睬框架暂最大垦剪力雀的位幼置大缝致处野于结得构中谦部附就