《框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt

高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)第 三 章 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 1 框 架 -剪 力 墻 協(xié) 同 工 作一 、 概 述 剪 力 墻 剪 力 墻 框 架 梁 框 架 梁框 架 梁由 樓 、 屋 蓋 連 系 起 來 ， 形 成 整 體 ， 使 框 架 與 剪 力 墻 協(xié) 同 工 作 ?？?架 柱端 柱 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 由 于 剪 力 墻 的 存 在 ,使 整 棟 建 筑 物 側(cè) 向 剛 度 增 大 ,地 震 時(shí) 結(jié) 構(gòu) 變 形 及 水 平 位 移 減 小 ,非 結(jié) 構(gòu) 破 壞 減 輕 。 剪 力 墻 由 墻 板 與 周 邊 的 梁 、 柱 結(jié) 合 在 一 起 而 形成 帶 邊 框 的 剪 力 墻 ， 水 平 呈 啞 鈴 形 ， 剪 力 墻 數(shù) 量 少 、受 力 大 、 配 筋 要 高 。 （ 主 要 的 抗 側(cè) 力 構(gòu) 件 ）ssA sAswAshA 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)梁 兩 端 均 與 剪 力 墻 連 接 的 梁框 架 梁剪 力 墻 剪 力 墻 框 架 梁 框 架 梁框 架 梁剪 力 墻 剪 力 墻柱 截 面 小 、 用 料 省 、 側(cè) 向 剛 度 小 。 一 端 與 剪 力 墻 、 一 端 與 框 架 連 接 的 梁 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 這 種 梁 與 墻 的 連 結(jié) 剛 度 大 ,在 水 平 力作 用 下 ， 會(huì) 由 于 彎 曲 變 形 很 大 而 出現(xiàn) 很 大 的 彎 矩 和 剪 力 后 首 先 開 裂 、屈 服 ， 進(jìn) 入 彈 塑 性 工 作 狀 態(tài) ， 因 此在 計(jì) 算 時(shí) ， 要 將 此 類 連 梁 的 剛 度 進(jìn)行 折 減 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)二 、 協(xié) 同 工 作 的 基 本 概 念1、 框 剪 結(jié) 構(gòu) 水 平 位 移 的 特 征剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 彎 曲 型 ， 層 間 變 形 上 大 下 小框 架 結(jié) 構(gòu) ： 剪 切 型 ， 層 間 變 形 上 小 下 大剪 彎 型彎 剪 型 框 架 與 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 兩 者 單 獨(dú) 變形 性 質(zhì) 的 不 同 ， 從 而 導(dǎo) 致 在 水平 位 移 過 程 中 的 相 互 約 束 。 剪 切 型彎 曲 型框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 通 過 剛 性 樓 面協(xié) 同 工 作 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)剪 力 墻 框 架框 架 -剪 力 墻 不 同 結(jié) 構(gòu) 的 變 形 圖 H 2、 協(xié) 同 工 作 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)A、 位 移上 部 ： 框 架 的 層 間 位 移 比 剪 力墻 小 ， 框 架 協(xié) 助 剪 力 墻 工 作 ，使 變 形 協(xié) 調(diào) 如 圖 中 虛 線 所 示 ，故 框 架 較 剪 力 墻 承 擔(dān) 的 剪 力 大 ，但 水 平 剪 力 上 部 本 來 就 小 ， 故框 架 內(nèi) 力 并 不 大 。底 部 ： 剪 力 墻 的 位 移 比 框 架 小 ， 剪 力 墻 將 協(xié) 助 框 架 工 作以 調(diào) 整 位 移 ， 則 剪 力 墻 承 受 的 水 平 剪 力 越 接 近 底 部 越 大 。 由 于 底 部 剪 力 大 ， 則 框 架 剪 力 墻 的 協(xié) 同 工 作 對(duì) 框 架 的 受力 極 為 有 利 。 剪 力 墻 框 架框 架 -剪 力 墻不 同 結(jié) 構(gòu) 的 變 形 圖H 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)B、 內(nèi) 力上 部 ： 框 架 除 了 負(fù) 擔(dān) 外 荷載 產(chǎn) 生 的 水 平 力 外 ， 還 額外 負(fù) 擔(dān) 了 把 剪 力 墻 拉 回 來的 附 加 水 平 力 。 因 此 ， 在上 部 樓 層 ， 即 使 外 荷 載 產(chǎn)生 的 樓 層 剪 力 很 小 ， 框 架中 也 出 現(xiàn) 相 當(dāng) 大 的 剪 力 。底 部 ： 框 架 承 受 的 水 平 剪力 減 小 。 C、 節(jié) 省 材 料 剪 力 墻 框 架框 架 -剪 力 墻不 同 結(jié) 構(gòu) 的 變 形 圖H 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)0 pV fVwV 0 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)注 意 事 項(xiàng) 純 框 架 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 完 后 ， 如 果 又 增 加 了 剪力 墻 ， 問 結(jié) 構(gòu) 是 否 安 全 ？ 框 架 結(jié) 構(gòu) 中 有 電 梯 井 或 局 部 有 剪 力 墻 ，問 是 否 能 按 純 框 架 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ？ 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)三 、 荷 載 首 先 求 出 水 平 力 在 各 榀 框 架 和剪 力 墻 之 間 的 分 配然 后 再 分 別 計(jì) 算 各 榀 框 架 或 剪 力墻 的 內(nèi) 力水 平 荷 載豎 向 荷 載 框 架剪 力 墻 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)1、 基 本 假 定 樓 蓋 結(jié) 構(gòu) 在 自 身 平 面 內(nèi) 的 剛 度 為 無 窮 大 ， 平 面 外 的 剛度 可 忽 略 不 計(jì) ； 水 平 力 的 合 力 通 過 結(jié) 構(gòu) 的 抗 側(cè) 剛 度 中 心 ， 即 結(jié) 構(gòu) 沒 有整 體 扭 轉(zhuǎn) ； 框 架 和 剪 力 墻 的 結(jié) 構(gòu) 剛 度 參 數(shù) 沿 高 度 方 向 均 為 常 數(shù) 。根 據(jù) 以 上 假 定 ： 所 有 框 架 等 效 為 綜 合 框 架 所 有 剪 力 墻 等 效 為 綜 合 剪 力 墻 所 有 連 梁 等 效 為 綜 合 連 梁 樓 蓋 的 作 用 是 保 證 各 片 平 面 結(jié) 構(gòu) 具 有 相 同 的 水 平 位 移 。四 、 基 本 假 定 和 計(jì) 算 簡(jiǎn) 圖 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)2、 確 定 計(jì) 算 簡(jiǎn) 圖綜合 剪力墻 連 梁 鏈 桿 (剛 性 樓 蓋 ) 綜 合 框 架兩 片 雙 肢 墻 五 榀 框 架 y x 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 結(jié) 構(gòu) 在 y方 向 上 受 力 （ 鉸 結(jié) 體 系 ） 結(jié) 構(gòu) 在 x方 向 上 受 力 (剛 結(jié) 體 系 ） y xxy y x 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)剛 結(jié) 體 系 當(dāng) 連 梁 的 剛 度 較 大 時(shí)鉸 結(jié) 體 系 當(dāng) 連 梁 的 剛 度 較 小 ，轉(zhuǎn) 動(dòng) 剛 度 較 小 時(shí) ， 可忽 略 連 梁 對(duì) 剪 力 墻 的轉(zhuǎn) 動(dòng) 約 束 作 用綜合框架 （四榀） 綜合剪力墻（四片單肢墻） 剛 性 連 桿 綜 合框架 （五榀）綜合剪力墻（兩片雙肢墻） 鉸 接 連 桿 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)綜 合 剪 力 墻 剛 度 =每 片 剪 力 墻 等 效 抗 彎 剛 度 的 和 ； 即 eqiw EIEI 291 HA IEIEI wi wiwieqi 五 、 綜 合 剪 力 墻 及 綜 合 框 架 剛 度 計(jì) 算1、 綜 合 剪 力 墻 剛 度 計(jì) 算 )64.31( 2 wiwiwieqi GAH EIEIEI )41( 2 wiwiwieqi GAH EIEIEI )31( 2 wiwiwieqi GAH EIEIEI EG 4.0 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)2、 綜 合 框 架 剛 度 計(jì) 算1D h 1 jf DhC jf DhC fC框 架 抗 推 剛 度 的 定 義 ：產(chǎn) 生 單 位 層 間 變 形 角 所 需 的 推 力 jD 同 一 層 內(nèi) 框 架 柱 的 抗 側(cè) 移 剛 度 212hiD cj 綜 合 框 架 剛 度 =所 有 柱 抗 推 剛 度 的 總 和 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 抗 側(cè) 剛 度 考 慮 柱 軸 向 變 形 的 修 正f nm mf CC 0nm _僅 考 慮 梁 、 柱 彎 曲 變 形 時(shí) 框 架 的 頂 點(diǎn) 位 移 ；_僅 考 慮 柱 軸 向 變 形 時(shí) 框 架 的 頂 點(diǎn) 位 移 ； 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)實(shí) 際 工 程 中 ， 各 層 的 fC 和 wEI 值 可 能 不 同 ，如 果 相 差 不 大 ， 可 用 加 權(quán) 平 均 方 法 得 到 平 均 值 。H ChChChC fmmfff 2211 H EIhEIhEIhEI wmmwww 2211 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 2 框 架 -剪 力 墻 鉸 接 體 系 協(xié) 同 工 作 計(jì) 算 協(xié) 同 工 作 計(jì) 算 采 用 連 續(xù) 連 桿 法 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)綜合框架綜合剪力墻P 綜 合框架綜合剪力墻P fp 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)綜合框架綜合剪力墻P fp zp )(zy )(zfpHz 相 當(dāng) 于 彈 性 地 基 梁 )(zy)(zfp 相 當(dāng) 于 彈 性 地 基 將 集 中 荷 載在 層 高 內(nèi) 連續(xù) 化 ： 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)預(yù) 備 知 識(shí) ： 材 料 力 學(xué) 計(jì) 算 公 式 22dxydEIM 33dxydEIdxdMV dxdVq q xydxdMV 4422 dxydEIdxMddxdVq 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 微 分 方 程 的 建 立 力 的 平 衡 條 件 z )(zp )(zpf yzyH)()( 44 zpzpdzydEI fw jf DhcdzdyccV fff 22)( dz ydcdzdVzp fff 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)得 以 剪 力 墻 變 形 曲 線 為 未 知 量 的 4 階 微 分 方 程 令 ： 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 wwf EIzpdz ydEIcdz yd )(2244 Hz wfEIcH 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)引 入 兩 個(gè) 符 號(hào) ： wfEICH Hx H 框 剪 結(jié) 構(gòu) 總 高 度稱 為 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 。 是 反 映 總 框 架 和 總 剪 力 墻剛 度 之 比 的 一 個(gè) 參 數(shù) ， 對(duì) 框 架 -剪 力 墻 的 受 力 和 變形 都 有 很 大 影 響 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 整 理 得 四 階 常 系 數(shù) 非 齊 次 線 性 微 分 方 程微 分 方 程 的 求 解 齊 次 方 程 的 解 特 征 方 程 齊 次 方 程 的 通 解 0 224 )( 422244 pEIHd ydd yd w )()( 21 BchAshccy 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 特 解 微 分 方 程 的 通 解 1y 0 26 22 32 ffcqHcqH )()(21 BchAshccy 026 22 32 ffcqHcqH 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)求 解 待 定 系 數(shù)剪 力 墻 底 部 0 0y 0 ddy剪 力 墻 頂 部 倒 三 角 形 荷 載 均 布 荷 載 頂 部 集 中 荷 載1 00 22 d ydM fw VV P00 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 積 分 待 定 系 數(shù) 以 均 布 荷 載 作 用 為 例 同 理 可 求 得 在 倒 三 角 形 荷 載 和 頂 點(diǎn) 集 中 荷 載 作 用 下 的 積 分 系 數(shù) fcqHc 22 )1(221 chshcqHc f fcqHA 2 )1(22 chshcqHB f 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 微 分 方 程 的 解 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 和 樓 層 相 對(duì) 高 度 求 得 剪 力 墻 位 移y )21()(1)(1 224 shchchshEIqHe 6)121)()()12(1)( 222324 shshshchchEIqHe )(1)(33 shchchshEIPHe y 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 總 剪 力 墻 彎 矩 計(jì) 算 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 和 樓 層 相 對(duì) 高 度 求 得 剪 力墻 彎 矩wM 1)()(12 2 shchchshqH )()12()()211(22 shchchshshqH )(1)( shchchshPH 2 2dxydEIM 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)總 剪 力 墻 剪 力 計(jì) 算 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 和 樓 層 相 對(duì) 高 度 求 得 剪 力 墻 剪 力wV )(1)( shchshchqH 1)()12()()21(2 2 chchshshshqH )()( shchshchP wV 33dxydEIdxdMV 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)以 綜 合 剪 力 墻 為 隔 離 體 ， 建 立 以 )(zy為 未 知 量 的 微 分 方 程 ： )()(44 zfzw ppdzydEI 求 得 )(zy 墻 的 內(nèi) 力 （ M、 V）框 架 與 剪 力 墻 的 位 移 相 等框 架 的 水 平 剪 力 （ V）用 圖 表 直 接 查 用 ， 既 方 便 又 快 捷 。 （ P120-122） 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)倒 三 角 分 布 荷 載 下 位 移 系 數(shù) 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 3 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)剛 接 體 系 協(xié) 同 工 作 計(jì) 算 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 相 同 之 處 總 剪 力 墻 與 總 框 架 通 過 連 桿 傳 遞 之 間 的 相 互 作 用 力 。 不 同 之 處 剛 接 體 系 中 連 桿 對(duì) 總 剪 力 墻 的 彎 曲 有 一 定 的 約 束 作 用 。綜合框 架綜合剪力墻P剛 結(jié) 體 系 與 鉸 接 體 系 相 比 ： 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)綜合框架綜合剪力墻P fipiV將 連 桿 切 開 ： 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)對(duì) 總 剪 力 墻 截面 形 心 取 矩綜合剪力墻P fip iV各 集 中 荷 載 均 作 用 在 樓 層 處 ：P fip豎 向 剪 力 產(chǎn) 生 的 彎 矩 ， 可 抵 消 一 部 分 外 荷 載 引 起 的 彎 矩 。有 利 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)增 加 了 約 束 彎 矩im zp )(zfpHz )(zfp將 集 中 荷 載 在 層 高 內(nèi) 連 續(xù) 化 ： 框 架 計(jì) 算 與 鉸 接 體 系 相 同 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)一 、 剛 接 連 桿 桿 端 約 束 彎 矩1 1 12 llal bl 21m12m EI約 束 彎 矩 系 數(shù) ， 當(dāng) 梁 端 有 單 位 轉(zhuǎn) 角時(shí) ， 梁 端 產(chǎn) 生 的 約 束 彎 矩 。2112 mm 、兩 種 連 系 梁 ： 剪 力 墻 與 框 架 之 間 的 連 系 梁 剪 力 墻 之 間 的 連 梁 均 可 簡(jiǎn) 化 為帶 剛 域 的 梁 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)lEIbabam 6)1)(1( 1 312 lEIbabam 6)1)(1( 1 321 令 b=0， 則 得 到 僅 在 一 端 帶 有 剛 性 段 的 兩 端 約 束 彎 矩 系 數(shù) ：lEIaam 6)1)(1( 1 312 lEIaam 6)1)(1( 1 321 212GAlEI 為 考 慮 剪 切 變 形 時(shí) 的 影 響 系 數(shù) 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)EI h 代 替 EI 由 上 式 算 出 的 彎 矩 往 往 較 大 ， 可 按考 慮 塑 性 內(nèi) 力 重 分 布 的 方 法 進(jìn) 行 調(diào) 幅 ，在 抗 震 設(shè) 計(jì) 中 ， 連 梁 剛 度 可 以 折 減 ， 用當(dāng) 設(shè) 防 烈 度 為 6度 和 7度 時(shí) ： 8.0h當(dāng) 設(shè) 防 烈 度 為 8度 和 9度 時(shí) ： 55.0h 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)二 、 基 本 方 程 及 其 求 解 一 根 連 梁 對(duì) 剪 力 墻 的 約 束 彎 矩 連 續(xù) 化 假 定 ， 連 續(xù) 連 桿 的 桿 端 約 束 彎 矩第 根 連 桿 對(duì) 墻 肢 的 約 束 剛 度 約 束 剛 度 : 使 連 梁 產(chǎn) 生 單 位 轉(zhuǎn) 角 所 需 要 的 力 矩 綜 合 連 梁 總 剛 度 ： 每 層 有 根 連 桿)()( zhmhMzm abiabii ni abib hmc 1 hmabii 1212 mM 2121 mM n11 12 llal bl 21m12m EI 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 綜 合 框 架 ： 綜 合 所 有 框 架 的 剪 切 剛 度 綜 合 剪 力 墻 ： 綜 合 所 有 的 剪 力 墻 的 剛 度 綜 合 連 梁 ： 將 綜 合 框 架 和 綜 合 剪 力 墻 用 聯(lián) 梁 連 接 第 根 帶 剛 域 連 梁 對(duì) 墻 肢 的 約 束 剛 度 綜 合 連 梁 總 剛 度 ： 每 層 有 根 連 梁 jf Dhc eke EIEI ni abib hmc 1hmabi i n 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)預(yù) 備 知 識(shí) ： 材 料 力 學(xué) 計(jì) 算 公 式 22dxydEIM 33dxydEIdxdMV dxdVq q xydxdMV 4422 dxydEIdxMddxdVq 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 等 代 剪 力 和 等 代 荷 載 的 計(jì) 算 連 梁 對(duì) 剪 力 墻 的 約 束 彎 矩 等 代 剪 力 等 代 荷 載 dzdycdzdyhm zhmzmdzdMV bni abi ni abimm 1 1 )()( dzzmM Hzm )( 22221)( dzydcdzydhmdzdVzp bni abimm H mMz )(zmz y 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 微 分 方 程 的 建 立 荷 載 平 衡 )()()(44 zpzpzpdz ydEI mfw 22)( dz ydcdzdVzp fff 221)( dz ydhmdzdVzp ni abimm 2212244 )( dzydhmdzydczpdzydEI ni abifw 222244 )( dzydcdzydczpdzydEI bfw z)(zp y)(zpf )(zpm 方 程 寫 為 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)令 則四 階 常 系 數(shù) 非 齊 次 線 性 微 分 方 程 微 分 方 程 解 方 程 的 解 同 鉸 結(jié) 體 系 的 微 分 方 程 解 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 中 包 含 了 連 梁 約 束 剛 度 計(jì) 算 剪 力 包 括 連 梁 對(duì) 剪 力 墻 約 束 彎 矩 影 響 )(422244 pEIHd ydyd wHz e bfEI ccH )( wV 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 工 程 應(yīng) 用計(jì) 算 在 不 同 荷 載 作 用 下剪 力 墻 頂 點(diǎn) 位 移 （ 即 剪 力 墻 頂 點(diǎn) 位 移 ） 底 部 總 彎 矩 底 部 總 剪 力 根 據(jù) 、 查 P 120 圖 6.10 圖 6.18 得 不 同 荷 載 作 用 下 的 系 數(shù) 0y 0M0V )( 0yy )( 0MMw )( 0VVw 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 剪 力 墻 位 移 與 內(nèi) 力 計(jì) 算00 )()( yyyy 00 )()( MMMM ww 00 )()( VVVV ww fbf ff Vcc cV )()()( mVV ww )()( wpf VVV fbf b Vcc cm 總 剪 力 墻 剪 力 廣 義 框 架 剪 力 計(jì) 算 總 框 架 剪 力 計(jì) 算 總 連 梁 剪 力 計(jì) 算 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 4 內(nèi) 力 分 配 計(jì) 算 求 出 總 剪 力 墻 、 總 框 架 和 總 連 系 梁的 內(nèi) 力 以 后 ， 計(jì) 算 各 墻 肢 、 各 框 架 梁 、柱 及 連 系 梁 的 內(nèi) 力 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)一 、 剪 力 墻 內(nèi) 力 分 配 計(jì) 算 得 到 總 剪 力 墻 的 內(nèi) 力 Mw和 Vw后 ， 按 各 片 剪 力 墻的 等 效 抗 彎 剛 度 來 分 配 。 第 i層 第 j個(gè) 墻 肢 的 內(nèi) 力 （ 共有 n個(gè) 墻 肢 ） 為 ： wink wkwjwij MEIEIM 1 win k wkwjwij VEIEIV 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)二 、 框 架 梁 、 柱 內(nèi) 力 計(jì) 算 近 似 地 取 各 層 柱 的 中 點(diǎn) 作 為 反 彎 點(diǎn) 的 位 置 ，因 此 ， 第 i層 第 j個(gè) 柱 的 剪 力 為 :2 11 PiPikj jjcij VVDDVk 為 第 i層 中 柱 子 的 總 數(shù)1PiPi VV 、 分 別 為 第 i層 柱 柱 頂 與 柱 底 樓 板 標(biāo) 高 處框 架 的 總 剪 力 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 2021-4-20 56 按 連 梁 的 剛 結(jié) 端 剛 度 系 數(shù) 分 配 總 連 梁 的 總 約 束 彎 矩 ， 得 連 梁在 墻 肢 軸 線 處 的 彎 矩 2 1 jjjabiabiabi hhmmmm 再 求 連 梁 剪 力 及 連 梁 在 墻 邊 處 彎 矩lMMV bj /)( 2112 2/02112 lVMM bbb 墻 肢 轉(zhuǎn) 角 相 同 ， 連 梁 反 彎 點(diǎn) 在 跨 中 點(diǎn) 三 、 剛 接 連 梁 內(nèi) 力 計(jì) 算 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 5 框 剪 結(jié) 構(gòu) 中 剛 度 特 征 值 對(duì) 結(jié) 構(gòu) 荷載 分 配 、 內(nèi) 力 分 配 及 位 移 的 影 響 wfEICH鉸 結(jié) 體 系 ：剛 結(jié) 體 系 ： wni abif EI hmCH 1 jf DhC 框 架 的 抗 推 剛 度 當(dāng) fC 當(dāng) 0fC 時(shí) 0說 明 框 架 的 抗 推 剛 度 為 0，整 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 為 純 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)當(dāng) wEI 當(dāng) 時(shí) 0 wEI說 明 剪 力 墻 的 抗 彎 剛 度 為0， 此 時(shí) 結(jié) 構(gòu) 為 純 框 架 結(jié) 構(gòu) 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)一 、 對(duì) 荷 載 分 配 的 影 響頂 部 外 荷 載 全 部分 配 給 剪 力 墻 協(xié) 同 工 作 的 結(jié) 果由 框 架 和 剪 力 墻的 變 形 協(xié) 調(diào) 所 產(chǎn)生 的 頂 部 集 中 荷 載 以 相 反 的 方 向作 用 在 框 架 和 剪力 墻 的 頂 端剪 力 墻 下 部 承 受 的荷 載 大 于 外 荷 載 框 架 在 下 部 分 配到 的 荷 載 為 負(fù) 值框 架 頂 部 荷 載 為 0P均 布 荷 載 圖 剪 力 墻 分 配 到 的 荷 載 圖圖wp 框 架 分 配 到 的 荷 載 圖圖Fp 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)二 、 對(duì) 內(nèi) 力 分 配 的 影 響剪 力 圖qH 總 剪 力 墻 分 配到 的 剪 力 圖 總 框 架 分 配 到的 剪 力 圖總 剪 力 墻 承擔(dān) 全 部 剪 力 總 框 架 承 擔(dān)全 部 剪 力 =0 =6= = =6 =0 wV FV當(dāng) =6時(shí) 可 見 :總 剪 力 墻 在 底 部 承 受 了 大 部 分 剪 力 ， 在 頂 部 剪 力 出 現(xiàn) 了 負(fù) 值 。總 框 架 頂 部 承 擔(dān) 了 較 大 的 正 剪 力 ， 在 下 部 承 擔(dān) 的 剪 力 卻 很 小 ， 在 上 部 剪 力沿 高 度 變 化 比 較 均 勻 ， 最 大 剪 力 的 位 置 在 結(jié) 構(gòu) 中 部 0.3-0.6， 而 不 在 結(jié) 構(gòu) 底 部 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)三 、 對(duì) 結(jié) 構(gòu) 側(cè) 移 的 影 響 fH 6 =1-6 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 為 滿 足 剪 力 墻 承 受 的 地 震 傾 覆 力 矩 不 小 于 結(jié)構(gòu) 總 地 震 傾 覆 力 矩 的 50%， 應(yīng) 使 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值4.2 為 了 使 框 架 充 分 發(fā) 揮 作 用 ， 達(dá) 到 框 架 最 大 樓層 剪 力 ， 剪 力 墻 剛 度 不 宜 過 大 ， 應(yīng)使 EkFV 2.0m ax 15.1 4.215.1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 6 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)在 地 震 作 用 下 的 內(nèi) 力 調(diào) 整 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)一 、 框 架 內(nèi) 力 調(diào) 整2、 由 于 樓 板 的 變 形 (在 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 時(shí) ， 樓 板 在 自 身 平 面 內(nèi) 是 剛度 無 限 大 的 )， 變 形 的 結(jié) 果 就 使 得 框 架 部 分 的 水 平 位 移 大 于 剪力 墻 的 水 平 位 移 。1、 當(dāng) 地 震 發(fā) 生 時(shí) ， 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 入 彈 塑 性 狀 態(tài) ， 因 剪 力 墻 剛 度 大 ，承 受 的 剪 力 大 ， 因 此 首 先 屈 服 開 裂 ， 剪 力 在 框 架 和 剪 力 墻 之間 發(fā) 生 一 次 重 分 布 ， 使 得 框 架 處 于 危 險(xiǎn) 狀 態(tài) 。 鑒 于 以 上 兩 點(diǎn) ， 框 架 實(shí) 際 受 的 水平 力 大 于 采 用 剛 性 樓 板 計(jì) 算 的 結(jié) 果 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)調(diào) 整 的 原 則 ： 可 取 與（ 2） 、 凡 02.0 VVf 的 樓 層 fV m ax5.1 fV 02.0 V兩 者 中 的 較 小 值 。設(shè) 計(jì) 值 )(xV fm axfV 02.0 V m ax5.1 fVH m ax5.1 fVm axfVH 02.0 V 設(shè) 計(jì) 值 )(xVf0V 底 部 總 剪 力 )(xVf 各 層 框 架 承 擔(dān) 的 地 震 力 02.0 VVf （ 1） 、 凡 的 樓 層 fV 可 按 計(jì) 算 值 ， 不 作 調(diào) 整 。1、 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)2、 當(dāng) 屋 面 突 出 部 分 也 采 用 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 時(shí) ，突 出 部 分 框 架 總 剪 力 取 該 層 框 架 剪 力 計(jì) 算 值 的1.5倍 。 注 意 ： 框 架 內(nèi) 力 調(diào) 整 后 ， 剪 力 墻 部 分仍 保 持 原 協(xié) 同 工 作 計(jì) 算 值 而 不 作 調(diào) 整 。3、 按 振 型 分 解 反 應(yīng) 譜 法 計(jì) 算 時(shí) ， 應(yīng) 針 對(duì) 振 型 組 合 之 后 的 剪 力 進(jìn) 行 調(diào) 整 。4、 在 各 層 框 架 總 剪 力 調(diào) 整 后 ， 按 調(diào) 整 前 后 的 比 例 調(diào) 整 柱 和 梁 的 剪 力 和 端 部 彎 矩 ， 但 柱 軸 向 力 不 調(diào) 整 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)二 、 剪 力 墻 內(nèi) 力 的 內(nèi) 部 調(diào) 整 考 慮 到 剪 力 墻 內(nèi) 部 的 塑 性 內(nèi) 力 重 分 布 ， 允 許 對(duì)剪 力 墻 的 內(nèi) 力 進(jìn) 行 調(diào) 整 ：連 梁 的 調(diào) 幅 系 數(shù) 80%， 并 將 相 鄰 的 連 梁 彎 矩 值增 大 ， 以 滿 足 平 衡 條 件 。對(duì) 雙 肢 剪 力 墻 ， 不 允 許 出 現(xiàn) 墻 肢 全 截 面 受 拉 (小 偏心 受 拉 )情 況 出 現(xiàn) 。若 雙 肢 剪 力 墻 一 肢 出 現(xiàn) 大 偏 心 受 拉 的 情 況 ， 則 受壓 的 另 一 肢 的 彎 矩 和 剪 力 均 應(yīng) 乘 以 放 大 系 數(shù) 1.25。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 7 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 與 構(gòu) 造一 、 剪 力 墻 布 置 原 則 ： 均 勻 、 分 散 、 對(duì) 稱 、 周 邊要 求 片 數(shù) 多 ,且 每 片 剛 度 不 要 太 大 ：?jiǎn)?片 剪 力 墻 底 部 承 擔(dān) 的 剪 力 不 宜超 過 底 部 總 水 平 剪 力 的 40% 抵 抗 扭 轉(zhuǎn) 的 要 求 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)2） 剪 力 墻 中 線 與 墻 端 邊 柱 中 線 重 合 ， 防 止 偏 心 ；3） 各 片 剪 力 墻 的 剛 度 不 宜 相 差 懸 殊 ；4） 在 樓 板 有 洞 口 時(shí) ， 兩 側(cè) 布 置 剪 力 墻 (避 免 在 樓 蓋 中產(chǎn) 生 不 利 的 內(nèi) 力 分 布 ， 保 證 樓 蓋 可 靠 地 傳 遞 水 平力 )。 使 剛 度 中 心 與 質(zhì)量 中 心 相 一 致 1、 剪 力 墻 的 布 置 1） 豎 向 荷 載 較 大 處 平 面 形 狀 變 化 處 樓 梯 間 和 電 梯 間 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)5） 縱 向 剪 力 墻 的 布 置 應(yīng) 避 免 大 墻 肢 ， 可 采 用 留 施 工 洞 的 方法 (為 了 減 小 墻 體 過 大 剛 度 及 縱 向 收 縮 應(yīng) 力 的 影 響 ） 。A 1 A2 B1 B2 C1 C2墻 肢墻 段 A B C樓 板 弱 連 梁6） 為 了 方 便 施 工 支 模 ， 當(dāng) 縫 的 寬 度 較 小 時(shí) ， 不 宜在 縫 的 兩 側(cè) 同 時(shí) 布 置 現(xiàn) 澆 剪 力 墻 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)2、 剪 力 墻 的 最 大 間 距 水 平 力 靠 樓 蓋 、 屋 蓋 傳 遞 ， 保 證 協(xié) 同 工 作 ，樓 蓋 在 水 平 方 向 的 支 點(diǎn) 為 剪 力 墻 。 為 了 滿 足 樓蓋 、 屋 蓋 在 水 平 荷 載 作 用 下 的 變 形 。 下 表 規(guī) 定的 剪 力 墻 的 最 大 間 距 。剪 力 墻 的 間 距 （ m)裝 配 整 體現(xiàn) 澆 9度8度6、 7度設(shè) 防 烈 度樓 面 形 式 50 40 3040 30 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)3、 剪 力 墻 的 數(shù) 量 剪 力 墻 與 框 架 都 應(yīng) 分 配 一 定 的 水 平 剪 力 ，一 般 框 架 承 擔(dān) 的 剪 力 占 總 剪 力 的 20%40%。因 也 有 一 定 的 側(cè) 向 剛 度 ， 其 抵 抗 水 平 荷載 的 能 力 應(yīng) 該 得 到 合 理 的 利 用剪 力 墻 起 主 要 作 用框 架 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)二 、 截 面 設(shè) 計(jì) 及 構(gòu) 造 要 求 在 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 中 剪 力 墻 常 常 設(shè) 有暗 柱 ， 以 便 于 建 筑 立 面 的 處 理 ， 同 時(shí) 也 常常 將 框 架 梁 或 連 梁 拉 通 穿 過 剪 力 墻 ， 以 利于 結(jié) 構(gòu) 受 力 ， 這 種 每 層 有 梁 ， 周 邊 帶 柱 的剪 力 墻 也 稱 為 帶 邊 框 剪 力 墻 ， 構(gòu) 造 要 求 有所 不 同 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)混 凝 土 壓 碎屈 服裂 縫 普 通 剪 力 墻 帶 邊 框 的 剪 力 墻加 密 箍 筋 ， 延緩 剪 力 墻 內(nèi) 鋼筋 受 壓 屈 曲 ，提 高 剪 力 墻 承載 力 提 高 了 穩(wěn) 定 性 作 為 剪 力 墻 的 加 筋 肋有 效 阻 止 墻 內(nèi) 的 斜 裂 縫 的 開 展端 柱 極 限 承 載 力 提 高 42.5% 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)小 結(jié)1、 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 揮 了 框 架和 剪 力 墻 這 兩 種 結(jié) 構(gòu) 各 自 的 優(yōu)點(diǎn) ， 且 具 有 協(xié) 同 工 作 性 能 。 在結(jié) 構(gòu) 下 部 ， 剪 力 墻 起 主 要 作 用 ，變 形 具 有 彎 曲 性 型 特 點(diǎn) ； 在 結(jié)構(gòu) 的 上 部 ， 框 架 的 層 剪 變 形 相對(duì) 較 小 ， 協(xié) 同 工 作 迫 使 剪 力 墻向 外 彎 曲 的 程 度 減 小 ， 使 結(jié) 構(gòu)變 形 具 有 剪 切 型 特 點(diǎn) 。 因 而 框架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 的 層 間 變 形 上下 趨 于 均 勻 ， 往 往 中 部 出 現(xiàn) 最 大 層 間 變 形 ， 呈 現(xiàn) 彎 剪 型 變 形 。 fH 6 =1-6 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)2、 框 架 -剪 力 墻 鉸 結(jié) 體 系 中 的 連 桿 代 表 剛 性 樓 板 ，它 使 各 榀 抗 側(cè) 力 結(jié) 構(gòu) 在 同 一 樓 層 處 具 有 相 同 的 側(cè) 移 。而 剛 性 體 系 中 的 連 桿 既 代 表 樓 板 又 代 表 框 架 與 剪 力墻 之 間 的 連 梁 ， 連 梁 的 兩 段 存 在 彎 矩 ， 對(duì) 剪 力 墻 和柱 均 產(chǎn) 生 約 束 彎 矩 。 綜合框架 （四榀）綜合剪力墻（四片單肢墻） 剛 性 連 桿綜合框架 （五榀）綜合剪力墻（兩片雙肢墻） 鉸 接 連 桿 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 剪 力 圖qH 總 剪 力 墻 分 配到 的 剪 力 圖 總 框 架 分 配 到的 剪 力 圖總 剪 力 墻 承擔(dān) 全 部 剪 力 總 框 架 承 擔(dān)全 部 剪 力 =0 =6= = =6 =0 wV FV3、 在 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 中 ， 剪 力 墻 下 部 承 擔(dān) 的 剪 力很 大 ， 向 上 迅 速 減 小 ， 甚 至 出 現(xiàn) 負(fù) 剪 力 ， 其 剪 力 分布 比 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 中 的 剪 力 分 布 更 不 均 勻 ； 而 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 中 框 架 上 下 剪 力 趨 于 均 勻 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)4、 在 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 中 ， 考 慮 連 梁 的 約 束 作 用時(shí) ， 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 增 大 ， 側(cè) 向 位 移 減 小 ； 剪 力墻 上 部 截 面 的 正 彎 矩 增 大 ， 下 部 截 面 的 負(fù) 彎 矩 減小 ， 反 彎 點(diǎn) 下 移 ； 剪 力 墻 的 剪 力 增 大 ， 框 架 的 剪力 減 小 。5、 框 架 與 剪 力 墻 之 間 的 連 梁 內(nèi) 力 很 大 ， 計(jì) 算 時(shí) 常將 連 梁 的 剛 度 乘 以 折 減 系 數(shù) ， 使 連 梁 的 內(nèi) 力 減 小 ，其 實(shí) 質(zhì) 是 塑 性 調(diào) 幅 。 連 梁 內(nèi) 力 減 小 后 ， 剪 力 墻 和 框架 的 內(nèi) 力 將 增 大 。 但 連 梁 的 剛 度 折 減 系 數(shù) 不 應(yīng) 小 于0.55， 否 則 連 梁 將 過 早 屈 服 ， 影 響 正 常 使 用 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 2021-4-20 78 6、 框 剪 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 中 應(yīng) 注 意 的 問 題 框 剪 結(jié) 構(gòu) 容 易 滿 足 平 面 布 置 靈 活 和 有 較 大 抗 側(cè) 剛 度 的 要 求 。此 外 ， 由 于 框 架 與 剪 力 墻 協(xié) 同 工 作 ， 使 框 架 層 剪 力 分 布 ， 從底 到 頂 趨 于 均 勻 （ 與 純 框 架 結(jié) 構(gòu) 中 ， 框 架 層 剪 力 上 小 下 大 不同 ） ， 這 對(duì) 框 架 的 設(shè) 計(jì) 十 分 有 利 框 架 柱 和 梁 的 斷 面 尺 寸 和配 筋 可 以 上 下 比 較 均 勻由 此 可 以 看 出 三 個(gè) 值 得 注 意 的 問 題 ：（ 1） 純 框 架 設(shè) 計(jì) 完 畢 后 ， 如 果 又 增 加 了 一 些 剪 力 墻 （ 例 如 電 梯井 ， 樓 梯 井 等 改 成 剪 力 墻 ） ， 就 必 須 按 框 架 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 重新 核 算（ 2） 剪 力 墻 與 框 架 協(xié) 同 工 作 的 基 本 條 件 是 ： 傳 遞 剪 力 的 樓 板 必須 有 足 夠 的 整 體 剛 度 。 因 此 框 剪 結(jié) 構(gòu) 的 樓 板 應(yīng) 優(yōu) 先 采 用 現(xiàn) 澆樓 面 結(jié) 構(gòu) ， 剪 力 墻 的 最 大 間 距 不 能 超 過 規(guī) 定 限 值 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 2021-4-20 79 （ 3） 框 架 結(jié) 構(gòu) 中 剪 力 墻 的 數(shù) 量 剪 力 墻 數(shù) 量 要 滿 足 位 移 限 值 是 一 個(gè) 必 要 條 件 。 此 外 ， 應(yīng) 使 剪力 墻 與 框 架 的 比 例 適 當(dāng) ， 使 1.1 2.2為 宜 剪 力 墻 數(shù) 量 多 ， 地 震 震 害 減 輕 ， 多 設(shè) 剪 力 墻 可 以 提 高 建 筑 物抗 震 性 能 。 但 是 剪 力 墻 數(shù) 量 愈 多 ， 建 筑 物 用 料 愈 多 、 造 價(jià) 愈高 。 剪 力 墻 愈 多 則 剛 度 愈 大 ， 自 振 周 期 愈 短 ， 地 震 作 用 愈 大 ，加 大 了 結(jié) 構(gòu) 的 受 力 。 而 且 ， 即 使 剪 力 墻 再 多 ， 框 架 部 分 耗 用的 材 料 并 不 能 減 少 （ 因 為 ） 02.0 VVF 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 協(xié) 同 工 作 的 基 本 概 念 基 本 假 定 和 計(jì) 算 簡(jiǎn) 圖 （ 鉸 結(jié) 體 系 與 剛 結(jié) 體 系 ） 綜 合 剪 力 墻 剛 度 和 綜 合 框 架 剛 度 計(jì) 算 結(jié) 構(gòu) 剛 度 特 征 值 的 意 義 對(duì) 荷 載 分 配 、 內(nèi) 力 分 配 和 結(jié) 構(gòu) 側(cè) 移 的 影 響重 點(diǎn) 內(nèi) 容 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 、 剪 力 墻 、 框 -剪結(jié) 構(gòu) 的 對(duì) 比 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)建 筑 功 能 的 特 點(diǎn)構(gòu) 件 類 型承 力 體 系剛 度 水 平基 本 周 期 與 地 震 作 用填 充 墻 體 對(duì) 基 本 周 期 的 影 響變 形 特 征適 用 高 度彈 性 層 間 位 移 限 值彈 塑 性 層 間 位 移 限 值內(nèi) 力 分 析 特 點(diǎn)延 性 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容構(gòu) 件 設(shè) 計(jì) 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)建 筑 功 能 的 特 點(diǎn)框 架 結(jié) 構(gòu) ： 平 面 空 間 較 大 ， 建 筑 布 置 靈 活 ， 能 較 大 限 度 地滿 足 使 用 要 求 ， 適 用 于 各 類 建 筑 物 。 柱 體 露 出 影 響 美 觀 與使 用 。剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 由 于 墻 體 間 距 不 能 太 大 ， 適 用 于 中 小 開 間 建筑 ， 如 住 宅 、 公 寓 、 旅 館 建 筑 。 有 時(shí) 作 成 局 部 剪 力 墻 落 地的 框 支 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ?？?剪 結(jié) 構(gòu) ： 吸 收 兩 者 的 長(zhǎng) 處 ， 既 能 為 建 筑 平 面 布 置 提 供 較大 的 使 用 空 間 ， 又 具 有 良 好 的 抗 側(cè) 力 性 能 。 可 廣 泛 地 應(yīng) 用 于 各 類 房 屋 建 筑 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)構(gòu) 件 類 型框 架 結(jié) 構(gòu) ： 柱 、 梁 （ 一 維 受 力 構(gòu) 件 ） ， 樓 板 （ 兩 維 平 面 外受 力 構(gòu) 件 ）剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 墻 （ 兩 維 平 面 內(nèi) 受 力 構(gòu) 件 ） 、 梁 （ 一 維 受 力構(gòu) 件 ） ， 樓 板 （ 兩 維 平 面 外 受 力 構(gòu) 件 ）框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 柱 、 墻 、 梁 、 樓 板 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)承 力 體 系框 架 結(jié) 構(gòu) ： 梁 、 板 為 豎 向 荷 載 的 水 平 傳 力 構(gòu) 件 ， 柱 為 豎 向傳 力 構(gòu) 件 ； 柱 及 梁 共 同 組 成 抵 抗 水 平 力 的 抗 側(cè) 力 體 系 。剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 梁 、 板 為 豎 向 荷 載 的 水 平 傳 力 構(gòu) 件 ， 墻 為 豎向 傳 力 構(gòu) 件 ； 墻 及 墻 肢 間 連 梁 共 同 組 成 抵 抗 水 平 力 的 抗 側(cè)力 體 系 ?？?剪 結(jié) 構(gòu) ： 梁 、 板 為 豎 向 荷 載 的 水 平 傳 力 構(gòu) 件 ， 柱 及 墻 為豎 向 傳 力 構(gòu) 件 ； 框 架 與 剪 力 墻 共 同 組 成 抵 抗 水 平 力 的 抗 側(cè)力 體 系 。 其 中 剪 力 墻 是 主 要 的 抗 側(cè) 力 構(gòu) 件 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)剛 度 水 平框 架 結(jié) 構(gòu) ： 抗 側(cè) 剛 度 較 弱 ， 在 風(fēng) 荷 載 和 地 震 作 用 下 側(cè) 移 較大 ， 為 避 免 填 充 墻 體 的 破 壞 ， 需 要 增 大 柱 梁 截 面 滿 足 位 移要 求 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 抗 側(cè) 剛 度 較 大 ， 為 避 免 結(jié) 構(gòu) 過 剛 而 引 起 過 大的 地 震 反 應(yīng) ， 需 要 控 制 剪 力 墻 的 數(shù) 量 、 長(zhǎng) 度 或 厚 度 以 及 連梁 高 度 使 之 不 宜 過 剛 框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 介 于 兩 者 之 間 ， 控 制 框 架 和 剪 力 墻 的 比 率 ， 充分 發(fā) 揮 框 架 和 剪 力 墻 各 自 作 用 （ 剪 力 墻 不 宜 過 少 也 不 宜 過多 ） 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)基 本 周 期 與 地 震 作 用周 期框 架 結(jié) 構(gòu) ： T1=0.080.1n， （ n為 結(jié) 構(gòu) 層 數(shù) ）剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： T1=0.05n 框 剪 結(jié) 構(gòu) ： T1=0.060.08n gT5gT )(sTm ax2 m ax45.0 s1.0 m ax2)( TTg m ax12 )5(2.0 gTT s6 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)填 充 墻 體 對(duì) 基 本 周 期 的 影響 由 于 填 充 墻 加 強(qiáng) 了 結(jié) 構(gòu) 的 抗 側(cè) 剛 度 、使 結(jié) 構(gòu) 實(shí) 際 基 本 周 期 小 于 不 考 慮 填 充 墻 的計(jì) 算 結(jié) 構(gòu) 周 期 。 所 以 需 對(duì) 計(jì) 算 周 期 進(jìn) 行 折減 。 折 減 系 數(shù) ：框 架 結(jié) 構(gòu) ： 0.50.7 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 1.0 框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 0.80.9 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)變 形 特 征框 架 結(jié) 構(gòu) ： 由 于 層 剪 切 剛 度 較 弱 ， 以 剪 切 變 形 為 主剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 以 彎 曲 變 形 為 主 ?？?剪 結(jié) 構(gòu) ： 介 于 兩 者 之 間 ， 為 彎 剪 型 。剪 力 墻 框 架框 架 -剪 力 墻 不 同 結(jié) 構(gòu) 的 變 形 圖H 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)適 用 高 度 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)彈 性 層 間 位 移 限 值（ 避 免 非 結(jié) 構(gòu) 構(gòu) 件 在 小 震 下 破 壞 ）1、 在 高 烈 度 區(qū) ， 框 架 結(jié) 構(gòu) 的 層 間 位 移 要 求 成 為 決 定 柱 梁 斷 面尺 寸 的 關(guān) 鍵 因 素 。2、 剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) 的 層 間 位 移 要 求 一 般 容 易 滿 足 ， 設(shè) 計(jì) 中 主 要 控制 墻 體 不 能 太 多 太 長(zhǎng) ， 以 免 地 震 反 應(yīng) 過 大 且 滿 足 經(jīng) 濟(jì) 性 。 3、 框 剪 結(jié) 構(gòu) 則 需 要 合 理 確 定 剪 力 墻 數(shù) 量 及 位 置 。 因 剪 力 墻 承受 大 部 分 剪 力 而 數(shù) 量 有 限 ， 需 要 優(yōu) 化 布 置 ， 設(shè) 計(jì) 工 作 量 大 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)彈 塑 性 層 間 位 移 限 值（ 避 免 結(jié) 構(gòu) 倒 塌 ） 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)內(nèi) 力 分 析 特 點(diǎn) （ 簡(jiǎn) 化 算 法 ）框 架 結(jié) 構(gòu) ： 豎 向 荷 載 作 用 下 ， 有 條 件 使 用 分 層 法 ； 水 平 荷 載 作用 下 ， 使 用 反 彎 點(diǎn) 法 和 值 法 。 主 要 運(yùn) 用 了 結(jié) 構(gòu) 力 學(xué) 中 等 截 面直 桿 彎 矩 的 分 配 、 傳 遞 等 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 。剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 因 墻 體 與 連 梁 剛 度 比 較 大 ， 墻 肢 間 連 梁 在 豎 向 荷載 作 用 下 可 按 兩 端 固 定 支 座 梁 考 慮 ； 垂 直 于 墻 體 的 梁 可 按 普 通梁 計(jì) 算 ； 水 平 荷 載 作 用 下 ， 根 據(jù) 墻 體 開 洞 大 小 ， 分 別 采 用 材 料力 學(xué) 知 識(shí) （ 整 體 墻 及 小 開 口 墻 ） 、 連 梁 連 續(xù) 化 后 切 口 處 相 對(duì) 位移 為 零 的 微 分 方 程 的 求 解 （ 聯(lián) 肢 墻 ） 以 及 值 法 （ 壁 式 框 架 ）求 出 整 體 結(jié) 構(gòu) 的 剛 度 、 位 移 及 內(nèi) 力 。框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 根 據(jù) 水 平 位 移 協(xié) 調(diào) ， 引 入 綜 合 框 架 和 綜 合 剪 力 墻 、綜 合 連 梁 概 念 ； 建 立 整 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 體 系 基 于 彈 性 地 基 梁 概 念 的 高 階 微 分 方 程 ， 根 據(jù) 邊 界 條 件 求 解 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)內(nèi) 力 分 析 特 點(diǎn) （ 簡(jiǎn) 化 算 法 ）框 架 結(jié) 構(gòu) ： 運(yùn) 用 了 樓 板 平 面 內(nèi) 剛 度 無 窮 大 假 定 ，抗 側(cè) 剛 度 及 內(nèi) 力 分 析 對(duì) 象 為 某 榀 框 架 平 面 受 力體 系 。剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 運(yùn) 用 了 樓 板 平 面 內(nèi) 剛 度 無 窮 大 假定 ， 抗 側(cè) 剛 度 及 內(nèi) 力 分 析 對(duì) 象 為 某 榀 剪 力 墻 平面 受 力 體 系 ?？?剪 結(jié) 構(gòu) ： 運(yùn) 用 了 樓 板 平 面 內(nèi) 剛 度 無 窮 大 假 定 ，抗 側(cè) 剛 度 及 內(nèi) 力 分 析 對(duì) 象 為 整 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 綜 合 等 效后 的 名 義 剪 力 墻 、 框 架 及 連 梁 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)延 性 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容框 架 結(jié) 構(gòu) ： 結(jié) 構(gòu) 防 倒 塌 設(shè) 計(jì) 的 梁 鉸 機(jī) 制 要 求 （ 強(qiáng) 柱 弱 梁 、強(qiáng) 剪 弱 彎 ） 、 構(gòu) 件 破 壞 模 式 的 延 性 要 求 （ 強(qiáng) 剪 弱 彎 ） 、 保證 節(jié) 點(diǎn) 區(qū) 的 承 載 力 要 求 （ 強(qiáng) 節(jié) 點(diǎn) 區(qū) 、 強(qiáng) 錨 固 ） 、 提 高 和 加強(qiáng) 柱 根 部 及 角 柱 、 框 支 柱 等 受 力 不 利 部 位 的 承 載 力 和 其 他抗 震 構(gòu) 造 措 施 （ 局 部 加 強(qiáng) 、 限 制 柱 軸 壓 比 ， 加 強(qiáng) 柱 箍 筋 對(duì)混 凝 土 的 約 束 、 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 力 放 大 ）剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 結(jié) 構(gòu) 耗 能 設(shè) 計(jì) 的 梁 鉸 機(jī) 制 要 求 （ 強(qiáng) 墻 弱 梁 、強(qiáng) 剪 弱 彎 ） 、 構(gòu) 件 破 壞 模 式 的 延 性 要 求 （ 強(qiáng) 剪 弱 彎 ） 、 保證 連 梁 -墻 肢 的 承 載 力 要 求 （ 強(qiáng) 錨 固 ） 、 提 高 和 加 強(qiáng) 底 部 墻體 等 受 力 不 利 部 位 的 承 載 力 和 其 他 抗 震 構(gòu) 造 措 施 （ 設(shè) 置 約束 邊 緣 構(gòu) 件 、 限 制 墻 體 軸 壓 比 、 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 力 放 大 ） 框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 結(jié) 合 兩 者 的 延 性 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 。 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)主 要 構(gòu) 件 設(shè) 計(jì)框 架 結(jié) 構(gòu) ： 柱 （ 偏 壓 、 偏 拉 設(shè) 計(jì) ， 斜 截 面 抗 剪 設(shè) 計(jì) ） 、框 架 梁 （ 抗 彎 設(shè) 計(jì) 、 斜 截 面 抗 剪 設(shè) 計(jì) 、 調(diào) 幅 、 跨 高 比大 于 5）剪 力 墻 結(jié) 構(gòu) ： 墻 （ 偏 壓 、 偏 拉 設(shè) 計(jì) ， 斜 截 面 抗 剪 設(shè)計(jì) ） 、 連 梁 （ 抗 彎 設(shè) 計(jì) 、 斜 截 面 抗 剪 設(shè) 計(jì) 、 調(diào) 幅 、 跨高 比 小 于 5 ）框 剪 結(jié) 構(gòu) ： 結(jié) 合 兩