框架剪力墙结构的协同工作计算.docx

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 框架-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 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 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 ?Fn ? ?n FEk Fn Fk Gk Hk F1 G1 1 H 框－剪结构中三种类型的梁 普通框架梁 连梁 连接剪力墙 联系梁 联接框架和剪力墙 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。 框架剪力墙协同工作 F ? Fw ? Ff Fw ? Kw?wFf ? K f ? f 位移相同 ? w ? ? f ? ? and Kw ? K f Kw? ? K f ? ? Fw ? Ff 能者多劳 However Fw ? Kw Ff K f 内力不直接按刚度分配 if ? ? Kw and ? ? K f Kw K f ? ? ? ? ? ?w ? ? f ? ? Kw? ? Kw? ? Fw ? Fw noticed that F ? Fw? ? Ff? ? Fw ? Ff ? Fw? ? Fw ?Ff? ? Ff 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4片剪力墙 代表5榀框架 绞结体系计算图的选择 在剪力墙平面内，没有联系梁与剪力墙相连。 框架和剪力墙之间只是通过楼板相连。 剪力墙＋边缘构 框架和剪力墙 代表2片 代表5榀框架 件，不看成框架柱 间仅楼板连接 剪力墙 此平面外的梁不能 抵抗横向水平力 代表刚性楼盖，没有轴向变形 刚结体系计算图的选择 在剪力墙平面内，有联系梁把框架与剪力墙相 连。 计算简图中不考 代表5榀框架 虑这4个剪力墙 连梁两端 代表楼板和联系梁 连剪力墙 刚结体系计算图的选择 计算纵向水平荷载时，图中的框架梁同时是联系框架和剪力墙之间的联系梁。并且框架和剪力墙联系比较密切。所以考虑成刚结体系。 4榀纵向框架 4片剪力墙 连梁较强 连梁很弱 α1 两片剪力墙由连梁连接的两种简化方法 简化为双肢剪力墙铰接 或单墙刚接 计算简图选择的基本方法小结 1、地震作用在哪方向方向就取哪个断面 2、体系分成总框架、总剪力墙、连杆三类构件。 3、绞结体系－ 绞结连杆，刚结体系－ 刚性连 杆。 4、总剪力墙放在左面或右面没有关系。 5、按层数和框架的跨度绘制简图。 6、简化以后，仅仅考虑各总剪力墙、总框架的刚度，不再考虑它们的截面尺寸。(不是说它们不应该有，而是在计算中我们不需要。另外各片剪 力墙的厚度也未必相同) 5.4.2 协同工作的基本原理和刚度特征值 EI eq ? EI q b ? 3.64, 4, 3 ?EI q 1 ? b H 2GAq 总剪力墙和总框架的抗推刚度计算： 各片剪力墙的 等效抗弯刚度 CF ? h?D ji C f ? hD 刚度特征值? ? H C f