框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算課件

1、框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算5.4 框架剪力墻(筒體)結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算方法規(guī)范摘錄：框剪結(jié)構(gòu)是一種抗震性能良好的結(jié)構(gòu)宜盡量采用框剪結(jié)構(gòu)代替純框架結(jié)構(gòu)剪力墻多時(shí)，震害較輕。過多不經(jīng)濟(jì)。框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算5.4 框架剪力墻(筒體)結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算方法框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的布置(第二章)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計(jì)算方法框架-剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求n后兩部分內(nèi)容分別用框架和剪力墻的設(shè)計(jì)方法。僅個別地方略有不同?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框架剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作原理上部框架幫剪力墻下部剪力墻幫框架沿高度變形分

2、布趨向于均勻剪力墻框架-剪力墻框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框架剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計(jì)算協(xié)同工作原理：框架和剪力墻之間相互作用,使得上下部分的位移分布均衡。計(jì)算目的：確定框架和剪力墻各承擔(dān)多少內(nèi)力。條件：平面假設(shè)和無限剛度假設(shè)前提下，只考慮側(cè)移時(shí)剪力的分配。方法：按總框架和總剪力墻形成計(jì)算簡圖，用連續(xù)連桿法得到微分方程求解。重點(diǎn)內(nèi)容：n計(jì)算簡圖；n剛度特征值(相當(dāng)于整體系數(shù))框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計(jì)算是在結(jié)構(gòu)動力計(jì)算之后，框架和剪力墻計(jì)算之前進(jìn)行的。計(jì)算目的：所有的框架和所有的剪力墻各承擔(dān)多少地震力框-剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計(jì)算H1G1GkHknF1FkFEknnFF框架剪力墻結(jié)

3、構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框剪結(jié)構(gòu)中三種類型的梁連梁和聯(lián)系梁構(gòu)成總聯(lián)系梁連接方法取決于樓板B梁首先進(jìn)入塑性，應(yīng)設(shè)計(jì)成強(qiáng)剪弱彎。連梁連接剪力墻聯(lián)系梁聯(lián)接框架和剪力墻普通框架梁框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框架剪力墻協(xié)同工作fffwwwfwKFKFFFF位移相同fwfwKKandfwfwFFKK能者多勞fwfwKKFFHowever內(nèi)力不直接按剛度分配ffwwfwfwwwwwfwffwwFFFFFFFFFthatnoticedFFKKKKandKKif剪力墻內(nèi)力減少框架內(nèi)力增加框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算5.4.1 簡化假定及計(jì)算簡圖基本假設(shè)：n1、樓板在自身平面內(nèi)的剛度無窮大。n2、房屋體型規(guī)整，不會產(chǎn)生扭

4、轉(zhuǎn)變形。在以上假定之下，框架和剪力墻在同一個樓層標(biāo)高處的水平位移相同。因此：把所有剪力墻綜合在一起形成總剪力墻；把所有的框架也綜合在一起形成總框架。樓板和各片剪力墻間所有連梁和框架與剪力墻間的所有聯(lián)系梁構(gòu)成總聯(lián)系梁框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框-剪結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及其分配計(jì)算結(jié)果及其分配：n總框架的層間剪力再按剛度分給每根柱n總剪力墻的層間剪力和彎矩分給每片墻n總聯(lián)系梁的梁端彎矩和剪力分給每根梁框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算兩類計(jì)算體系絞結(jié)和剛結(jié)體系根據(jù)框架和剪力墻之間的聯(lián)系情況進(jìn)行劃分：樓板連接：樓板平面外剛度為零，聯(lián)系為絞結(jié)樓板聯(lián)系梁連接：聯(lián)系梁(如果剛度較大)對剪力墻產(chǎn)生約束彎矩，因而為剛結(jié)連接

5、。代表5榀框架代表4片剪力墻框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算在剪力墻平面內(nèi)，沒有聯(lián)系梁與剪力墻相連。框架和剪力墻之間只是通過樓板相連。 絞結(jié)體系計(jì)算圖的選擇代表5榀框架代表2片剪力墻此平面外的梁不能抵抗橫向水平力剪力墻邊緣構(gòu)件，不看成框架柱代表剛性樓蓋，沒有軸向變形框架和剪力墻間僅樓板連接框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算剛結(jié)體系計(jì)算圖的選擇在剪力墻平面內(nèi)，有聯(lián)系梁把框架與剪力墻相連。代表5榀框架連梁兩端連剪力墻代表樓板和聯(lián)系梁計(jì)算簡圖中不考慮這4個剪力墻框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算剛結(jié)體系計(jì)算圖的選擇計(jì)算縱向水平荷載時(shí)，圖中的框架梁同時(shí)是聯(lián)系框架和剪力墻之間的聯(lián)系梁。并且框架和剪力墻聯(lián)系比較密切。所以

6、考慮成剛結(jié)體系。4片剪力墻4榀縱向框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算 兩片剪力墻由連梁連接的兩種簡化方法簡化為雙肢剪力墻鉸接或單墻剛接連梁很弱1連梁較強(qiáng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算計(jì)算簡圖選擇的基本方法小結(jié)1、地震作用在哪方向方向就取哪個斷面2、體系分成總框架、總剪力墻、連桿三類構(gòu)件。3、絞結(jié)體系絞結(jié)連桿，剛結(jié)體系剛性連桿。4、總剪力墻放在左面或右面沒有關(guān)系。5、按層數(shù)和框架的跨度繪制簡圖。6、簡化以后，僅僅考慮各總剪力墻、總框架的剛度，不再考慮它們的截面尺寸。(不是說它們不應(yīng)該有，而是在計(jì)算中我們不需要。另外各片剪力墻的厚度也未必相同)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算5.4.2 協(xié)同工作的基本原理

7、和剛度特征值總剪力墻和總框架的抗推剛度計(jì)算：)375( wwfIECH各片剪力墻的等效等效抗彎剛度hDCf比較:柱的抗推剛度剛度特征值jiFDhC3, 4,64. 312bGAHEIbEIEIqqqeq框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算協(xié)同工作計(jì)算墻變成了懸臂梁，它滿足梁方程普通框架假設(shè)兩者之間的作用力是連續(xù)而不均勻的取側(cè)移y為基本未知量鉸接體系采用與多肢墻計(jì)算類似的連續(xù)化方法。兩端鉸接的連桿不變形只有軸力框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算鉸接體系的微分方程及其通解根據(jù)以上圖可以建立y的微分方程：利用邊界條件可以確定4個待定常數(shù)根據(jù)不同的荷載形式可以得到對應(yīng)的特解剛接體系采用類似的方法求解微分方程不同框架

8、剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算均布荷載作用下的最終解至此已得到內(nèi)力設(shè)計(jì)值。用計(jì)算機(jī)可以方便地獲得結(jié)果，不一定要用后面的圖解法。與多肢墻類似，方程中只有兩個主要參數(shù)一個是坐標(biāo)，另一個是剛度特征值 （多肢墻中是整體系數(shù)）?？偪蚣芎涂偧袅餐膫?cè)移總剪力墻的彎矩和剪力框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框架和剪力墻的內(nèi)力-補(bǔ)充材料WjeqieqiWijMEIEIMWjeqieqiWijVEIEIVFjmiijijcijVDDV11、剪力墻的彎矩和剪力按剪力墻的等效剛度在剪力墻之間進(jìn)行分配2、框架內(nèi)力 總框架剪力等于外荷載產(chǎn)生的剪力減去總剪力墻剪力 柱中剪力按抗推剛度分配：用柱的剪力，再用改進(jìn)反彎點(diǎn)法，可求得梁、

9、柱內(nèi)力剪力墻剪力：剪力墻彎矩：WjpjFjVVV框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框-剪結(jié)構(gòu)中框架的抗震等級抗震規(guī)范6.1.3：若框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總傾覆力矩的50%，框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定。框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算5.4.3 框剪結(jié)構(gòu)位移與內(nèi)力的分布規(guī)律剛度特征值是總框架和總剪力墻剛度相對大小的度量。是總框架和總剪力墻剛度相對大小的度量。大小對框剪內(nèi)力分配、側(cè)移的影響為：大小對框剪內(nèi)力分配、側(cè)移的影響為： 較小時(shí)較小時(shí)：框架剛度相對較小、綜合剪力墻承擔(dān)大部分剪力，變形為彎曲型。 =0為純剪力墻 較大時(shí)較大時(shí)：框架剛度相對較大、綜合框架承擔(dān)大部分荷載，變形為剪切型。

10、=為純框架 =1=16 6時(shí)時(shí)：兩者的比例相當(dāng)，變形曲線為彎剪型。)375( wfEICH框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力分布Vp (外荷載)Vw (墻中剪力)Vf (框架中剪力)00不同的特征值：=0(純剪力墻)； =(純框架)；=1-6框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算剪力的分布特征框剪結(jié)構(gòu)中: 剪力墻的最大剪力在底部。 框架的最大剪力在結(jié)構(gòu)中部。且最大值的位置隨值的增大而向下移動。 框架和剪力墻頂部剪力不為零。因?yàn)樽冃螀f(xié)調(diào)，框架和剪力墻頂部存在著集中力的作用(兩者相互作用的力)。這也要求在設(shè)計(jì)時(shí)，要保證頂部樓蓋的整體性。 框架的底部剪力為零。此處全部剪力由剪力墻承擔(dān)?？蚣芗袅?/p>

11、墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算剪力墻位移與的關(guān)系頂點(diǎn)位移頂部框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算剪力墻中彎矩與的關(guān)系底部截面總彎矩頂部=0(純剪力墻)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算底部頂部剪力墻中剪力與的關(guān)系底部截面總剪力框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算絞結(jié)體系：)375( wfEICHwifEIhmCH/剛結(jié)體系：關(guān)于剛度特征值的補(bǔ)充閱讀材料如果剛度沿高度變化，且變化不大時(shí)，采用加權(quán)平均利用下式算得的CF和EIw計(jì)算?？偧袅雇苿偠扰c總框架抗彎剛度的比框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算抗推剛度的計(jì)算注意：各層剛度不同時(shí)按下式取平均值jjffjjwwwwwwfhCHChIEHIEIECH11)375(第j層的高度第j層剪

12、力墻的等效剛度框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算高規(guī)中規(guī)定的調(diào)幅1、框架梁(連續(xù)梁)在豎向荷載下的內(nèi)力調(diào)幅（方法(1) 4.6.5節(jié)）。2、框-剪結(jié)構(gòu)中框架的內(nèi)力調(diào)整（方法(1) 5.4.4節(jié)）。3、框-剪結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻之間的聯(lián)系梁的調(diào)整（方法(2) 5.4.4節(jié)）4、聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)整（用方法(1)或方法(2) 7.3.1節(jié)）。兩類調(diào)幅兩類調(diào)幅( (調(diào)整調(diào)整) )的方法的方法(1)計(jì)算結(jié)果乘以系數(shù): 內(nèi)力乘以系數(shù)(大于1或小于1) (2)計(jì)算中降低桿件剛度：構(gòu)件剛度越小則內(nèi)力愈小?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算5.4.4 框-剪結(jié)構(gòu)內(nèi)力的調(diào)幅1.聯(lián)系梁(兩類梁)彎矩的調(diào)幅n出現(xiàn)塑性鉸后，聯(lián)系

13、梁的剛度降低。n設(shè)計(jì)前降低其剛度(最低可為0.5EI)n調(diào)幅后，連梁設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)將減小，因而更容易出現(xiàn)塑性鉸。2.框架內(nèi)力的調(diào)整n理由：地震中，剪力墻剛度降低后，框架受力增加n方法：限制框架承受剪力不低于底層總剪力的20，或者不低于某層最大剪力的1.5倍(公式5-41)415(5 . 12 . 0max,0fffVVVV框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算PKPM中的0.2Q0調(diào)整抗規(guī)6.2.13規(guī)定：“側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，任一層任一層框架部分的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和按框架-抗震墻結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者最小值?！弊⒁猓?.2Q0調(diào)整的放大系數(shù)只針對框架柱的彎矩和剪力，不調(diào)整軸力。SATWE數(shù)據(jù)文件：SATINPUT.O2Q中按照樣本格式給出各樓層調(diào)整系數(shù))415(5 . 12 . 0max,0fffVVVV框架剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算考慮扭轉(zhuǎn)后剪力的分配等于平移(按剛度)分配的結(jié)果乘以扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)。扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)可能大于1，也可能小于1。考慮扭轉(zhuǎn)以后，各片結(jié)構(gòu)(墻)的剪力可能增加也可能減小?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)的協(xié)同工作計(jì)算關(guān)于扭轉(zhuǎn)問題的討論(P.140)在水平方向上：距離扭轉(zhuǎn)中心越遠(yuǎn)的單元，扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)越大(扭轉(zhuǎn)影響也越大)在垂直方向上：各層的剛度中心