高層框剪結(jié)構(gòu)算例

1、算例算例例5-5計(jì)算圖5-38所示的10層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在橫向倒三角形等效水平地震力作用下的內(nèi)力和位移。剪力墻和框架梁柱的幾何、物理參數(shù)為已知，并列于表5-10中。假設(shè)與剪力墻相連接的連梁剛度很小，即忽略連梁對(duì)剪力墻產(chǎn)生約束彎矩的影響，按鉸接連梁體系進(jìn)行計(jì)算。圖5-38(a)、5-38(b)分別表示結(jié)構(gòu)的平面布置和結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。算例算例(a) 結(jié)構(gòu)平面布置圖；（b） 計(jì)算簡(jiǎn)圖圖5-38 鉸接體系框架-剪力墻結(jié)構(gòu)算例算例表 510 剪力墻和框架幾何物理參數(shù)(a) 剪力墻計(jì)算參數(shù)的加權(quán)平均值算例算例(b) 框架計(jì)算參數(shù)注 1以上計(jì)算參數(shù)均為各層間的加權(quán)平均值； 2剪力墻和框架各構(gòu)件均采用C30混

2、凝土。 算例算例解解 1 結(jié)構(gòu)剛度特征值計(jì)算 計(jì)算總框架剛度?？偪蚣艿目雇苿偠葹椋?48729 3.61615424FiCD hkN計(jì)算總剪力墻的剛度。根據(jù)平面布置圖，剪力墻 、 各有兩榀，總剪力墻的等效抗彎剛度為： 1w2w777212222 26.514 102 21.036 1095.10 10weqeqeqEIEIEIkN m 計(jì)算結(jié)構(gòu)剛度特征值 71615424361.48495.10 10FweqCHEI算例算例2 荷載參數(shù)計(jì)算(1) 荷載作用下框架剪力墻底部剪力。0011420 36756022Vq HKN(2) 荷載作用下框架剪力墻底部彎矩。00227560 361814403

3、3MV HkN m(3) 荷載作用于總剪力墻時(shí)頂點(diǎn)位移。330711117560 360.068606095.10 10HweqV HfmEI算例算例3 框架剪力墻位移計(jì)算 框架剪力墻結(jié)構(gòu)各層的位移可通過 、 值查表533求得 值，再根據(jù)式 計(jì)算各層位移，計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-11中。 f( )fHyf算例算例表 5-11 框架剪力墻位移計(jì)算算例算例 高層規(guī)程對(duì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)樓層層間最大位移與層高之比的限值為 ，由表5-11計(jì)算結(jié)果可見，從第6層以上各層的層間位移 ，未能滿足設(shè)計(jì)要求。 1800/1/800jjuh算例算例4 內(nèi)力計(jì)算 總剪力墻彎矩。通過 、 值查圖5-34求得 值，再根據(jù)

4、式 計(jì)算各層總剪力墻彎矩，計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-12中。 m0wjmMM 總剪力墻剪力。通過 、 值查圖5-35求得值 ，再根據(jù)式 計(jì)算各層總剪力墻剪力，計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-14中。 v0wjvVV 框架總剪力。按式 計(jì)算，計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表512中。 f jpjwjVVV算例算例表512 框架剪力墻內(nèi)力計(jì)算算例算例例例5-6 計(jì)算圖5-39所示10層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在橫向等效水平地震力水平地震力作用下的內(nèi)力和位移。圖5-39(a)、5-39(b)分別表示結(jié)構(gòu)的平面布置和結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。連梁 與剪力墻 和 剛性連接，連梁截面尺寸 為 ，采用C30混凝土；剪力墻和框架截面尺寸和材料選

5、用與例5-5相同。b1w2w2250 600bhmm算例算例(a) 結(jié)構(gòu)平面布置圖；(b) 計(jì)算簡(jiǎn)圖圖5-39算例算例解解 1. 結(jié)構(gòu)剛度特征值計(jì)算總剪力墻的抗彎剛度和總框架的抗推剛度與例51相同。(1) 總框架剛度：1615424FCkN(2) 總剪力墻剛度：7295.10 10weqEIkN m(3) 總連梁剛度?？傔B梁的剛度為總連梁對(duì)剪力墻的約束剛度。連梁的截面：250600b hmmmm算例算例連梁的剛域：26.60.63.152424wbhhalm16.00.62.852424wbhhblm連梁跨度：126.06.6612.32222wwbnhhllm3.150.25612.3ala

6、l2.850.23212.3blbl算例算例連梁剛度系數(shù)：3311 0.2560.2327.629(1)(1 0.2320.256)abcab3311 0.2560.2327.272(1)(1 0.2320.256)abcab由于連梁的截面高度和跨度比較小，可不考慮其剪切變形的影響。0算例算例連梁的約束剛度計(jì)算。連梁剛度應(yīng)考慮樓板的影響。3340.25 0.6220.00901212bbbb hIm743.0 100.009021951.212.3bbEIiml計(jì)算連梁梁端的約束剛度：()66 7.629 219511004785b BCbmcikN m()66 7.272 219519577

7、66b CBbmcikN m則一根連梁的約束剛度：6610047859577661962551bbbmcicikN m每層有2根連梁，且各層連梁截面尺寸相同，同時(shí)樓層的層高相同，總連桿的約束剛度為：1962551 210903063.6bbmCkN mh算例算例(4) 結(jié)構(gòu)的剛度特征值 的計(jì)算。計(jì)算地震作用下框架剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移時(shí)，連梁的剛度可予折減，本題中折減系數(shù)取0.7(設(shè)防烈度高時(shí)可多折減一些，如設(shè)防烈度為8、9度，折減系數(shù)可取小一些，但不宜小于0.5)。 70.71615424.40.7 1090306361.8095.10 10FbweqCCHEI算例算例2 荷載參數(shù)計(jì)算(1)

8、 荷載作用下框架剪力墻底部剪力。0011480 36864022Vq HkN(2) 荷載作用下框架剪力墻底部彎矩。00228640 3620736033MV HkN m(3) 荷載作用于總剪力墻時(shí)頂點(diǎn)位移。330711118640 360.0777606095.10 10HweqV HfmEI算例算例3 框架剪力墻位移計(jì)算 框架剪力墻結(jié)構(gòu)各層的位移可通過 、 值查圖5-33求得 值，再計(jì)算各層位移和層間位移，計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-13中。f表5-13 框架-剪力墻位移計(jì)算算例算例3 框架剪力墻位移計(jì)算 計(jì)算表明框架剪力墻最大層間位移在第6、第7層， ，符合高層規(guī)程對(duì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)樓層層間最

9、大位移與層高之比的限值 的要求。 77max0.04411/(/ )3.6818800uhu h 18004 內(nèi)力計(jì)算(1) 協(xié)同工作中未經(jīng)修正的總剪力墻剪力。通過 、 查圖5-35得系數(shù) ，根據(jù)式 計(jì)算未經(jīng)修正的總剪力墻剪力，計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-14中。 v0wjvVV算例算例(2) 總框架剪力和總連桿約束彎矩。廣義總框架剪力。根據(jù)式 計(jì)算廣義總框架剪力，計(jì)算結(jié)果列于表5-14中。 f jpjwjVVV廣義總框架剪力按總框架抗推剛度和總連桿約束剛度的比例分配給總框架和總連桿?？紤]連梁（連桿）的塑性變形能力，將連梁的剛度進(jìn)行折減，取折減系數(shù)為0.7?？偪蚣芗袅Γ?615424.40.67

10、90.71615424.40.7 1090306ff jf jf jf jfbCVVVVCC總連桿約束彎矩：0.70.7 10903060.3210.71615424.40.7 1090306bbjf jf jf jfbCmVVVCC計(jì)算結(jié)果列于表5-14中。算例算例表5-14總剪力墻、總框架和總連梁內(nèi)力算例算例 總剪力墻彎矩。通過值 、 查圖5-34求得值 ，根據(jù)式 計(jì)算各層總剪力墻彎矩，計(jì)算結(jié)果列于表5-14中。 m0wjmMM(4) 構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算 剪力墻墻肢的內(nèi)力計(jì)算。平面圖5-13(a)中所示，有兩榀 和 剪力墻墻肢，根據(jù)剪力墻的剛度比分配各墻肢的彎矩和剪力。 和 剪力墻墻肢的彎矩和剪

11、力分配系數(shù)分別為： 1w2w1w2w711726.513 100.27995.110 10eqieqII722721.042 100.22195.110 10eqieqII 剪力墻各墻肢的彎矩、剪力和軸力計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-15中，墻肢的軸力是計(jì)算連梁的剪力后得到的。算例算例表5-15 剪力墻墻肢的彎矩和剪力算例算例 框架梁、柱內(nèi)力計(jì)算。計(jì)算水平地震作用下的框架柱剪力時(shí)，應(yīng)先判斷框架總剪力是否滿足 。即應(yīng)滿足式(5-41)中的較小值。計(jì)算表5-14中，頂層和第4層以下的各層框架總剪力 ，而 ，所以，第3層及第3層以下的各層框架總剪力應(yīng)取 計(jì)算。 框架柱的反彎點(diǎn)處的剪力可根據(jù)各柱的側(cè)移剛度

12、進(jìn)行分配，分配系數(shù)計(jì)算和框架各柱剪力計(jì)算式和計(jì)算結(jié)果列于表5-16和表5-17中。00.2fVV00.2(0.2 86401728)fVVkNmax01.51.5 193028950.2fVkNV00.21728VkN算例算例表5-16 框架柱剪力分配系數(shù)算例算例表5-17 框架柱剪力計(jì)算算例算例 框架梁端彎矩可根據(jù)節(jié)點(diǎn)彎矩的平衡求得，梁端彎矩、梁端剪力和柱軸力計(jì)算方法同5.2所述，本節(jié)從略。(3) 連梁內(nèi)力計(jì)算。連梁梁端的約束彎矩可根據(jù)連梁梁端的約束剛度比值進(jìn)行分配，與 和 相連的連梁約束彎矩分配系數(shù)分別為： 1w2w()110047850.2563925102b BCbimkm()29577660.2443925102b CBbimkm(12)1bbMk M(21)2bbMk M算例算例 梁端截面的設(shè)計(jì)彎矩應(yīng)取剪力墻墻邊