5 框架、剪力墙、框剪结构的近似计算方法与设计概念Ⅲ

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第5章框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算方法与设计概念Ⅲ

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周葆春

土木工程学院

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5.1 计算基本假定

5.2 框架结构的近似计算方法

5.3 剪力墙结构的近似计算方法

5.5 扭转近似计算

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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。4

（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。

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2 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置

（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。

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。

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。

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（2）剪力墙的布置

1) 为了增强整体结构的抗扭能力，弥补结构平面形状凹凸引起的薄弱部位，减小剪力墙设置在房屋外围而受室内外温度变化的不利影响，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

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。

5）在长矩形平面中，如果两片横向剪力墙的间距过大，或两墙之间的楼盖开大洞时，楼盖在自身平面内的变形过大，不能保证框架与剪力墙协同工作，框架承受的剪力将增大；如果纵向剪力墙集中布置在房屋两端，中间部分楼盖受到两端剪力墙的约束，在混凝土收缩或温度变化时容易出现裂缝。因此，长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，其剪力墙的布置宜符合下列要求：横向剪力墙沿房屋长方向的间距宜满足下表的要求，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；纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。(B为剪力墙宽度，单位为m)

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3 梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定

（1）梁、柱截面尺寸

框架梁截面尺寸一般根据工程经验确定，框架柱截面尺寸可根据轴压比要求确定。

（2）剪力墙数量

在初步设计阶段，可根据房屋底层全部剪力墙截面面积Aw 和

全部柱截面面积Ac 之和与楼面面积Af的比值，或者采用全部剪力墙截面面积Aw与楼面面积Af的比值，来粗估剪力墙的数量。

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1 框架与剪力墙的协同工作

定义：框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的结构体系。在水平荷载作用下，平面内刚度很大的楼盖将二者连接在一起组成框架-剪力墙结构时，二者之间存在协同工作问题。

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特点： 1)在水平荷载作用下，单独剪力墙的变形曲线以弯曲变形为主；单独框架的变形曲线以整体剪切变形为主。 2)在框架-剪力墙结构中，其变形曲线介于弯曲型与剪切型之间。在结构下部，剪力墙的位移比框架小，墙将框架向左拉；在结构上部，剪力墙的位移比框架大，墙将框架向右推。剪力墙下部变形增大，框架下部变形减小，故下部为拉力。上部正好相反，剪力墙变形减小，框架增大，故上部为推力。 3)二者之间存在协同工作使框架-剪力墙结构的侧移减小，内力分布更趋合理。

2 基本假定与计算简图

（1）基本假定

1）楼板在自身平面内的刚度为无限大。这保证了楼板将整个结构单元内的所有框架和剪力墙连为整体，不产生相对变形。

2）房屋的刚度中心与作用在结构上的水平荷载（风荷载或水平地震作用）的合力作用点重合，在水平荷载 …… 此处隐藏：81字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……