高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述00002).ppt

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1、第六章框架－剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計6-1概述6-2框架－剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算6-3框架－剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作性能6-4框架－剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計及構(gòu)造要求本章教學(xué)目標(biāo)通過本章學(xué)習(xí)掌握框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作原理及特點。了解框架－剪力墻結(jié)構(gòu)兩種計算圖形的劃分原則。了解鉸接與剛接體系計算方法的推導(dǎo)過程，掌握其計算方法。了解兩種體系計算的異同點。掌握剛度特征值對框架－剪力墻結(jié)構(gòu)受力和位移的影響。掌握框架－剪力墻結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件內(nèi)力的計算方法。1、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的特點（1）框架－剪力墻結(jié)構(gòu)由框架和剪力墻兩類抗側(cè)

2、力構(gòu)件共同來抵抗水平力和豎向力。（2）變形特點：剪力墻以彎曲型變形為主，框架以剪切型為主。在同一結(jié)構(gòu)中通過樓板把兩者聯(lián)系在一起。樓板在其自身平面內(nèi)剛度很大，它迫使框架和剪力墻在同層標(biāo)高處共同變形。6-1概述框架：層間變形，上小下大剪力墻：層間變形，上大下小框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的層間變形在下部小于純框架，在上部小于純剪力墻，共同作用曲線上、下層間變形更加均勻。（3）受力特點：協(xié)同工作時，剪力墻單元剛度比框架大得多，剪力墻擔(dān)負(fù)大部分水平荷載，兩者之間相互作用力：剪力墻下部變形增大，框架減小，故下部為拉力

3、；上部正好相反，剪力墻變形減小，框架增大，故上部為推力；框架上部和下部剪力趨于均勻化。（4）框剪結(jié)構(gòu)在水平力作用下，框架和剪力墻之間樓層剪力的分配和框架各樓層剪力分布情況，是隨樓層所處高度而變化的。框剪結(jié)構(gòu)中，框架底部剪力為零，剪力控制截面在房屋的中部甚至上部，而純框架最大剪力在底部。（5）框剪結(jié)構(gòu)具有多道抗震防線，震害調(diào)查表明，確為一種抗震性能很好的結(jié)構(gòu)體系。（6）框剪結(jié)構(gòu)的水平位移由控制，層間位移最大值發(fā)生在（0.4～0.8）H范圍內(nèi)的樓層。（7）框剪結(jié)構(gòu)在水平力作用下，框架上下各樓層的剪力

4、值比較接近，梁、柱彎矩、剪力值變化較小，梁、柱構(gòu)件規(guī)格較少，有利于施工。（8）計算方法A、桿件單位矩陣位移法：剪力墻簡化為大剛域平面剛架，該方法考慮桿件軸、剪、彎的影響，同時考慮扭轉(zhuǎn)，計算結(jié)果較精確。這是目前大部分結(jié)構(gòu)通用計算程序所采用的方法，它建立在平面結(jié)構(gòu)假定的基礎(chǔ)上，這種程序稱為空間協(xié)同工作計算程序；B、手算法：利用圖表，較適用于比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，可以得到滿意的結(jié)果。這種方法不考慮軸向變形的影響，在高度較大的高層建筑中計算有較大誤差。上述兩種方法都基于平面結(jié)構(gòu)以及樓板在平面無限剛的假定，均是

5、將縱向和橫向水平荷載分別進(jìn)行計算。2、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中的梁3、適用高度及高寬比自學(xué)，可以參考課本第二章的相關(guān)內(nèi)容。4、剪力墻的合理數(shù)量震害調(diào)查結(jié)果表明，剪力墻數(shù)量越多，地震震害減輕的越多。但是，剪力墻的量太多也不經(jīng)濟(jì)。剪力墻數(shù)量多，地震力越大，使得上部結(jié)構(gòu)的材料增加，而且基礎(chǔ)設(shè)計也很困難。所以，有一個合理墻量的問題，見課本P113表6.1。5、剪力墻的布置剪力墻的布置應(yīng)遵循“均勻、分散、對稱、周邊”的原則。一般情況下，剪力墻宜布置在下列部位：（1）豎向荷載較大處——增加豎向荷載可以避免墻肢出現(xiàn)

6、偏心受拉的不利狀態(tài)；（2）建筑物端部附近——減少樓面外伸段的長度，而且有較大的抗扭剛度；（3）樓梯、電梯間——樓梯、電梯間樓板開洞較大，設(shè)剪力墻予以加強(qiáng)；（4）平面形狀變化處——在平面形狀變化處應(yīng)力集中比較嚴(yán)重，在此處設(shè)剪力墻予以加強(qiáng)，可以減少應(yīng)力集中對結(jié)構(gòu)的影響。本節(jié)的主要目的是確定如何歸并總剪力墻、總框架，以及如何確定總剪力墻和總框架之間的聯(lián)系和相互作用方式。6-2框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算1、基本假定及總剪力墻和總框架剛度計算（1）基本假定①樓板在自身平面內(nèi)的剛度為無窮大，平面外剛度為零。

7、②當(dāng)結(jié)構(gòu)體型規(guī)則、剪力墻布置比較對稱均勻時，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，不計扭轉(zhuǎn)的影響。③不考慮剪力墻和框架柱的軸向變形及基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動的影響。（2）計算簡圖剪力墻和框架之間的連接有兩類，一類是通過樓板：樓板的作用是保證各片平面結(jié)構(gòu)具有相同的水平位移，但假定平面外剛度為0，其對各個平面結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生彎矩，連系梁可以簡化成鉸接連桿。第二類是通過樓板和連梁：縱向：B、C軸又有剪力墻又有柱，一端與柱相連一端與墻相連的梁也稱為連系梁，該梁對墻和柱都會有約束作用，對柱的約束反映在D值中，故同前，連桿與墻為剛接，與框架為鉸

8、接?？偧袅Γ?片墻組成，總框架：2榀框架和6根柱子總連桿：包括8各剛接端工程設(shè)計中，通常根據(jù)連梁截面尺寸的大小，選用鉸接體系或者剛接體系。如果連梁截面尺寸較小，其剛度就小，約束作用很弱，也可忽略它對墻肢的約束作用，把連梁處理成鉸接連桿。上述兩圖是框剪結(jié)構(gòu)簡化的兩種計算體系，分別為鉸接體系和剛接體系。包括總剪力墻、總框架和總連梁三個部分，其中剛性連梁包括所有與墻肢相連的連系梁剛接端。（3）總剪力墻剛度的計算式中，——總剪力墻中剪力墻數(shù)量；——單片剪力墻的等效抗彎剛度，可用第五章的方法計算。（4）