基于变形的框架_剪力墙结构地震内力实用计算方法_刘建新

合集下载

框—剪结构在地震荷载作用下的优化设计

框—剪结构在地震荷载作用下的优化设计【摘要】随着国民经济的发展和社会的进步，各种新技术理念广泛的应用在各行业之中，成为促进社会各产业发展的动力之源。

建筑业作为国民经济的重要组成部分，其发展与当前社会息息相关，伴随着各种施工新技术、新理念的不断产生与应用，建筑行业也呈现出前所未有的发展态势，同时其建筑质量也受到人们的高度重视。

地震作为一项危害巨大的自然灾害，对建筑物有着不可估量的重大影响，同时其对人类生活和发展带来了严重的危害。

框架-剪力墙结构作为目前建筑工程项目的新结构，有着极好的抗震作用。

本文就框架-剪力墙结构受力分析，探讨了剪力墙结构和框架结构中抗震系数和抗震的关系，并指出了确定剪力墙卡巴果真系数的主要手段和方法。

同时就当前框剪结构在应用中的合理布置方案做了详细的分析，使得其能够满足当前房屋的使用要求，为人们生活奠定良好的安全保障。

【关键词】框架一剪力墙；剪力墙数量；刚度；剪力墙布置0.前言在社会发展中，人们对各个环境认识不断提高，随着近年来世界各地地震的不断发生，对各个城市的人们和社会发展都带来了极大的危害。

就我国而言08年的汶川地震，10年的玉树地震等等，这些地震不仅仅造成我国经济发展的严重影响，更是造成了惨重的人员伤亡。

但是从某种意义上讲，致命的不是地震，而是在地震中倒塌的建筑物。

由于在过去建筑工程施工和设计中人们对抗震性能的忽视，导致在地震中各种建筑物的倒塌，造成人员的伤害高于地震本身带来的危害，因此，建筑物的抗震设计非常重要。

框架一剪力墙结构在当前的建筑结构设计和应用中是其主要的结构方式，其以良好的刚度和空间配置的灵活性成为当前建筑结构应用和探究的重点。

此结构中剪力墙的刚度较大，主要承担地震荷载，更是保证建筑结构安全稳定的关键因素。

1.框架-剪力墙结构概述框架-剪力墙结构，俗称为框剪结构。

主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。

墙体全部采用填充墙体，由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。

基于抗震性能的框架—剪力墙结构优化设计

＝
合理确定结构中框架的刚度Ｃ和剪力墙的刚度ＥＪ使结构总体，，刚度及结构刚度特征值在一个合理的范围之内。
一
［＋一＋１（ｃ一（）（一））一
３－
２优化数学模型２１目标函数：．结构地震作用
＝
ｑ＝Ｐ＝（布荷载）均（中荷载）集
（２）
（）３（）４
≥ （舵广（）ｓ（＋ “
（２１）
≥ （他
ＥＨＩ ¨ ￣Ｇ（
２３优化数学模型的编制．
设计变量：目标函数最小化：
／Ｔ
基于抗震性能的框架一剪力墙结构优化设计
蔡俊坡邹仁华马力
摘要：根据我国现行建筑抗震设计规范对结构最大层间位移角限值的要求，以地震作用最小为目标，用计算机ＶＣ语言编写出框架一剪力墙结构的优化程序，并计算出满足要求的剪力墙数量，简单实用，适用于地震区高层建筑结构的初
１ பைடு நூலகம்２．
１．４６
’
１蚧
１８．２１６．４
‘
８２
８２
（３１）
（４１）
２２约束条件：大层间位移角．最
现行规范对最大层间位移角的定义是：楼层层间最大位移与层高之比。为简化计算我们采取了位移曲线二阶求导的方法来推导最大层问位移角。水平荷载位移曲线为：
７０５１０４
７０５１０４７０５１０４
邹仁华（９２，，士生导师，１７一）男硕副教授，西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安

某框架-剪力墙结构消能减震分析

素对其阻尼器进行优化布置，采用ＳＡＰ２０００软件并结合能量法考察了消能装置产生的结构附加阻尼比和减震效
果。基于罕遇地震下的结构弹塑性损伤模式，提出了框架一剪力墙结构在罕遇地震下的简化时程分析方法，获得
了粘滞阻尼器的典型受力特征，可为结构设计提供参考。
３计算分析
粘滞阻尼器为速度相关型耗能装置，具有典型的非线性特征，因此需要采用非线性时程分析来考虑阻尼器附加阻尼比的影响。本工程所采用的分析软件为ＳＡＰ２０００，剪力墙采用Ｓｈｅｌｌ单元模拟，框架梁、柱采用Ｆｒａｍｅ单元模拟，粘滞阻尼器采用Ｄａｍｐｅｒ单元（Ｍａｘｗｅｌｌ模型）模拟。时程分析方法为快速非线性分析方法。图２为综合楼ＳＡＰ２０００有限元模型。表２给出了综合业务楼的基本动力特性。３．１地震波选取
综合业务楼位于８度抗震设防地区，属于高烈度抗震地区，而建筑使用功能亦对结构安全有较高要求，因此本工程采用消能减震设计，所采用的消能减震装置为粘滞阻尼器。众所周知，粘滞阻尼器为速度相关型阻尼器，在静止状态下内力为零，而在振动状态下会产生较大的内力，相当于振动过程中在结构设置阻尼器位置产生了附加动刚度。结构设计过程中受建筑使用功能的需要，结构自身刚心和质心很难做到完全重合，若粘滞阻尼器整体附加动刚度的刚心同原结构自身刚心偏离质心的方向一致，则会进一步加剧地震作用下结构扭转效应，对局部构件的受力状态十分不利。因此，从某种意义上而言，粘滞阻尼器的不合理布置反而会带来一些负面影响。在保证建筑使用功能要求的前提下，粘滞阻尼器尚应保证在平面上对称布置，立面上上下对齐。另外，粘滞阻尼器应布置在层间位移较大处，如建筑物角部附近，同时亦需尽可能避开刚度较大的剪力墙。综合考虑上述因素并对阻尼器布置参数进一步优化后，综合业务楼阻尼器布置如图１所示。本工程采用两种型号的阻尼器，相关参数详见表１。

框架—剪力墙结构的地震响应有限元分析方法

形。当两者通过楼板协同工作，同抵抗水平荷载时，形必须会遭到显著的破坏，共变新西兰１７９６年标准和１８９２年标准指出：连协调，向变形将呈弯剪形。其上下各层的层间变形趋于均匀，肢悬臂延性剪力墙可能是现今钢筋混凝土结构中最好的抗震结侧
第３６卷第１４期２０１０年５月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＩＨＴＥＣｒＵＲＥ
Ｖ０．６ＮＯ．４Ｉ３１
Ｍａ．２１ｙ００
・７・５
文章编号：０９６２（００１ —０５０１０ —８５２１）４０７ —２
框架一剪力墙结构的地震响应有限元分析方法
南建桥
摘要：进行了框架一剪力墙结构的地震响应有限元分析，从强度和变形两方面来检验框架一剪力墙结构的安全和抗震可靠度；通过对结构进行模态分析，出了结构的抗剪承载能力和储备，得该方法对框架一剪力墙结构体系的分析设计具有一定的指导意义。
关键词：架一剪力墙结构，震响应，框地有限元，抗震性能
中图分类号：Ｕ３２Ｔ５文献标识码：Ａ
１概述
随着工业化和城市化的日益发展以及科学技术的不断进步，高层建筑由于其节约用地和节省投资等方面的优势而越来越成
框架一剪力墙结构，以其广泛的适用性及良好的抗震性能，
全耐久。因此，层建筑设计过程中的结构选型，高主要是选择合被广泛的应用于我国的高层建筑中。众所周知，在框架结构平面适的抗侧力结构体系。高层建筑的结构体系，主要有框架结构体的适当部位设置剪力墙来抵抗水平荷载，便形成了框架一剪力墙

钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究共3篇

钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究共3篇钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法研究1钢筋混凝土框架剪力墙结构是一种结构体系，在地震作用下具有较高的抗震性能。

这种结构体系可以采用能量抗震设计方法，进一步提高其抗震性能。

本文将详细介绍钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法的研究。

1. 能量抗震设计方法简介能量抗震设计方法是一种基于结构弹塑性韧性目标的设计方法，其核心思想是使结构在地震作用下，通过适当塑性变形吸收地震能量，从而减小结构的震动响应，提高其抗震性能。

具体来说，能量抗震设计方法需要先确定结构的设计震级、设计地震波和设计位移。

然后，通过合理的结构配置、强度设计和细节设计，使结构能够在震动过程中通过一个合理的弹塑性变形过程，吸收大量的地震能量，从而达到抵抗地震破坏的目的。

2. 钢筋混凝土框架剪力墙结构的特点钢筋混凝土框架剪力墙结构是由框架和剪力墙两部分组成的，具有以下特点：（1）框架的柱和梁间距大，设计为不敏感区，灵活性较高，有利于消除局部的集中应力。

（2）剪力墙负责强度和刚度的承担，起到了集中吸能的作用，能够消耗地震能量，从而提高结构的抗震性能。

（3）框架和剪力墙之间通过连接件进行刚性连接，形成一个整体的结构。

（4）由于剪力墙具有较高的强度和刚度，结构的位移角度受到较大限制，可有效地控制结构的变形。

3. 钢筋混凝土框架剪力墙结构基于能量抗震设计方法的研究钢筋混凝土框架剪力墙结构可以采用能量抗震设计方法，进一步提高其抗震性能。

其具体步骤如下：（1）确定设计震级、设计地震波和设计位移。

（2）设计抗震水平荷载组合，确定结构的强度及抗震性能要求。

（3）进行结构设计，在保证结构稳定性和强度的前提下，合理选取材料和剖面尺寸，构造出一个合理的钢筋混凝土框架剪力墙结构。

（4）进行细节设计，如钢筋配筋、节点连接等，保证结构在地震作用下能够发挥较好的变形能力和塑性能力。

（5）进行结构的抗震性能分析，确定结构的抗震性能是否符合设计要求。

基于新抗震设计规范审查稿的框架剪力墙结构等框架内力调整解读

基于新抗震设计规范审查稿的框架剪力墙结构等框架内力调整解读新的抗震设计规范审查稿GB 50011-20XX已经出来，从中可以发现变化之处有很多，HiStruct 推荐各位好好读读，其中就包括了咱们一直有争议的框架剪力墙结构框架内力调整方法。

具体的新条文和说明如下：6.2.13钢筋混凝土结构抗震计算时，尚应符合下列要求：1.侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构，任一层框架部分按侧向刚度分配的地震剪力应乘以增大系数，其值不宜小于1.15 且不应小于结构底部总地震剪力的20％和按框架–抗震墙结构、框架-核心筒结构侧向刚度分配的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5 倍二者的较小值。

…………[说明]：本条有两处修改，其一，关于普通的框架-抗震墙结构的剪力调整系数，其二，少墙框架的计算。

按照框剪结构多道防线的概念设计要求，墙体是第一道防线，设防烈度、罕遇地震下先于框架破坏，由于塑性内力重分布，框架部分按侧向刚度分配的剪力必须加大；即使按框架与抗震墙协同工作分析，结构上部1/3~1/2的楼层，框架部分按侧向刚度分配的楼层剪力可能大于墙体，也应考虑内力重分布适当增大。

我国80 年代1/3 比例的空间框剪结构模型反复荷载试验及试验模型的弹塑性分析表明：保持楼层侧向位移协调的情况下，弹性阶段框架仅承担不到5%的总剪力；随着墙体开裂，框架承担的剪力逐步增大；当墙体端部的纵向钢筋开始受拉屈服时，框架承担大于20%总剪力；墙体压坏时框架承担大于33%的总剪力。

2001 版的规定与89版的规定相同，多遇地震下弹性阶段20%的总剪力，当结构在罕遇地震下墙体损坏导致的墙体与框架之间地震剪力重分布，则框架承担的剪力远大于20%。

因此，继续保持2001版的规定是最低的要求，本次修订拟明确：“任一层框架部分按侧向刚度分配的地震剪力应乘以增大系数”。

89版、2001版增大系数的规定，取较小值是为了避免仅有少量框架的框剪结构的框架调整系数过大，但当上部楼层按刚度分配大于总剪力20%时不需调整，没有体现多道防线，故拟增加按刚度分配的1.15 倍考虑多道防线。

地震作用下框支剪力墙结构中落地剪力墙的合理数量

为了保证落地剪力墙有较大的截面面积，ｙ。应
地剪力墙墙肢总折算惯性矩
反≥卷‰一蹦
因此，落地剪力墙的合理数量应满足
（１７）
（２１）
Ｖｗ≤瓦１，ＲＥ
所以
‰ｈ。≥警
０・１５ｆｌｃｆｃｂｗｈｗｏ）
卜。≥等斧
㈣，
（１８）
ｋ≥卷‰一髓
式中，叩。为剪力增大系数，一、二、三级抗震等级时，
应分别取１．６、１．４和１．２；ｂ。为落地剪力墙宽度；
地震作用下框支剪力墙结构中落地剪力墙的合理数量
沈蒲生刘杨孟焕陵
（湖南大学，长沙４１００８２）
摘要：从框支剪力墙结构协同工作的连续化分析原理出发，按照我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》（ＪＧＪ３－２００２）和《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１１－２００１），在充分发挥框架柱的抗侧能力
的基础上，采用分区混合法，通过对框支层抗剪承载力和楼层层间最大位移与层高之比的双重控
底部框支层的剪力ｙ。可近似按底部剪力法计
算，即
／７，，＼０．９
Ｖｏ—ＦＥＫ—Ｏ／１Ｇ。ｑ—ｉ≯｛ｏ／ｍａｘ（ｏ。。
、１
（６）（７）（８）
ｌ，
自振周期，增大地震作用效应，从而增加材料用量、增大结构自重，造成经济上不必要的浪费。
当底部大空间为１层时，我国《高层建筑混凝土
Ｇ。。一０．８５Ｇ
了’１—０．０３＋０．０３Ｈ／≮晒
式中，Ｌ为场地特征周期；Ｔ１。为结构基本自振周
期，按纯剪力墙结构近似考虑‘１３；ａ。为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；Ｏ／ｍａｘ为水平地震影响系数最大值；Ｇ。。为结构等效总重力荷载；Ｇ为地面以上总重力荷载代表值；Ｂ为房屋宽度。以式（７）和式（８）代入式（３），可得

框架—剪力墙结构的抗震设计计算及其简化分析

框架—剪力墙结构的抗震设计计算及其简化分析
框架—剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成,由于剪力墙的抗侧刚度比框架的抗侧刚度大得多,故它们的协同作用既可以提供整体结构较大的抗侧力,也利用了框架结构可以提供较大空间的优越性。

因此这种结构体系整体性好、刚度大、侧向变形小、抗震性能好,易于满足高层结构中现行国家规范限定值要求,而得到广泛应用。

但是对于这种结构体系的简化分析仍然是处于简单的刚度叠加。

本文通过有限元方法,利用ANSYS与Matlab软件对框架-剪力墙结构进行整体结构动力分析,得到了框架—剪力墙的振型、周期等自振特性,通过这些动力特征,进而了解了该类型结构的刚度分布情况。

根据刚度分布情况进行结构简化,由此导出了框架—剪力墙结构的等效简化模型的刚连体系和铰连体系,再根据等效的简化模型和原结构的动力特性应尽可能保持一致的等效原则,推导了框架—剪力墙简化模型理论计算公式,并对其进行地震反应数值分析。

通过与原结构计算结果的比较,都得到了很好的结果,验证了本文所提出的简化等效模型的合理性。

另外,为了充分发挥了ANSYS有限元分析与Matlab矩阵运算的各自功能。

本文通过在Matlab中编写M文件实现与ANSYS的接口连接技术,给出了各种接口的实现方法和调用程序,总结了各种方法的优缺点。

充分利用了ANSYS参数化命令编程APDL语言建模的优点,以及Matlab的强大数学运算功能和图形绘制功能。

为进行结构抗震计算一体化的初步实践,以及实际的工程开发提供了一种比较好的编程思路。

计算结果表明,通过这种简化方法可以优化结构设计,提高其安全性和经济性,并为工程设计提供一些有实用价值的参考。

框架-剪力墙结构近似计算方法

对刚结体系，为了减少连梁配筋，设计中降低连梁的刚度，用hEI代替El，h值一般不小于0.55 注： h仅在水平地震作用下的协同工作计算时取0.55，在风荷载作用下协同工作计算时仍取1.0
各剪力墙、框架和连梁的内力计算
剪力墙内力
一般取楼板标高处的M、V作为设计内力
求出各楼板标高（第j层）处的总弯矩Mwj、剪力Vwj后，按各片墙的等效刚度进行分配，第j层第i片墙的内力为
02
框－剪结构在水平力作用下的变形曲线呈反S形的弯剪型位移曲线
04
框－剪结构协同工作原力特点：
在下部楼层，剪力墙拉住框架按弯曲型变形，使剪力墙承担了大部分剪力
在上部楼层，框架除承受水平力作用下的那部分剪力外，还要负担拉回剪力墙变形的附加剪力
在上部楼层即使水平力产生的楼层剪力很小，而框架中仍有相当数值的剪力
梁刚域长度：lb1=a1 - hb/4； lb2=a2 - hb/4。柱刚域长度：lc1=c1 – hc/4； lc2=c2 – hc/4。
图 8-7 连梁刚域长度
约束弯矩系数刚结连梁两端都产生单位转角时梁端所需施加的力矩，称为梁端约束弯矩系数，以m表示。两端带刚域：
框架和剪力墙相互间在顶部有集中力作用。
各层刚度变化不大（用沿高度加权平均的方法，按平均刚度计算）。
01
剪力墙的hw/H≤1/4，连梁的hb/lb≤1/4（剪切变形的影响不大）。
02
框架的H/B＜4(柱子轴向变形的影响不大)
03
二、本章计算方法的应用条件
高层建筑结构设计
湖北工业大学土木工程与建筑学院
②水平荷载分配
(a)p图； (b) pw图； (c) pF图
框架承受的荷载(即框架给剪力墙的弹性反力)在上部为正，在下部出现负值。这是因为框架和剪力墙单独承受荷载时，其变形曲线不同

简述在建筑工程中框架剪力墙结构建筑施工技术的应用刘其新

简述在建筑工程中框架剪力墙结构建筑施工技术的应用刘其新发表时间：2019-07-15T10:09:25.577Z 来源：《建筑细部》2018年第26期作者：刘其新[导读] 故而建筑企业在工程建设中应结合工程实际，科学选择施工工艺，从而有效提高工程的施工质量。

摘要：目前框架剪力墙结构在建筑工程施工中得到了广泛的应用，能够充分满足不同建筑的要求，框架剪力墙结构在空间柔性方面具有较大的优势，因此也受到专业人士的欢迎。

关键词：框架剪力墙；建筑工程；空间灵活性；应用1 前言当前，城市发展水平不断提高，建筑行业也在不断进步，高层建筑数量明显增多，这使得框架剪力墙结构在建筑工程施工中得到了十分广泛的应用。

故而建筑企业在工程建设中应结合工程实际，科学选择施工工艺，从而有效提高工程的施工质量。

2 框架剪力墙结构概述框架剪力墙结构主要结合了框架结构和剪力墙结构各自的优势，所以在框架剪力墙结构应用的过程中，其结构特性上的优势更为突出。

而且框架剪力墙结构需要使用多种建筑材料，与其他结构形式相比，其优势更大，而这也成为了框架剪力墙结构能够得以广泛应用的重要原因。

不仅如此，框架剪力墙结构的刚度、受力以及抗震指标更强，可有效提高工程质量，完善工程的性能。

3 框架剪力墙结构的特点框架剪力墙结构之所以在现代的建筑工程施工中得到大范围应用，主要是由于其具有非常多的优点，在众多的优点当中，抗震性能好，刚度强，受力合理成为了该结构最为突出的特点。

从抗震的角度来看，框架剪力墙结构主要采用框架结构，所以其可以承受非常大的震动，且相关文件当中对结构的抗震性能提出了明确的要求，这就要求框架剪力墙结构的抗震等级需结合建筑的用途，以及建筑整体应用情况，在建筑工程施工中，科学设计框架剪力墙结构比重。

从刚度的角度来看，经过大量的建筑工程分析不难发现，框架剪力墙刚度较强，若其基底的弯矩达到总弯矩的 20% 时，则框架的刚度会受到较大影响，在这种状态下，需要采取有效措施科学合理地设计抗震等级。

几种地震反应分析方法对框架-剪力墙结构抗震性能评估的比较

几种地震反应分析方法对框架-剪力墙结构抗震性能评估的比
较
王凌飞;赵歆冬;孙文秀;王乐天
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2010(008)002
【摘要】通过对一高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构用规范简化算法(SATWE软件计算)、弹塑性动力分析(EPDA软件计算)、弹塑性静力分析(EPSA软件计算)三法进行了分析,并对其分析结果进行对比,最终得出针对高层钢筋混凝土框架-剪力墙结构进行抗震性能评估的可靠、实用、实施性强、经济合理的地震反应分析方法.【总页数】3页(P153-155)
【作者】王凌飞;赵歆冬;孙文秀;王乐天
【作者单位】西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055
【正文语种】中文
【中图分类】TU973.16
【相关文献】
1.框架-剪力墙结构非线性地震反应分析 [J], 郭向东
2.框架剪力墙结构地震反应push-over分析 [J], 贾晓坤;郭雷;张凯
3.框架-剪力墙结构基于地震强度的新一代抗震性能评估方法研究 [J], 朱汉波;梁兴
文;党英杰
4.框架-剪力墙结构三维弹塑性地震反应 [J], 王涛;孟丽岩;孙景江;石宏斌
5.基于静力弹塑性分析方法的RC框架结构抗震性能评估 [J], 梁玉国;张玉星因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

框架-剪力墙结构高层地震问题的数值分析

框架-剪力墙结构高层地震问题的数值分析曾支明;丛树民【摘要】The seismic response and seismic wave transient analysis of frame-shear wall structure high-rise buildings are made,by using the finite element software ANSYS.Through the analysis on the frame-shear wall structure high-rise buildings under the vibration and seismic waves,the relationship between the displacement of the structure and the earthquake frequency is educed,which could provide reference for the aseismic design of frame-shear wall structure high-rise building.%应用大型有限元ANSYS软件对框剪结构高层进行了地震响应和地震波瞬态分析,通过框剪结构高层在自振及地震波作用下的分析,得到了结构的位移与地震频率的关系,可为框剪结构高层的抗震设计提供参考价值.【期刊名称】《沈阳大学学报》【年(卷),期】2011(023)006【总页数】4页(P118-120,124)【关键词】框剪结构;ANSYS;谱响应分析;瞬态分析【作者】曾支明;丛树民【作者单位】沈阳大学建筑工程学院,辽宁沈阳110044;沈阳大学建筑工程学院,辽宁沈阳110044【正文语种】中文【中图分类】TU398.2当前,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,促使了近代高层建筑的出现和发展,使其成为近代经济发展和科学技术进步的产物.框架-剪力墙结构也称框剪结构,是由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式,具有布置灵活、抗侧力强、剪力墙刚度大等优点[1].在同等抗震要求的情况下,相对于框架结构而言,框剪结构的楼房抗震性能要好.因此,框剪结构体系在高层建筑结构中得到了广泛应用.我国是个多地震国家,87%的行政区域属于地震区,因此,研究框剪结构的抗震性能对我国高层建筑的抗震及防震具有重要的意义[2].长期以来,传统的抗震设计方法是利用手工计算,将框剪结构每一层简化成一个质点,进行固有频率和固有振型的近似计算.随着有限元理论的不断发展和完善,有限元软件成为研究钢筋混凝土结构性能的有力工具.ANSYS软件是当今国际主流的有限元分析工具,它有众多的单元可供选择,并具有非常完备的前处理和后处理功能.ANSYS软件在钢筋混凝土分析中的应用使得工程师们从烦琐的程序编制中解脱出来,缩短了结构设计的时间,提高了效率[3].本文所选的框剪结构建筑共22层,总高度为83 m,主框架柱截面为1.2 m×1.2 m,次框架柱截面为0.8 m×0.8 m;外框架梁截面为0.5 m× 0.8 m,内框架梁截面为0.6 m×0.8 m,次框架梁截面为0.4 m×0.5 m;剪力墙厚0.3 m,外围墙及楼板厚0.2 m.第1～4层层高5 m,第5层及以上层高均为3.5 m.钢筋混凝土的密度统一为2 700 kg/m3,泊松比取为0.2.在结构有限元建模中,主、次框架柱以及外、内、次框架梁构件均采用二次梁单元(Beam 188)进行模拟,剪力墙、外围墙及楼板构件采用弹性壳体单元(Shell 63)进行模拟,划分的有限元节点总数为1 702个,单元总数为22 660个.各承重结构的模型参数如表1所示,建筑结构平面图如图1所示.在使用ANSYS建模时采用边建模边划分网格的办法,这样能减少工作的烦琐,建完和网格划分后的模型如图2所示.由于高层结构的桩基础埋置较深,结构在地面的侧移和转动不大,因此在模型底端可以通过固端约束来模拟结构的底部基础,在建立模型后将与地面接触的所有节点施加全部约束.施加约束和自重荷载后整个模型如图3所示.模态分析是研究结构动力特性的一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用[4].设置分析类型为Modal,设置模态提取方法为Subspace,模态数为28,求解后得到前四阶的变形图如图4所示.可以得出结构的前四阶自振频率如表2所示. 谱分析是对空间数据进行格局、尺度分析的一种数学方法,运用傅里叶变换求取观测数据分解产生正弦波及拟合最优波函数[4].设置分析类型为Spectrum,提取方法为Single-ptresp.打开应力响应开关,输入频率对应的反应谱谱值,本例建筑抗震要求为7级的近地荷载,场地为Ⅲ类且为动态响应,所以Tg=0.4,αmax= 0.08.输入20个频率对应的20个反应谱谱值,经过模态的扩展和合并可以得出建筑上各个节点X,Y方向的位移与频率的历程图,本例以1 629 (结构顶部一角点)节点为例,位移-时间历程图如图5所示.(1)建立地震波数据文件.本例采用天津波,天津波的记录时长为5 s,时间间隔为0.01 s,每0.1 s取一个值,共取50个值.建立两个.txt的地震波文件.(2)读入地震波数据文件.对建筑实行50个加载步,每个加载步分10个子步进行地震波的瞬态分析.图6为节点1 629在第50加载步第10子步后的X,Y方向的位移图.另外,还可以通过图7来了解1 629节点的X,Y方向的位移随时间的变化.(1)本例22层建筑结构在自振频率2.25～3.5 Hz之间结构的位移小,是可以安全使用的.(2)结构模型以水平振形为主,特别是以Y轴的平动为主.所以,高层设计中提高建筑物的抗侧力是非常重要的.由此证明框剪结构在高层建筑抗震中的组合优势.(3)总体来说,通过ANSYS对框剪结构的抗震分析,充分说明了它的精确性、直观性,并且可以为工程人员对框剪结构高层抗震设计提供借鉴依据.【相关文献】[1]李围.ANSYS土木工程应用实例[M].2版.北京:中国水利水电出版社,2007.[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.[3]中华人民共和国建设部.GB 50009—2001 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.[4]李冬林,梁西文,辛建雨.巨型框架结构体系地震响应问题的ANSYS分析[J].山西建筑学报,2009,35(5):71-72.。

框架-剪力墙结构扭转计算方法

框架-剪力墙结构扭转计算方法
沈蒲生;刘杨;孟焕陵
【期刊名称】《土木建筑与环境工程》
【年(卷),期】2007(029)001
【摘要】以往高层框架-剪力墙结构扭转计算模型,均根据结构抗扭刚度的定义(即使楼层产生单位扭转角时所需要作用的扭矩值)来确定楼层刚心位置,但由于框架与剪力墙的变形特征和剪力分配机理都不相同,导致这些模型的刚心计算位置与常理不符.文中引入的新刚度模型,在同时考虑框架与剪力墙抗侧刚度的基础上获得楼层抗扭刚度,由此计算框架-剪力墙结构的刚心和扭转偏心距,并在计算扭转效应时,让构件充分参与抗扭,考虑构件的抗扭刚度.算例表明,本文刚度模型概念清晰,计算简单准确,可为扭转近似计算提供参考.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】沈蒲生;刘杨;孟焕陵
【作者单位】湖南大学,土木工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学,土木工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学,土木工程学院,湖南长沙,410082
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.4
【相关文献】
1.浅谈框架-剪力墙结构扭转位移比的控制 [J], 王凌云
2.平面L型钢框架-剪力墙结构扭转效应研究 [J], 胡光林;雷庆关
3.不对称布置RC框架-剪力墙结构抗侧刚度退化及扭转效应非线性仿真分析 [J], 李晓路;张晴;贾益纲;吴光宇
4.平面L型钢框架-剪力墙结构扭转效应研究 [J], 胡光林;雷庆关;
5.框架-剪力墙结构考虑扭转的计算 [J], 黄德华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算

地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算郭猛;姚谦峰【摘要】框架-复合墙结构是以框架和密肋复合剪力墙共同承担水平地震作用的新型组合式双重抗侧力体系,合理计算弹塑性阶段框架与复合墙的内力是决定大震下结构体系安全性能的关键问题之一.根据6榀典型密肋复合墙试验数据,建立了复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数.在对比复合墙与框架、混凝土墙、砌体墙刚度退化规律的基础上,分析了复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出了弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法,并通过具体算例讨论了结构内力的变化情况.研究结果表明:弹塑性阶段,框架与密肋复合墙刚度退化速度比值呈非线性关系,框架分担总地震剪力的比例增加,但其绝对剪力值增加幅度并不明显;考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更好地符合了地震下框架-复合墙结构的实际受力情况.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】6页(P65-70)【关键词】框架-复合墙结构;密肋复合墙体;刚度退化;弹塑性阶段;地震内力【作者】郭猛;姚谦峰【作者单位】北京交通大学,土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学,土木建筑工程学院,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】TU398.2;TU311.3双重抗侧力体系由两种变形性能不同的分结构体系组成,一般由弯曲变形为主的悬臂墙主要承担水平荷载,由剪切变形为主的剪切型悬臂框架承担竖向荷载,具有两重或多重抗震防线.弹塑性阶段框架与剪力墙、支撑之间的地震内力分配问题是双重体系抗震研究的重要内容.对此,国内外学者已经做了大量的试验和理论研究工作[1-5],为各国抗震规范的制订和完善提供了依据.框架-复合剪力墙结构是课题组近期提出的一种新型双重抗侧力结构形式[6],以框架和密肋复合墙共同承担水平地震作用.这种结构形式在不大幅增加土建造价的条件下,将框架内部脆性的砌体填充墙通过科学的构造措施转换成有效的抗震构件,充当结构的第一道抗震和耗能防线,极大提高了框架结构的整体抗震性能,在我国中高地震烈度区具有广阔的发展空间和应用前景.框架-复合墙结构中密肋复合墙具有特殊的构造形式,使等效抗剪模量等力学参数与匀质混凝土墙相差较多,墙体破坏过程和刚度退化规律更为复杂.对于弹塑性阶段构件刚度退化后的总地震作用在框架与复合剪力墙之间的分配问题,目前还尚未涉及,本文作者在密肋复合墙模型试验基础上,研究密肋复合墙体的刚度退化过程和退化规律,分析复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法.1 密肋复合墙体刚度退化规律1.1 试验概况对于密肋复合墙体抗震性能方面的研究,文献[7]进行了14榀不同比例及参数的密肋复合墙体模型试验,本文作者选取其中6榀典型的1/2比例墙体试件,研究其刚度退化规律及肋柱数量、剪跨比、轴压比、配筋率等主要因素对刚度退化的影响程度.墙体试件的长、高、宽分别为1 400 mm、1 375 mm、100 mm;隐形外框架截面尺寸为50 mm×100 mm,配置纵筋4Ø6,箍筋Ø4@100;肋梁截面尺寸为40 mm×100 mm,肋柱截面尺寸为50 mm×100 mm,均配置纵筋4Ø4,箍筋Ø2@100;外框架混凝土强度为C30,墙板框格混凝土强度为C20.6榀试件的试验目的分别为：SW6为标准墙体试件,以实际工程中的典型墙板为原型缩尺制作,用于对比;SW5为3肋柱试件、SW12为5肋柱试件,用于研究肋柱数量对刚度及退化规律的影响;SW7为变轴压比试件,用于研究轴压比对刚度及退化规律的影响;SW3为变剪跨比试件,用于研究剪跨比对刚度及退化规律的影响;SW13为变配筋率试件,用于研究肋柱纵筋对刚度及退化规律的影响.1.2 受力破坏过程在水平荷载达到极限荷载的40%前,密肋复合墙体表现为弹性,肋梁、肋柱中没有出现裂缝,砌块中出现少数微裂缝,随着水平荷载的增加,砌块内的裂缝增多且延伸至框格.当荷载值达到极限荷载的60%～70%时,肋梁、肋柱中出现了斜裂缝,受拉区外框柱脚部出现水平裂缝且逐步延伸、扩大,受压区外框柱脚部混凝土出现轻微的压碎现象.当水平荷载达到极限荷载的85%左右时,墙体中的肋梁、肋柱出现可见斜裂缝,中层砌块开始出现轻微剥落,这一阶段最明显的现象是肋梁中的钢筋应变迅速增大并开始屈服,墙体承载力虽然仍在上升,但其刚度下降很快,塑性变形显著.荷载继续增加,墙体中的斜裂缝已在部分肋梁、肋柱中贯通,延伸至框柱,并逐步形成沿对角线方向贯通整个墙体的弥散裂缝,各层砌块出现破碎、剥落现象,并开始逐步退出工作,外框柱拉区钢筋屈服,压区混凝土有压碎现象.此后进入位移控制的循环阶段,当达到极限位移时,墙体出现大量的剪切和滑移变形,砌块几乎完全剥落,在肋梁上出现多处塑性铰区,最终退化成仅由肋格和外框组成的纯框架.1.3 刚度退化全过程及指数式退化模型根据试验数据,以层间位移角为横坐标,以等效刚度退化系数γw为纵坐标,做出SW 系列试件的刚度退化系数随层间位移角θ的变化规律曲线,如图1所示.图1 密肋复合墙体等效刚度退化曲线Fig.1 Stiffness degradation curves of multi-ribbed walls由图1可见,试件尺寸及荷载条件相近的密肋复合墙体的刚度退化规律基本相同,总体趋势是退化初期刚度衰减很快,随着位移的增大而减缓,最后趋于平缓.刚度退化全过程分以下4个典型阶段.1)加载初期至砌块出现可见裂缝前,墙体处于完全弹性状态,刚度保持不变.2)砌块初裂至开裂荷载阶段,由于材料非线性性质和微裂缝的产生,刚度略有下降,荷载-位移曲线呈现一定的转折,刚度较为稳定.3)墙体开裂至屈服阶段,填充砌块、肋梁、肋柱上新的裂缝不断产生,旧有裂缝不断扩展,刚度退化速度明显加快,是刚度退化全过程中最快的阶段.4)屈服后至承载力极限阶段再至破坏阶段,主裂缝已经产生并得到充分开展,刚度缓慢且均匀下降,没有明显的刚度突变,剩余刚度为初始刚度的10%～15%.以SW6、SW5、SW12、SW7、SW13 5 榀墙体试件的详细试验数据为依据,利用指数表达式对一般典型密肋复合墙刚度退化曲线进行拟合,即式中：K为不同特征点等效刚度;Kk为开裂阶段等效刚度;Δ为试件顶部水平位移;Δk为试件开裂点对应的水平位移;h为试件高度.对应于具体层间位移角的刚度退化系数见表1.为便于比较,将框架、混凝土墙、加气混凝土砌块墙的刚度退化系数γf、γc、γa一同附上.由表 1可知,密肋复合墙体的刚度退化值介于框架与剪力墙之间,退化早于框架而晚于混凝土剪力墙.表2为以θ=1/500 rad时混凝土墙、密肋复合墙、加气混凝土砌块墙的等效刚度为其初始“弹性”刚度得到的当θ≥1/500 rad后墙体刚度退化系数.由表2可知,层间位移角在1/500 rad后的弹塑性阶段,密肋复合墙退化速度快于混凝土墙而慢于砌体墙. 表1 框架、密肋复合墙、混凝土墙刚度退化系数Fig.1 Stiffness degenerationcoefficients of frame,composite wall,shear wall层间位移角θ/rad框架γf混凝土墙γc复合墙γw加气混凝土砌块墙γa＜1/3 000 1.0 1.0 1.0 1.0 1/2 000 1.0 0.8 1.0 1.0 1/1 000 1.0 0.57 0.94 0.65 1/500 1.0 0.39 0.58 0.34 1/250 0.69 0.25 0.36 0.18 1/120 0.46 0.17 0.21 0.10表2 相对等效刚度退化系数Fig.2 Relative stiffness degeneration coefficients?2 弹塑性阶段结构受力变化对于一般框架-剪力墙结构,剪力墙与框架的弹性层间位移角极限值相差很远,地震作用下剪力墙首先越过弹性极限,进入弹塑性变形阶段并开裂,而框架部分则一直到结构层间位移角达到1/500 rad之前均处于线弹性变形阶段.剪力墙与框架进入塑性阶段的先后使得结构受力性能发生一定程度变化,表现在：第一,剪力墙刚度降低后,结构整体自振周期增大,所受到的地震作用减小;第二,剪力墙与框架的刚度比值发生变化,地震作用在框架和剪力墙之间产生重分配现象,将使框架分配到的地震力显著增大.复合剪力墙体刚度退化对框架-复合墙结构受力的影响规律大体上与框架-剪力墙结构相同,但具体影响程度具有自身的特点.为保证框架-复合墙结构中框架能够适应强地震时的大变形而具有一定的安全度,宜使其在复合墙进入非弹性变形阶段后仍处于弹性变形阶段内,或超越不远,并承担相应刚度下所分配的地震荷载.因此,框架-复合墙结构中框架部分必须按复合墙刚度退化后的弹塑性阶段进行抗震设计与校核.3 地震作用下结构弹塑性内力计算3.1 两个设计阶段的确定1)弹性设计阶段.取各类构件的弹性刚度进行水平地震作用的分配,复合墙作为主要抗震构件承担大部分水平地震作用,为复合墙的最大和最不利受力状态.2)弹塑性设计阶段.确定框架最不利受力状态应综合考虑两项原则：①框架与复合墙的弹塑性刚度比达到最大值;②对应不同刚度比值时框架所分担的地震作用为各变形阶段中的最大值.文献[2]通过分析多组试验数据指出,框架-剪力墙结构中框架的最不利受力状态可取层间位移角θ=1/500 rad时所对应的刚度比值及所受地震作用.但由表2可知,当层间位移角达到1/500 rad时,框架与复合墙的相对刚度比为1.72,并非两者刚度比的最大值;随着θ继续增大,复合墙的刚度退化速度快于框架部分,当θ=1/120 rad 时,两者刚度比达到2.19.因此,根据框架与复合墙刚度比值最大原则,框架的最不利受力状态是弹塑性极限阶段.另一方面,虽然层间位移角为1/120 rad时两者刚度比值达到最大,但此时地震作用已下降很多,框架的绝对受力不一定是最大.以层间位移角和刚度特征值为两个控制参数,层间位移角依次取1/550 rad、1/500 rad、1/450 rad,…,1/150 rad,刚度特征值依次取0.6,0.8,1.0,…,3.0,取总计135种情况进行分析,初步建议框架-复合墙结构弹塑性设计阶段的设计与验算方法为：框架与复合墙的刚度比值取1/250 rad时的刚度比,而所承受的地震剪力取1/550 rad时对应的地震力,以此来进行弹塑性阶段框架截面设计和承载力验算.3.2 弹塑性阶段结构受力性能的变化1)基本自振周期.框架-复合墙结构属于剪切型悬臂框架与抗剪刚度较小的弯剪型悬臂梁组合而成的双重抗震体系,剪切变形的计入使得总变形显著增加,且在总变形中所占比重较大,对于一般中高层框架-复合墙结构,结构自振周期、位移和内力的计算必须计入剪切变形影响.根据铁摩辛柯剪切梁理论[8-9],采用连续化协同工作方法建立框架-复合墙结构的振动方程和位移微分方程,结合边界条件推导出同时考虑复合墙弯曲变形和剪切变形后的基本自振周期 T为式中：φ1为框架-复合墙结构刚度特征值λ的函数,由框架-剪力墙结构的φ-λ曲线[10]查出其值,这里的λ按式(3)进行计算;H为结构总高度;ῶ为结构沿高度单位长度上的重量;EIeq为总复合墙抗弯刚度;系数反映了剪切变形对结构刚度特征值的修正,其中为剪切变形系数,GeqA为密肋复合墙的等效抗剪刚度,α为矩形截面影响系数;Cf为框架的抗推刚度;γf为框架的刚度退化系数,见表1.2)不同楼层承受的地震作用.对于高度不超过40 m,刚度和质量沿高度分布比较均匀的框架-复合墙结构,用底部剪力法计算确定其地震作用FEK[11],当 Tg＜T＜5Tg时,式中：Tg为特征周期;αmax为水平地震影响系数最大值为结构等效总重力荷载. 由式(4)可知,第i层的剪力与T的0.9次幂成反比,即考虑结构刚度退化时,楼层剪力修正系数为式中：Vi为第i层的剪力;Vi′为修正后第i层的剪力;βT为自振周期修正系数,这里T′为考虑构件刚度退化后的自振周期.3)结构水平位移.倒三角形荷载下,同时包含弯曲变形和剪切变形的框架-复合墙结构水平位移曲线方程为式中：q为倒三角形荷载的最大值为表征复合墙体抗弯刚度与抗剪刚度相对大小的参数;ξ为计算点相对高度.复合墙刚度退化后,将其实际刚度(EIe q)′代入式(3),并以λ′表示退化后的刚度特征值,则水平位移曲线方程为式中：q′为结构刚度退化后承受实际倒三角形荷载的最大值;κ′为结构刚度退化后的κ.4)总框架分担地震剪力比例.倒三角形荷载作用下,弹塑性阶段总框架、总复合墙分担的剪力分别为式中：Vf′为弹塑性阶段框架剪力;Vw′为弹塑性阶段复合墙剪力;V′为弹塑性阶段结构总剪力.3.3 框架-复合墙结构弹塑性内力实用计算方法1)根据弹性计算结果确定发生最大层间位移的楼层位置,由该层间位移角取指定值反求出所受外荷载,进而求得其他各层的层间位移角[12],查表1或由式(1)计算得到各层框架、复合墙对应于不同层间位移角时的刚度退化系数γf、γw.2)利用γf、γw修正各层构件弹性刚度,沿高度加权平均得到结构实际刚度,再代入框架-复合墙结构刚度特征值公式(3),查φ-λ关系图求得φ1,将φ1、γw代入自振周期公式(2)得到自振周期T′.3)将T′代入式(4),求出弹塑性阶段结构所受总地震作用及各楼层地震作用.4)对于倒三角形分布荷载,按底部弯矩相等原则折算为等效倒三角形荷载.5)将λ′,q′代入式(8)、式(10)、式(11)得出弹塑性阶段考虑构件刚度退化时的水平位移和框架、复合墙各自分担的地震剪力.4 算例分析与讨论4.1 算例分析12层框架-复合墙结构,层高3.6 m,框架-复合墙组合体抗弯刚度和抗剪刚度EeqI=3.9×1017 N◦mm2,Deq=2.83×109N;框架抗推刚度Cf=0.42×109N;刚度特征值λ=1.33.最大层间位移角出现在第5层,取该层间位移角分别为 1/550 rad,1/450 rad,1/350 rad,1/250 rad 4种弹塑性工况,与本文3.3节给出的计算方法进行对比分析.4种工况下各楼层的刚度退化系数见表3,沿高度方向各层刚度退化程度不同,结构层间位移角越大,刚度退化越快.计算基本自振周期结果表明：考虑结构刚度退化后,刚度特征值增大,自振周期增长,分别为按弹性计算所得自振周期的1.10,1.14,1.20,1.32倍.表3 4种工况下框架、复合墙刚度退化系数Tab.3 Stiffness degradation ratios of frame and wall under 4 conditions工况1 工况2 工况3 工况4楼层框架复合墙框架复合墙框架复合墙框架复合墙1 1.001.001.001.001.001.001.001.00 2 1.001.001.001.001.000.941.000.74 3 1.000.981.000.841.000.710.980.56 4 1.000.821.000.711.000.590.760.39 5 1.000.731.000.630.950.530.940.51 6 1.000.671.000.580.910.490.750.38 7 1.000.640.980.550.880.460.710.37 8 1.000.620.970.540.870.450.690.36 9 1.000.620.970.540.870.450.690.36 10 1.000.650.980.560.890.470.720.37 11 1.000.691.000.600.930.500.770.40 12 1.000.771.000.670.980.560.850.44框架所分担的地震剪力和结构所受总剪力见图2和图 3.由图2和图3可知：1)随着框架、复合墙刚度退化程度的增加,结构所承担的总地震剪力逐渐减小,但减小的幅度与构件刚度退化程度、框架与复合墙刚度比值不成线性关系.与弹性计算结果相比,复合墙平均退化系数为0.76,0.69,0.60,0.49,框架与复合墙的平均弹塑性刚度比为1.32,1.45,1.57,1.67,而总地震剪力仅降低约7.8%,11.4%,14.9%,22.0%.2)相对于完全弹性计算结果,考虑框架、复合墙刚度退化后框架所分担总地震剪力的比例增加,底部7层平均框架剪力分担率依次为64.7%(弹性),67.1%,68.1%,68.6%,69.1%,增加幅度并不明显,其中本文方法和工况4采用的是同一构件刚度退化系数,框架剪力分担率均为69.1%.3)相同地震作用下,比较框架分担的绝对剪力大小,本文方法计算框架所得剪力最大,为各种不同情况下的包络力,弹性状态下框架剪力其次,随着刚度退化,框架分担绝对剪力值递减.4)各工况中框架的最不利受力位置均在上部,且上部框架相对于下部框架的受力比例随着构件刚度退化程度的增加而增加.4.2 讨论1)弹塑性阶段框架-复合墙结构的地震内力分配规律在很多方面与框架-剪力墙结构相比并不一致,主要原因在于：中高层框架-剪力墙结构在位移和内力计算时不考虑混凝土墙体的剪切变形,误差不大,而复合墙剪切变形不可忽略,且在总变形中所占比例较大,在结构的中低层部位甚至超过弯曲变形量,剪切变形的计入,造成复合墙与框架在中低层的变形量接近,一部分复合墙承担的剪力已经向框架转移,使得考虑刚度退化后框架与复合墙的有效刚度比值虽然增加,但框架的绝对剪力值增加幅度并不明显.也即,剪切变形的计入已经在很大程度上改变了内力在框架与复合墙之间的分配比例,减小了墙体刚度退化对内力分配的影响程度,使得刚度退化引起所受地震力的减小程度超过引起框架与复合墙刚度比值的增大程度.2)复合墙是介于混凝土墙与砌体墙之间的一种剪力墙,当复合墙趋近于混凝土墙时,框架与混凝土墙的刚度比值在层间位移角＞1/550 rad后基本保持不变(表2);而当复合墙趋近于砌体墙时,层间位移角超过1/250 rad,砌体墙已经处于不稳定状态,取θ=1/120 rad极限状态对应的框架与砌体墙的刚度比值计算意义不大,且同抗震规范相比,取θ=1/250 rad计算框架与砌体墙刚度比值,对框架来说已经更进一步考虑了其安全性.因此,本文建议的框架-复合墙结构地震内力计算方法,与框架-剪力墙结构、框架-砌体抗震墙结构有着良好的相容性,可适应复合墙在砌体墙与混凝土墙之间的任意变换而不用改变计算方法.5 结语1)密肋复合墙的刚度退化规律不同于混凝土墙,其刚度退化后期虽然较为缓慢,但退化速度快于混凝土墙和框架.导致弹塑性阶段框架与复合墙有效刚度比值的最不利阶段并非框架开裂(θ=1/550 rad)时,而是在其极限变形状态.2)建议第二阶段的框架弹塑性设计取层间位移角为1/250 rad时对应的框架与复合墙刚度比值,而取1/550 rad时的地震作用,这样满足弹塑性设计阶段的两项原则,使得框架-复合墙结构中框架部分具有足够的安全裕度,且与框架-剪力墙结构、框架-砌体抗震墙结构计算方法有着良好的相容性.3)在弹塑性阶段,随着构件刚度退化程度的增加,结构所承担的总地震剪力逐渐减小,框架所分担总地震剪力的比例增加,本文方法计算所得剪力为各种情况下的包络剪力.考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更符合地震下复合墙开裂的实际情况.参考文献：[1]Paulay T,Priestly M J N,Synge A J.Ductility in Earthquake Resisting Squat Shear-Wall[J].Journal ACI,1982(4)：35-38.[2]刘建新.高层框-剪结构中框架地震内力的确定[J].建筑结构学报,1999,20(3)：15-22.LIU Jianxin.Determination of Seismic Forces Acting of Frame in High-Rise Frame-Shear Wall Structures[J].Journal of BuildingStructures,1999,20(3)：15-22.(in Chinese)[3]Seung Y Lee,Achintya Haldar.Reliability of Frame and Shear Wall Structural Systems.II：Dynamic Loading[J].Journal of Structure Engineering,2003,129(2)：233-240.[4]王铁成,陈恒超,郭永亮,等.反复荷载作用下双向受剪框架柱的刚度退化[J].天津大学学报,2005,38(12)：1058-1062.WANG Tiecheng,CHEN Hengchao,GUO Yongliang,et al.Rigidity Degeneration of RC Column Under Two-Way Horizontal Cyclic Loads[J].Journal of Tianjin University,2005,38(12)：1058-1062.(in Chinese)[5]Yousok Kim,Toshimi Kabeyasawa,Toshikazu Kabeyasawa,et al.Dynamic Collapse Analysis of the Six-Story Full-Scale Wall-FrameBuilding[J].Structural Engineering Research Frontiers,2007,249(11)：11-24.[6]郭猛,姚谦峰.框架-密肋复合墙结构新体系研究[J].地震工程与工程振动,2009,29(5)：73-78.GUO Meng,YAO Qianfeng.Research on Frame-Multi-Ribbed Composite Wall Structure New System[J].Earthquake Engineering and Engineering Vibration,2009,29(5)：73-78.(in Chinese)[7]黄炜.密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究[D].西安：西安建筑科技大学,2004.HUANG Wei.Research of Seismic Performance and Design Theory of Multi-RibbedSlab Wall[D].Xi'an：Xi'an University of Architecture and Technology,2004.(in Chinese)[8]TIMOSHENKO S P.高等材料力学[M].北京：科学出版社,1979.TIMOSHENKO S P.Advanced Mechanics of Materials[M].Beijing：Science Press,1979.(in Chinese)[9]Wang C M,Kitipornchai S,Lim C W,et al.Beam Bending Solutions Based on Nonlocal Timoshenko Beam Theory[J].Journal of Engineering Mechanics,2008,134(6)：475-481.[10]方鄂华,钱稼茹,叶列平.高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社,2006.FANG Ehua,QIAN Jiaru,YE Lieping.Designand Analysis of Tall-Building Structure[M].Beijing：China Architecture and BuildingPress,2006.(in Chinese)[11]GB50011-2001.建筑结构抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2001.GB 50011-2001.Code for Seismic Design of Buildings[S].China Architecture and Building Press,2001.(in Chinese)[12]孟焕陵,沈蒲生.框-剪结构考虑墙肢剪切变形时剪力墙合理数量[J].湖南大学学报,2005,32(6)：6-10.MENG Huanling,SHEN Pusheng.Optimal Quantity of Shear Walls in Frame-Shear Wall Structures with Influence of Shear Deformation of Shear-Walls[J].Journal of Hunan University,2005,32(6)：6-10.(in Chinese)。

刘立新砌体结构答案

刘立新砌体结构答案【篇一：砌体结构抗震横墙的概念设计】xt>徐小朝，李群才，郭战伟（漯河市建筑设计研究院 462000）摘要：本文通过对砌体结构的抗震计算要点、水平地震剪力分配原则的扼要说明，阐述了抗震横墙的概念以及相关构造设计方法关键词：砌体结构抗震计算抗震横墙1.地震震害地震对建筑物的破坏作用，主要是由于地震波在土中传播引起强烈的地运动造成的。

对于多层砌体房屋和底部框架房屋，根据《建筑抗震设计规范》(gb50011-2001)中条文说明，一般只考虑水平地震作用的影响。

当水平地震作用沿着房屋的横向对房屋产生影响时，地震作用主要的传递途径为：地震作用→横墙→基础→地基，此时，横墙承受剪切应力，超过砌体所能承受的抗剪承载力时，横墙就会产生斜裂缝或交叉裂缝。

当水平地震作用沿着房屋的纵向对房屋产生影响时，地震作用主要的传递途径为：地震作用→纵墙→基础→地基，如果窗间墙较宽(即高宽比较小)时，纵墙将以剪切破坏为主；如果窗间墙较窄(即高宽比较大)时，纵墙将会产生压弯破坏。

2. 抗震计算及水平地震剪力的分配多层砌体房屋和底部框架房屋的抗震计算，可采用底部剪力法，并应按规范规定调整地震作用效应。

结构楼层水平地震剪力可根据楼屋盖的水平刚度，按下列原则进行分配：2.1横向水平地震剪力的分配（1）刚性楼盖现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建筑，宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配，由此可得到第i楼层第j道墙所承担的水平地震力： vij= (kij/ki)vi式中 kij—第i楼层第j道墙的侧移刚度； ki—第i楼层墙体侧移刚度的总和；vi—第i楼层所承担的地震剪力值。

(2)柔性楼盖木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配，即：vij= (gij/gi)vi式中 gi—第i楼层楼盖上所承担的总重力荷载；gij—第i楼层第j道墙与左右两侧相邻横墙之间各一半楼盖面积(从属面积)上承担的重力荷载之和；vi—第i楼层所承担的剪力值。

框架-复合剪力墙结构水平位移的计算方法

框架-复合剪力墙结构水平位移的计算方法郭猛;姚谦峰【摘要】基于框架-剪力墙的结构位移计算方法,引入密肋复合墙体的剪切变形,分别建立了框架-复合剪力墙结构在倒三角形荷载、均布荷载及顶部集中荷载作用下的水平位移微分方程,给出了水平位移的解析解,并以一12层框架-复合墙结构为例进行分析.结果表明,框架-复合墙结构的剪切变形使总水平位移显著增加,且所占总位移的比例较大,位移计算必须计入剪切变形.文中还比较了框架-复合墙结构与框剪结构在位移、刚度等主要力学性能方面的异同,发现两种结构都以弯剪变形为主,但剪切变形在两者总位移中所占的比例差别很大;复合墙是一种"变刚度、变阻尼"的受力构件,框架-复合墙结构中当层间位移角为1/250时框架处于最不利受力阶段.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(038)004【总页数】6页(P119-124)【关键词】框架结构;密肋复合墙体;框架-复合墙结构;水平位移;剪切变形;弯曲变形【作者】郭猛;姚谦峰【作者单位】北京交通大学,土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学,土木建筑工程学院,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】TU375;TU398双重抗侧力体系一般是指由剪切型框架和弯曲型剪力墙(支撑)组成的体系,具有两道或多道抗震防线,目前已被广泛运用于中高层建筑中,如框架 -剪力墙结构、框架 -支撑结构等.采用连续化协同工作方法计算双重抗侧力体系的水平位移时,通常将剪力墙或支撑桁架视为竖向悬臂梁,仅产生弯曲变形,而将框架视为连续受剪悬臂构件,仅产生剪切变形[1].钢筋混凝土剪力墙抗剪刚度较大,当墙高与墙体截面高度比值大于4时,忽略剪切变形对水平位移影响不大,所引起的计算误差一般不超过10%.文献[2]中以框架 -剪力墙结构为例,将框架和剪力墙均视为弯剪型悬臂构件,给出了结构的位移微分方程,文中的算例分析认为,一个弯剪型结构的抗弯刚度参与另一个结构共同工作的能力,受到自身抗剪刚度的影响.框架-复合剪力墙结构是在普通框架内部嵌入一定数量密肋复合墙体形成的新型组合式抗侧力结构体系[3-4],如图 1所示.对于框架 -复合墙结构受力方面的研究,天津大学傅秀岱等先后进行了框架内部设置十字形、“艹”字形、丰字形等框格形式复合墙的低周反复荷载试验[5-6],笔者进行了内部设置井字形框格的复合墙体荷载试验,探讨不同框格形式复合墙与框架协同工作后的抗震性能.试验研究表明:复合墙受力过程大致分为弹性阶段、弹塑性阶段、极限阶段和破坏阶段,其中弹塑性受力阶段外框架的主筋和箍筋尚未达到屈服状态,而墙体的开裂比较充分,且墙体抗剪承载力具有在较大变形范围内降低不多的特点,使得以此阶段作为极限承载力计算模型时复合墙体具有足够的安全裕度;破坏形式方面,极限状态下组合墙体中外框架柱发生弯剪破坏,复合墙发生剪切破坏,肋梁肋柱端部形成塑性铰;破坏顺序方面,作为主要承重构件的外框架的破坏晚于复合墙,组合墙体具有明显的主次结构双重抗震特点.试验证明了框架-复合剪力墙体具有良好的协同工作性能,其抗弯、抗剪承载力和刚度均优于相同条件下的框架填充墙体系,墙体后期承载力、刚度和延性较好,刚度退化速度相对缓慢.图1 框架-复合剪力墙结构示意图Fig.1 Frame-composite wall structure目前,对框架 -复合剪力墙结构体系的协同工作性能及位移计算方法尚未进行研究.由于密肋复合墙体抗剪承载力介于框架与混凝土墙之间,等效剪切模量和墙体抗剪刚度较小,截面尺寸相同的复合墙的剪切变形远大于混凝土墙,导致水平荷载作用下墙体剪切变形较大,因此,框架 -复合墙结构属于剪切型框架与抗剪刚度较小的弯剪型悬臂墙组成的新型双重抗震体系,其水平位移不能直接应用普通框架 -剪力墙结构的位移计算方法进行计算,而必须考虑复合墙剪切变形的影响.针对此,文中采用变形连续化的协同工作原理对框架 -复合剪力墙结构水平位移计算方法展开研究,以期为该类结构的水平位移计算提供依据及指导.1 框架 -复合墙结构的基本微分方程1.1 框架-复合墙体弹性常数密肋复合墙是将力学性能相差悬殊的两种材料(轻质砌块、钢筋混凝土)通过科学构造措施转换成一种强度较高、抗震性能优异的结构构件,其等效抗弯刚度EIeq、抗剪刚度Geq A的取值可通过两种方法求得:一是将框架 -复合墙体简化为带边框的复合材料弹性板,计算等效弹性板的抗弯、抗剪刚度;二是根据结构力学和材料力学有关原理直接计算复合墙体的等效抗弯、抗剪刚度.框架-复合墙体中边框截面远大于内部框格截面,使得混凝土在整个墙体内分布很不均匀,第一种方法得到的弹性常数与实际相差较大,文中建议采用第二种方法,其等效抗弯、抗剪刚度的实用表达式为式中:E为混凝土弹性模量;An为框架柱、肋柱截面面积;ln为柱形心与墙体对称中心的距离;icj为单根框架柱的线刚度;h为层高;α为矩形截面影响系数,α=0.83;Gw、Aw为密肋复合墙的有效面内剪切模量和截面面积.1.2 框架-复合墙结构弯曲变形的基本方程采用连续化方法推导框架-复合墙结构的位移曲线方程,将所有分布复合墙合并为总复合墙,分布框架合并为总框架,承受任意水平分布荷载,连梁按铰接设计,计算简图如图2所示,图中p(x)为任意分布的水平荷载,q(x)为总复合墙与总框架之间的相互作用力,H为结构总高度,yb、yq为复合墙弯曲变形、剪切变形.图2 框架-复合墙结构计算简图Fig.2 Calculating diagram of frame-composite wall structure图2中,框架-复合墙结构在水平荷载作用下的变形由弯曲变形 yb和剪切变形 yq 两部分组成,其中,复合墙弯曲变形的微分方程与一般框架 -剪力墙结构基本一致,其方程为式中:Cf为框架的抗剪刚度.水平剪力将引起复合墙横截面间的相互错动,这一变形方式会产生一个附加挠度,根据铁摩辛柯剪切梁理论[7-8]:剪力作用形成的挠曲线斜率,等于每一横截面在其形心处的剪应变,则由密肋复合墙的剪切变形与外荷载的基本关系得将式(4)后一个等式两边对x微分将式(5)代入式(3),并令η=Cf/Ge q A,整理得令为框架 -复合墙结构的刚度特征值,是一个无量纲的量,不仅与框架抗剪刚度、复合墙抗弯刚度有关,还与密肋复合墙的抗剪刚度有关;令ξ=x/H,式(6)可写成式(7)为框架-复合墙结构弯曲变形的基本微分方程,在表达形式上与普通框剪结构的位移微分方程是相似的.当不考虑密肋复合墙体剪切变形,即假定复合墙体的等效剪切刚度Geq A→∞时,则有即是框架 -剪力墙结构的位移微分方程,表明框架-复合墙结构与框剪结构的微分方程有着良好的相容性,可看作框架 -剪力墙结构位移方程的广义表达式.对于四阶常系数线性微分方程,其一般解为式中:C1、C2、B1、B2是四个任意常数;y0为式(8)的特解,与外荷载的具体形式有关.2 不同荷载形式下框架-复合墙结构的水平位移由式(4)得密肋复合墙弯曲变形yb和剪切变形yq两者之间的微分关系,并代入ξ=x/H得上式两边对ξ积分显然,yq(ξ)与yb(ξ)二阶导数的具体形式有关;y1为积分常数,由边界条件确定.框架-复合墙结构弯曲变形 yb的求解过程可以参考文献[1],文中重点推导其剪切变形 yq 的求解过程及解析解.求出yq后,将yb、yq代入y=yb+yq,最终得出框架-复合墙结构在不同荷载形式下总水平位移的表达式.当框架-复合墙结构承受倒三角形荷载时,其弯曲变形yb及二阶导数为将式(12)代入式(10)得其中:q为倒三角形荷载的最大值;yq1为积分常数,取边界条件x=0时,ξ=0,yq=0,则有回代入式(13),整理得到倒三角形荷载作用下复合墙剪切变形及总水平位移的表达式为式中:κ=EIeq/(Geq AH2),是表征框架-复合墙体抗弯刚度与抗剪刚度相对大小的参数.当框架 -复合墙结构承受水平均布荷载时,其弯曲变形yb及二阶导数为将式(17)代入式(10)得其中:yq2为积分常数,取边界条件 x=0时,ξ=0, .将yq2回代入式(18),整理得到水平均布荷载下复合墙剪切变形及总水平位移的表达式为当框架-复合墙结构承受顶部集中荷载 P时,其弯曲变形yb及二阶导数为将式(22)代入式(10)得其中:yq3为积分常数,取边界条件x=0时,ξ=0, 代入式(23),整理得到顶部集中荷载作用下复合墙剪切变形及总水平位移的表达式为下面以框架-复合墙结构承受倒三角形荷载为例,简要分析结构的位移变化规律.某12层框架 -复合墙结构,复合墙与框架的数量之比为1∶5,立面简图如图3所示,计算结果见图4、图5.为了进行对比,在图5中给出相同条件下按等效框架-剪力墙模型计算的层间位移值.分析图 4、5可知,水平荷载下框架 -复合墙结构的位移变化具有以下几条重要规律: (1)框架-复合墙结构的剪切变形使结构总变形显著增大,下部一定层数内剪切变形大于弯曲变形.本例中,剪切变形在总变形中所占比例较大,三层及以下,结构剪切变形大于或接近弯曲变形,所占总变形比例为40%～70%,三层以上直到七层,剪切变形占总变形比例均超过 10%,远远超过工程上5%的误差允许范围,可见,一般中高层框架-复合墙结构的总水平位移必须计入剪切变形的影响.图3 框架-复合墙结构立面图(单位:mm)Fig.3 Elevation d rawing of themodel(unit:mm)图4 框架-复合墙结构水平位移Fig.4 Deformation of the model图5 相对层间位移比较Fig.5 Comparison of story drift(2)随着层数的增加,层间剪切变形数值所占总层间位移的比例降低,且由底部正向剪切变形逐渐变化为上部负向剪切变形,表明上部框架对复合墙的变形具有很强的反向约束作用.(3)框架-复合墙结构的弯曲变形略大于等效框架 -剪力墙模型弯曲变形值,表明考虑剪切变形后复合墙体的弯曲变形量略有增大.(4)与等效框架-剪力墙模型位移计算结果相比,框架-复合墙结构的实际位移较大.在《密肋壁板结构技术规程》中[9],把复合墙按抗弯刚度相等的原则等效为混凝土墙,按等效后的框剪结构计算水平位移,不能真实反映框架 -复合墙结构剪切变形大小,所得层间位移角进行结构抗侧刚度评价将失去可信性.3 框架 -复合墙结构与框架-剪力墙结构的比较在试验和理论研究的基础上,对框架-复合墙结构与框架 -剪力墙结构的力学性能进行简要比较,结果如下:位移方面,框架-剪力墙结构和框架 -复合墙结构虽然都是以弯剪变形为主,但剪切变形在两者总位移中所占比例差别很大.刚度方面,复合墙是一种“变刚度、变阻尼”的受力构件,具有两种含义:一是在受力的弹性、开裂、屈服、极限过程中,复合墙体的刚度、阻尼不断发生变化;二是在截面保持固定时,通过框格、砌块的尺寸调整,实现墙体刚度、阻尼的变化;相比之下,一定截面钢筋混凝土墙的刚度、阻尼变化基本不变.密肋复合墙与剪力墙的刚度退化规律不同,导致弹塑性阶段框架的最不利受力阶段不一致,框剪结构中层间位移角为1/550时框架最不利[10],而框架 -复合墙结构中是层间位移角为 1/250时框架为最不利.工作机理方面,框架-剪力墙结构中剪力墙的主要作用是承担竖向和水平荷载,而框架-复合墙结构中复合墙可以根据不同需求进行设计,即可为承重型复合墙,又可为非承重型复合墙,即可作为抗侧力构件,又可设计为耗能减震型填充墙体.由于密肋复合墙体的三阶段受力特点,框架-复合墙结构在弹性、弹塑性和极限阶段的等效力学模型可分别视为:框架-弹性板模型、框架-等效斜压杆模型、梁铰框架模型.上述差异决定了两种结构的抗震设计理论有很大的不同,对此将在以后的工作中进行研究.4 结语(1)针对密肋复合墙的实际受力特点,在一般框架-剪力墙结构连续化法的基础上,将框架 -复合墙结构视为由剪切型框架和弯剪型悬臂墙组成的双重抗侧力体系,建立了不同荷载作用下框架 -复合墙结构的基本微分方程和弯曲变形、剪切变形的解析式,可视为框剪结构位移方程的广义表达形式.(2)算例分析表明,框架-复合剪力墙结构的剪切变形使结构总变形显著增大,且在总变形中所占比例较大,在结构的中低层部位甚至超过弯曲变形量,结构位移计算必须计入剪切变形,利用等效框剪模型所得到的层间位移角进行结构整体抗侧刚度评价将失去可信性.(3)对框架-复合墙结构与框架 -剪力墙结构进行了比较,从位移、刚度、墙体工作机理 3个大的方面分析两者的不同之处,有助于设计人员更好地理解框架-复合墙结构的受力特点.文中以框架-弯剪型复合墙结构为例进行位移求解,其思路同样适用于其它具有类似变形特点的双重抗侧力体系.参考文献:[1] 包世华,张铜生.高层建筑结构设计和计算 [M].北京:清华大学出版社,2005.[2] 高宇,童根树.两片弯剪型抗侧力体系的相互作用[J].建筑结构,2007,37(7):8-10,13.Gao Yu,Tong Gen-shu.Interaction between two shearflexural structures under horizontal load[J].Building Structure,2007,37(7):8-10,13.[3] 郭猛,姚谦峰.框架 -密肋复合墙结构新体系研究[J].地震工程与工程振动,2009,29(5):73-78.Guo Meng,Yao Qian-feng.Research on frame-multi-ribbed composite wall structure new system[J].Earthquake Engineering and Engineering Vibration,2009,29(5):73-78.[4] Zhang Yin,Yao Qian-feng,Ding Yong-gang.Study on energy-saving residential building structures of multi-ribbed composite walls with high performance concrete[C]∥Proceeding of the International Symposium on Environmental Ecology and Technology of Concrete.Urumqi:[s. n.],444-450.[5] 傅秀岱,马峰,杨永哲.新型钢筋混凝土复合剪力墙抗震性能试验研究 [J].天津大学学报,2000,33(3): 336-340.Fu Xiu-dai,Ma Feng,Yang Yong-zhe.Experimental study of lattice composing shear walls on seismic performance [J].Journal of Tian Jin University,2000,33(3):336-340.[6] 马峰.轴压比的变化对格构式复合剪力墙抗震性能影响的试验研究[D].天津:天津大学建筑工程学院,2000.[7] Timoshenko S,Gere J.材料力学[M].李春亮,译.北京:科学出版社,1990.[8] Wang C M,Kitipornchai S,Lim CW,etal.Beam bending solutions based onnonlocal Timoshenko beam theory [J].Journal of Engineering Mechanics,2008,134(6): 475-481.[9] 河北省建设厅.密肋壁板结构技术规程(DB13(J)64—2006)[S].河北省工程建设标准化管理办公室,2006.[10] 刘建新.高层框 -剪结构中框架地震内力的确定[J].建筑结构学报,1999,20(3):15-22.Liu Jian-xin.Determination of seismic forces acting of frame in high-rise frame-shear wall structures[J].Journalof Building Structures,1999,20(3):15-22.。

某高层建筑框架剪力墙结构框架部分地震剪力的分析

第29卷第1期2013年1月建筑科学BUILDING SCIENCEVol.29，No.1Jan．2013［文章编号］1002-8528（2012）01-0006-05某高层建筑框架—剪力墙结构框架部分地震剪力的分析荣维生，诸火生，孙秀菊（中国建筑科学研究院，北京100013）［摘要］对含扭转不规则的某高层建筑框架—剪力墙结构的动力特性、框架部分分配地震剪力规律的分析，结果表明，多数楼层框架部分分配的地震剪力有一个相对稳定的数值，但少数楼层框架部分分配的地震剪力变化幅度较大，各层框架柱与框架梁分配的剪力、弯矩基本上在同一数量级上。

从结构设计的合理性以及“强柱弱梁”的抗震概念设计考虑，建议框架梁地震内力调整可适当放松，并给出相应的调整方法。

［关键词］高层建筑；框架—剪力墙结构；扭转不规则；框架部分地震剪力；调整系数［中图分类号］TU973+．16；TU973+．212［文献标识码］AAnalysis of Frame-part Seismic Shear of a Tall Frame-Wall StructureRONG Wei-sheng ，ZHU Huo-sheng ，SUN Xiu-ju （China Academy of Building Research ，Beijing 100013，China ）［Abstract ］Based on a practical tall frame-wall structure with torsion irregularity ，dynamic properties and rules of the seismic shear force resisted by the frame-part of any story are analyzed．The results show that the seismic shear forces resisted by the frame-part of most stories have the relatively stable value ，but several stories have the evidently variation value ，and on the whole the seismic shear force of frame-columns of any story is in the same level as the seismic moment of frame-beams．From the rationality of structure design and the seismic design concept of strong columns and weak beams ，the advice is that the adjustment of seismic interior force of frame-beam may be properly decreased ，and the relevant adjusting method is presented．［Keywords ］tall building ；frame-wall structure ；torsion irregularity ；seismic shear of frame-part ；adjusting factor［收稿日期］2012-07-24［作者简介］荣维生（1972-），男，工学博士，高级工程师［联系方式］rongweisheng@sina．com1前言在高层建筑框架—剪力墙结构中，由于建筑功能或外立面的要求，剪力墙在两个主轴方向上的平面布置往往不可能做到较为均匀。

考虑剪力墙刚度退化时高层框-剪结构框架地震内力的实用确定方法

考虑剪力墙刚度退化时高层框-剪结构框架地震内力的实用确
定方法
刘建新
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】1997()10
【摘要】根据模型试验数据确定各变形阶段剪力墙的实际刚度,用退化降低后的剪力墙实际刚度与框架协同工作,计算出结构地震作用和框架各楼层最大地震剪力的确切数值,给出了考虑剪力墙刚度退化框架各楼层地震剪力的简单实用计算法——修正系数法,其结果与《高规》(JGJ3-91)和《抗震规范)(GBJ11-89)的规定一致,并为上述规范提供了试验数据和理论分析依据.
【总页数】4页(P17-20)
【关键词】框剪结构;刚度退化;地震内力;高层建筑;剪力墙
【作者】刘建新
【作者单位】烟台大学土木系
【正文语种】中文
【中图分类】TU973.16;TU973.212
【相关文献】
1.框-剪结构中剪力墙刚度退化对框架内力的影响 [J], 钟华
2.中高层异形柱框-剪结构的剪力墙抗侧刚度优化设 [J], 高贤明
3.框剪结构中剪力墙的设置问题及地震作用下抗侧刚度的优化数学模型研究 [J], 崔云静
4.异形柱框-剪结构中剪力墙刚度变化对柱内力的影响 [J], 秦力;王石;宋玉普
5.框剪大刚架结构与考虑剪力墙剪切变形的框剪结构计算 [J], 肖燕旗
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

剪力墙结构在多次地震作用下的拟静力强度验算

剪力墙结构在多次地震作用下的拟静力强度验算剪力墙结构作为一种常见的抗震结构体系，其在抵抗地震力方面具有很好的性能。

然而，在设计过程中，需要对剪力墙结构在多次地震作用下的拟静力强度进行验算，以确保结构的安全性。

本文将探讨剪力墙结构在多次地震作用下的拟静力强度验算方法。

1. 剪力墙结构剪力墙结构是由垂直于地震力方向的墙体组成的。

这些墙体能够承受由地震产生的剪力和弯矩，将其传递到地基上。

剪力墙结构通常由垂直的墙体和水平连接构件（如楼板和地梁）组成。

设计剪力墙结构时，需要考虑地震力、墙体尺寸、墙体布置等因素。

2. 拟静力法拟静力法是一种常见的地震力验算方法，适用于剪力墙结构的设计。

该方法基于结构在地震中被认为是相对静止的观点。

根据拟静力法，结构的抗震验算可以分为以下几个步骤：2.1 地震力分析根据地震设计要求，首先进行地震力分析，确定结构所受到的地震力。

地震力的计算可以使用国家或地区的抗震设计规范中提供的公式。

2.2 结构模型设定根据结构的几何形状和材料特性，建立结构的有限元模型或等效静力模型。

模型的设定应符合设计规范的要求，考虑结构的非线性特性和地震力的作用。

2.3 静力分析使用建立的结构模型进行静力分析，计算结构在地震力作用下的内力和位移。

通过静力分析，可以得到结构的拟静力强度。

2.4 验算对结构的拟静力强度进行验算，包括对剪力墙及其连接构件承载力的验算。

验算的方法可以参考抗震设计规范中的要求，进行强度和刚度验算。

3. 地震作用下的拟静力强度验算在多次地震作用下的拟静力强度验算中，需要考虑结构在多个地震动力学时间历程下的响应。

这些地震动力学时间历程可以通过地震波的加速度记录或合成地震波来获取。

验算的步骤与拟静力法类似，但需要使用多个地震动力学时间历程进行分析。

验算的过程可以如下：3.1 地震时间历程选择根据设计要求和地震区域的地震动力学特性，选择适当的地震时间历程进行分析。

地震时间历程的选择应考虑设计地震的频率特性和满足设计要求。

框架剪力墙结构基于位移的抗震设计

框架剪力墙结构基于位移的抗震设计摘要：依据框架剪力墙结构的特点，其性能水平可以分为使用良好、使用无害、人身安全、防止倒塌与倒塌五种。

基于位移方法进行框架剪力墙结构的抗震设计时，可以通过选取倒三角分布的水平荷载作用下的等截面悬臂杆作为框架剪力墙结构的初始侧移曲线，计算出框架剪力墙结构每层的侧移位移，并根据计算出等效自由体系的等效参数与基底各质点的水平地震作用，通过分析实际测出的侧移曲线与初始目标所设置的侧移曲线的符合度，来测试结构设计的合理性。

实践表明，当实际测出的侧移曲线与初始侧移曲线相吻合时，框架剪力墙结构设计便能够满足相应的性能水平。

关键词：框架剪力墙结构；位移；抗震设计；性能水平0 引言抗震设计的试验结果可以看出，基于力学的抗震设计可以保证建筑结构“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

然而，在一些发达国家，虽然在经历大等级地震后，建筑物没有出现倒塌，所造成的人员伤亡也相对较少，然而建筑物的结构遭到了破坏，为此地震多造成的经济损失也十分严重。

可见，单纯强调地震作用下建筑物不出现倒塌，不再是一种完善的抗震设计需求。

为此在上世纪90年代末期，日本、美国学者率先提出了基于结构性能的抗震设计理念。

近些年来，这种抗震的设计方法发展迅速，并逐步的引入到了抗震设计的规范之中。

试验结果证明，建筑结构不同阶段的性能与其位移指标具有一定的相关性，即两者之间可建立定量关系。

为此当前基于位移的抗震设计，将位移变量作为了一个抗震的设计变量，即基于位移的抗震设计方法[1，2]。

房屋建筑工程抗震设计过程中，国内外学者基于框架结构、剪力墙结构的位移抗震设计进行了较多的研究工作[3-7]，并且取得了非常多的研究成果，但是对于框架剪力墙结构的位移抗震设计的研究相对较少。

基于此，本文重点研究框架剪力墙结构的位移抗震设计方法。

1 框架剪力墙结构性能水平关于建筑结构的性能水平，目前大多数研究者将其划分为五个水平[1] ，即使用良好、使用无害、人身安全、防止倒塌和倒塌。