第5章-3-框剪结构近似计算方法(3)PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢1 框架部分承受的地震倾覆力矩不大于总地震倾覆力矩的 10％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框 架-剪力墙结构的框架进行设计； ➢2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的 10％~50％时，按框架-剪力墙结构进行设计；
➢3 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩 的50％但不大于80％时，按框架-剪力墙结构进行设计， 其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震 等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用； ➢4 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆 力矩的80％时，按框架-剪力墙结构进行设计，但其最大 适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压 比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移角不 满足框架-剪力墙结构的规定时，可按有关规定进行结构 抗震性能分析和论证。
(4)框－剪结构在水平力作用下的受力特点。 见图5－27
框－剪结构在水平力作用下的受力特点：
见图5－27
①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。
②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。
③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。 ④ 框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例Vw／Vf，随楼层 所处高度而变化。
(1)剪力墙的合理数量：兼顾抗震性和经济性两方面的要求
——在满足侧移和舒适度的前提下剪力墙尽量少。
(2)确定剪力墙合理数量的方法 ①参考目前国内实际工程中的剪力墙数量：
❖(Aw+Ac)／Af值或Aw/Af值大约在表5.4.0-1的范围内。
表5.4.0-1
设计条件
7度，II类土 8度，II类土
(Aw+Ac)/Af
烈
度
场地
7度
8度
9度
Ⅰ
0.01~0.02
0.02~0.04
0.03~0.08
Ⅱ
0.02~0.03
0.03~0.06
0.05~0.12
Ⅲ
0.02~0.04
0.04~0.08
0.08~0.16
Ⅳ
0.03~0.Leabharlann Baidu5
0.05~0.09
0.10~0.20
❖当自振周期和底部剪力偏离上述范围太远时，应适当 调整结构的截面尺寸。
③由刚度特征值判定：
➢Vf，max／V0在0.2~0.4之间较合适，相应的值在1.1～2.2之间
④由剪力墙截面抗弯刚度确定
➢每一方向剪力墙的刚度之和∑EIw (kN.m2)可参考下表决定。
烈 度场地土
表5.4.0-2 7
8
I 55WH 110WH
II 83WH 165WH
III 193WH 385WH
9
220WH
330WH
770WH
注：H—结构地面以上的高度(m)；
W—结构地画以上的总重量(kN)．
⑤由自振周期T1和地震力判定
❖基本自振周期大约在下式范围内：
计算周期Tl =(0.09～0.12)n
实际周期Tl=(0.06～0.08)n (考虑T=0.7~0.8，n为结构层数)
❖比较适宜的地震系数值(FEk=G) （表5.4.0-3）
纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。
注：1、表中B为剪力墙之间的楼盖宽度(m) ； 2、现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑；
4 框架、剪力墙的设置要求
➢框架应在各主轴方向均做成刚接； ➢剪力墙应沿各主轴布置：
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。
在非抗震设计且层数不多的长矩形平面中，允许只在横 向设剪力墙；
5.4 框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法 5.4.0 框架—剪力墙的结构布置和计算要求
（跳过本节）
一、框架-剪力墙结构的形式
❖框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置； ❖在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙(带边框剪力墙)； ❖在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙； ❖上述两种或三种形式的混合。
5.4 框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法
5.4.1 框－剪结构协同工作原理及计算简图
5.4.1.1 框－剪结构协同工作的概念
(1)剪力墙是竖向悬臂结构，其变形曲线呈弯曲型，楼层越 高水平位移增长速度越快。
(2)框架在水平力作用下，其变形曲线为剪切型，楼层越高 水平位移增长越慢。 (3)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。 见图5－26
3% 5% 4% 6%
Aw/Af
2% 3% 3% 4%
➢当设计烈度，场地土情况不同时，可根据适当增减。 ➢层数多，高度大的框架-剪力墙结构，宜取上限值。 ➢剪力墙纵横两个方向总量在上述范围内，两个方向剪力墙的 数量宜相近。
(2)确定剪力墙合理数量的方法
②满足轴压比要求([N]见剪力墙一节)。
➢纵横向剪力墙宜合并布置为L形、T形和H字形； ➢合理调整剪力墙的长度：
每一道剪力墙(包括单片墙，小开口墙和联肢墙)H/L宜大 于2；
单个墙肢长度不宜大于8m； 单片剪力墙在底部承受的水平剪力不应大于结构底部总
水平剪力的30％；
三、框架—剪力墙结构计算要求
❖抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据水平力作用下 结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震 倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法：
2 剪力墙的位置
(1)剪力墙布置，应遵循“对称、均匀、分散、周边 ”的原则。 (2)竖向恒载较大处。
(3)建筑物端部附近。
(4)平面形状变化处——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；。
(5)楼梯、电梯间等位置。
3 剪力墙的最大间距
➢ 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中：
横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表5.4.0-3(pp29表2-1)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；
二、结构布置
❖框架－剪力墙结构平面布置要注意以下方面问题：
1）剪力墙数量； 2）剪力墙的位置； 3）剪力墙的间距；4）框架、剪力墙的设置要求。
1 剪力墙数量
❖随剪力墙数量增加而震害减轻
➢当每m2楼面平均剪力墙长度少于50mm时，震害严重； 多于150mm时，破坏极轻微，甚至无震害。 ➢当 平 均 压 应 力 =G/(Ac+Aw)<1.2Mpa ， 壁 率 大 于 5000mm2/m2时，无震害。两个条件均不满足时，严重震害。
➢3 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩 的50％但不大于80％时，按框架-剪力墙结构进行设计， 其最大适用高度可比框架结构适当增加，框架部分的抗震 等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用； ➢4 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆 力矩的80％时，按框架-剪力墙结构进行设计，但其最大 适用高度宜按框架结构采用，框架部分的抗震等级和轴压 比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移角不 满足框架-剪力墙结构的规定时，可按有关规定进行结构 抗震性能分析和论证。
(4)框－剪结构在水平力作用下的受力特点。 见图5－27
框－剪结构在水平力作用下的受力特点：
见图5－27
①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。
②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。
③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。 ④ 框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例Vw／Vf，随楼层 所处高度而变化。
(1)剪力墙的合理数量：兼顾抗震性和经济性两方面的要求
——在满足侧移和舒适度的前提下剪力墙尽量少。
(2)确定剪力墙合理数量的方法 ①参考目前国内实际工程中的剪力墙数量：
❖(Aw+Ac)／Af值或Aw/Af值大约在表5.4.0-1的范围内。
表5.4.0-1
设计条件
7度，II类土 8度，II类土
(Aw+Ac)/Af
烈
度
场地
7度
8度
9度
Ⅰ
0.01~0.02
0.02~0.04
0.03~0.08
Ⅱ
0.02~0.03
0.03~0.06
0.05~0.12
Ⅲ
0.02~0.04
0.04~0.08
0.08~0.16
Ⅳ
0.03~0.Leabharlann Baidu5
0.05~0.09
0.10~0.20
❖当自振周期和底部剪力偏离上述范围太远时，应适当 调整结构的截面尺寸。
③由刚度特征值判定：
➢Vf，max／V0在0.2~0.4之间较合适，相应的值在1.1～2.2之间
④由剪力墙截面抗弯刚度确定
➢每一方向剪力墙的刚度之和∑EIw (kN.m2)可参考下表决定。
烈 度场地土
表5.4.0-2 7
8
I 55WH 110WH
II 83WH 165WH
III 193WH 385WH
9
220WH
330WH
770WH
注：H—结构地面以上的高度(m)；
W—结构地画以上的总重量(kN)．
⑤由自振周期T1和地震力判定
❖基本自振周期大约在下式范围内：
计算周期Tl =(0.09～0.12)n
实际周期Tl=(0.06～0.08)n (考虑T=0.7~0.8，n为结构层数)
❖比较适宜的地震系数值(FEk=G) （表5.4.0-3）
纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。
注：1、表中B为剪力墙之间的楼盖宽度(m) ； 2、现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑；
4 框架、剪力墙的设置要求
➢框架应在各主轴方向均做成刚接； ➢剪力墙应沿各主轴布置：
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。
在非抗震设计且层数不多的长矩形平面中，允许只在横 向设剪力墙；
5.4 框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法 5.4.0 框架—剪力墙的结构布置和计算要求
（跳过本节）
一、框架-剪力墙结构的形式
❖框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置； ❖在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙(带边框剪力墙)； ❖在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙； ❖上述两种或三种形式的混合。
5.4 框架－剪力墙(筒体)结构的近似计算方法
5.4.1 框－剪结构协同工作原理及计算简图
5.4.1.1 框－剪结构协同工作的概念
(1)剪力墙是竖向悬臂结构，其变形曲线呈弯曲型，楼层越 高水平位移增长速度越快。
(2)框架在水平力作用下，其变形曲线为剪切型，楼层越高 水平位移增长越慢。 (3)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。 见图5－26
3% 5% 4% 6%
Aw/Af
2% 3% 3% 4%
➢当设计烈度，场地土情况不同时，可根据适当增减。 ➢层数多，高度大的框架-剪力墙结构，宜取上限值。 ➢剪力墙纵横两个方向总量在上述范围内，两个方向剪力墙的 数量宜相近。
(2)确定剪力墙合理数量的方法
②满足轴压比要求([N]见剪力墙一节)。
➢纵横向剪力墙宜合并布置为L形、T形和H字形； ➢合理调整剪力墙的长度：
每一道剪力墙(包括单片墙，小开口墙和联肢墙)H/L宜大 于2；
单个墙肢长度不宜大于8m； 单片剪力墙在底部承受的水平剪力不应大于结构底部总
水平剪力的30％；
三、框架—剪力墙结构计算要求
❖抗震设计的框架-剪力墙结构，应根据水平力作用下 结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震 倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法：
2 剪力墙的位置
(1)剪力墙布置，应遵循“对称、均匀、分散、周边 ”的原则。 (2)竖向恒载较大处。
(3)建筑物端部附近。
(4)平面形状变化处——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；。
(5)楼梯、电梯间等位置。
3 剪力墙的最大间距
➢ 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中：
横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表5.4.0-3(pp29表2-1)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；
二、结构布置
❖框架－剪力墙结构平面布置要注意以下方面问题：
1）剪力墙数量； 2）剪力墙的位置； 3）剪力墙的间距；4）框架、剪力墙的设置要求。
1 剪力墙数量
❖随剪力墙数量增加而震害减轻
➢当每m2楼面平均剪力墙长度少于50mm时，震害严重； 多于150mm时，破坏极轻微，甚至无震害。 ➢当 平 均 压 应 力 =G/(Ac+Aw)<1.2Mpa ， 壁 率 大 于 5000mm2/m2时，无震害。两个条件均不满足时，严重震害。