剪力墙结构分析

一、框架－剪力墙结构的特征

1、概念:框架－剪力墙结构，简称框剪结构，它是由框架和剪力墙组成的

结构体系。

2、适用范围：适用于需要灵活大空间的多层和高层建筑。

3、水平荷载作用下的变形特征：

4、水平荷载作用下的受力特征：

5、是一抗震性能较好的结构体系—协同工作：

在协同工作时，剪力墙单元的刚度比框架大得多，往往由剪力墙担负大部分外荷载，其次，两者分担荷载的比例上、下是变化的，由他们的变形特点可知，剪力墙下部变形将增大，框架下部变形却减小了，这使得下部剪力墙担负更多剪力，而框架担负的剪力较小。上部则相反，剪力墙变形减小，因而卸载，框架上部变形加大，担负的剪力将增大，因此框架上部下部所受剪力趋于均匀化。

6、是一种延性较好的结构体系—延性好的框架：

抗侧力刚度较大并带有边框的剪力墙和有良好耗能性能的连梁所组成具有多道抗震设防。

二、框架－剪力墙结构中的梁

1）普通框架梁C

2）剪力墙之间的连梁A

3）一端与墙肢相连，另一端与框架柱相连B

1、类型：

2、设计方法

1）普通框架梁C－按框架梁设计

2）剪力墙之间的连梁A－双肢或多肢剪力墙的连梁设计

3）一端与墙肢相连，另一端与框架柱相连B－特殊考虑

三、框架－剪力墙适用高度及高宽比

高宽比限值：P12表2.3、2.4

适用高度：P11 表2.1、2.2

注意：高宽比及高度限制的目的

四、剪力墙的布置

1、剪力墙的数量

通过多次地震中实际震害的情况表明：在钢筋混凝土结构中，剪力墙数量越多，地震震害减轻得越多。框架结构在强震中大量破坏、倒塌，而剪力墙结构震害轻微。

因此，一般来说，多设剪力墙对抗震是有利的。但是，剪力墙超过了必要的限度，是不经济的。剪力墙太多，虽然有较强的抗震能力，但由于刚度太大，周期太短，地震作用要加大，不仅使上部结构材料增加，而且带来基础设计的困难。另外，框剪结构中，框架的设计水平剪力有最低限值，剪力墙再增多，框架的材料消耗也不会再减少。所以，单从抗展的角度来说，剪力墙数量以多为好；从经济性来说，剪力墙则不宜讨多，因此，有一个剪力墙的合理数量问题。在结构设计中剪力墙的合理数量可参考表 1 决定.

2、剪力墙的布置

(1)、框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。抗震设计时，结构

两主轴方向均应布置剪力墙。

(2)、框架-剪力墙结构中，主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接.

(3)、梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合.

(4)、框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：

1 ）剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，

剪力墙间距不宜过大；

2 ）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；

3 ）纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等型式；

4 ）单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40 ％；

5 ）剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；

6 ）楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置；

7 ）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)、长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，其剪力墙的布置尚宜符合

下列要求：

1）横向剪力墙沿长方向的间距宜满足P114表6.3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；

2）纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端

(6)、框粱-剪力墙结构可采用下列形式：

1）框架与剪力墙（单片墙、联肢墙或较小井筒）分开布置；

2）在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙（带边框剪力墙）；

3）在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙；

4）上述两种或三种形式的混合。

6.2框架－剪力墙结构的内力计算

一、框架-剪力墙结构的简化计算模型

1、基本假定

1）楼板在自身平面内刚度无限大。

2）水平荷载的合力通过结构的抗侧刚度中心。

3）框架与剪力墙的刚度特征值沿结构高度为常量。

在上述假定的基础上：

1）框架与剪力墙承担的剪力与其抗侧刚度成正比，而与平面位置无关。

2）可将框架等效为综合框架、剪力墙等效为综合剪力墙，放于同一平

面内分析。

3）综合框架、综合剪力墙之间用轴向刚度无限大的综合连杆连接。

框架和剪力墙是通过楼板的作用连接在一起

横向：被连接的总剪力墙包含4片墙，总框架包含5榀框架；总连杆中包含2根连梁，每梁有两端与墙相连，即2根连梁的4个刚结端对墙肢有约束弯矩作用

纵向：总剪力墙包含4片墙，总框架包含2片

框架和6根柱子（也起框架作用），总连杆中包含8根一端刚接、一端铰接的连梁，即8个刚接端对墙肢有约束弯矩作用

总结：计算简图取法——平移协同工作计算方法

把所有剪力墙合并为总剪力墙，所有框架合并为总框架，协同工作计算主要解决荷载在总剪力墙和总框架之间地分配，得到总剪力

墙和总框架的内力，并计算侧向位移。每片剪力墙的内力，按各片墙等效抗弯刚度进行再分配，各个柱子的水平剪力也将按每个柱

子的D值进行再分配。

2、总剪力墙刚度的计算

3、框架的剪切刚度计算：

框架对剪力墙的弹性反力与框架的剪切刚度（侧移刚度）有关。

用D值法：由前面所学，D值的物理意义是杆端有单位相对水平位移时所需的剪力。

框架抗推刚度：