第五章 框架、剪力墙、框架 剪力墙结构 的近似计算方法与设计概念

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1、第五章框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算方法与设计概念5.1计算基本假定1、基本假定(1)一片框架或一片剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，而在平面外的刚度很小，可以忽略。因而整个结构可以划分成若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载，垂直于该方向的结构不参加力。(2)楼板在其自身平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小，可以忽略。因而在侧向力作用下，楼板可作剐体平移或转动，各个平面抗侧力结构之间通过楼板互相联系并协同工作。¾弹性工作状态假定¾平面抗侧力结构和刚性楼板假定¾水平荷载的作用方向¾框架结构计算方法分类平面抗侧力结构和

2、刚性楼板假定¾平面抗侧力结构假定¾(a)结构平面¾(b)y方向抗侧力结构¾(c)x方向抗侧力结构¾刚性楼板假定结构→构件→截面→材料2、框架结构计算方法分类力法精确法位移法力矩分配法框架计算方法渐进法迭代法无剪力分配法分层法近似法反弯点D值法5.2框架结构的近似计算方法5.2.1竖向荷载下的近似计算——分层力矩分配法基本假定多层多跨框架在竖向荷载作用下，侧向位移比较小，计算时可忽略侧移的影响；本层横梁上竖向荷载对其他各层横梁内力的影响很小，计算时也可忽略，因此可将多层框架分解成一层一层的单层框架，分别进行计算。分层法示意图计算要点¾分层

3、方法：将多层框架分层，每层梁与上下柱构成的单层框架作为计算单元，柱远端假定为固端；¾各计算单元按弯矩分配法计算内力；¾分层计算所得的横梁的弯矩即为其最后的弯矩，每一柱（底层柱除外）属于上下两层，所以柱的弯矩为上下两层柱的弯矩叠加；¾因为分层计算时，假定上下柱的远端为固定端，而实际上是弹性支承，为了反映这个特点，减小误差，除底层柱外，其他层各柱的线刚度乘以折减系数0.9；楼层柱弯矩传递系数为1/3，底层柱为1/2；¾分层计算法所得的结果，在刚结点上诸弯矩可能不平衡，但误差也不致很大，如有需要，可对结点不平衡弯矩再进行一次分配。5.2.2、

4、多层多跨框架在水平荷载作用下的改进反弯点法－D值法¾柱侧移刚度D值的计算¾确定柱反弯点高度比¾柱标准反弯点高度比¾上下梁刚度变化时的反弯点高度比修正值¾上下层高度变化时反弯点高度比修正值柱侧移刚度D值的计算6icMii=+−42θθδ12cc122h6icMii=+−24θθδ21cc122h112ii6ccVM=−()+M=δ−(θθ+)1221212hhhVD=∑M=0标准框架的侧移与结点转角δ2VK12ii6212iKccc⇒==−××D2=×Kiii=()+/α=22212cδhh22+Kh+K2+K12ic⇒=Dα2h柱侧移刚

5、度修正系数α表αDijVV=ijpj∑Dij确定柱反弯点高度比¾结构总层数及该层所在位置；¾梁柱线刚度比；¾荷载形式；¾上层与下层梁刚度比；¾上、下层层高变化。反弯点位置上下梁刚度变化时的反弯点高度比修正值上下梁刚度变化时的反弯点高度比修正上下层高度变化时反弯点高度比修正值上下层高变化时的反弯点高度比修正y=+++yyyy01235.2.3水平荷载作用下侧移的近似计算¾梁柱弯曲变形产生的侧移¾柱轴向变形产生的侧移剪切型变形与弯曲型变形（a）剪力引起（b）弯矩引起梁柱弯曲变形产生的侧移DjijMMVij=Vpjj层侧移Δ=jj∑δ∑Dij

6、j=1⇓⇒VnMpjMMδj=顶点侧移Δ=nj∑δ∑Dijj=15.3剪力墙结构的近似计算方法5.3.1、剪力墙结构的计算简图和计算方法1、剪力墙结构的计算简图剪力墙结构平面及剖面示意图（a）平面布置；（b）I-I剖面；（c）II-II剖面EIieqiVV=ijmpj∑EIieqii=1剪力墙的计算图（a）平面示意图；（b）横向地震力计算；（c）纵向地震力计算剪力墙翼缘宽度剪力墙的有效翼缘宽度bi2、剪力墙结构的类型及其受力特点¾整体墙的计算¾双肢墙的计算¾多肢墙的计算¾小开口整体墙的近似计算¾壁式框架在水平荷载作用下的近似计算3、剪力

7、墙结构的类型（a）整体墙；（b）小开口整体墙；（c）双肢墙；（d）多肢墙；（e）壁式框架；（f）框支剪力墙；（g）开有不规则大洞口的墙4、剪力墙结构的计算方法¾连梁连续化的分析方法¾带刚域框架（壁式框架）的算法¾有限单元和有限条法连梁连续化的分析方法有限元和有限条（a）有限单元；（b）有限条带5.3.2、整体墙的计算¾凡墙面上门窗、洞口等开孔面积不超过墙面面积的15％，且孔间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸时，可以忽略洞口的影响，认为平面假定仍然适用，截面中的正应力符合直线分布规律，可以按整体悬臂墙方法（材料力学公式）计算墙在水平

8、荷载作用下截面内力（M，V）；¾但在计算位移时，要考虑洞口对截面面积及刚度的削弱，按以下公式取值。三种常用的水平荷载⎧AA=γ∑Ijhj⎪q0I=q⎨∑hj⎪γ=−11.25A/A⎩00d()EIEIqVV