框架-剪力墙结构近似计算方法

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1、框架-剪力墙结构近似计算方法内容共同工作原理铰接体系计算方法刚接体系计算方法框－剪结构协同工作原理一、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水平力作用下的变形曲线框－剪结构在水平力作用下的受力特点：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

2、框架中仍有相当数值的剪力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水平力在框架和剪力墙之间，即不能按等效刚度EIeq进行分配，也不能按抗侧移刚度D值分配，而必须按变形协调的原则进行计算——协同工作计算框架上下各楼层的剪力值比较接近框－剪结构在水平力作用下的受力特点二、协同工作计算的基本假定楼板在自身平面内的刚度无限大当结构体型规则、剪力墙布置比较对称均匀时，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响不考虑剪力墙和框架柱的轴向变形外荷载的作用由剪力墙和框架共同承担三、协同工作计算简图结构单元中所有剪力墙合并为总剪力墙，作为一个竖向悬臂弯曲构件，所有框架合并为

3、总框架，相当于一个竖向悬臂剪切构件，所有连梁合并为总连梁，简化为带刚域杆件，相当于一个附加的剪切刚度1、通过楼板连接——铰接体系框架和剪力墙通过刚性楼板的作用连接在一起同一楼层标高处，剪力墙与框架的水平位移相同楼板对各平面抗侧力结构不产生约束弯矩2、通过楼板和连梁连接——刚结体系横向抗侧力结构有开洞剪力墙和框架开洞剪力墙的连梁对墙肢会产生约束弯矩计算简图常用单片墙表示将连梁与楼盖链杆的作用综合为总连杆剪力墙与总连杆间用刚结，表示剪力墙平面内的连梁对墙有转动约束，即能起连梁的作用框架与总连杆间用铰结，表示楼盖链杆的作用如果连梁截面尺寸较小，也可忽略它对墙肢的约束作用，把连梁

4、处理成铰结的连杆取墙截面时，另一方向的墙可作为翼缘四、框架—剪力墙结构中的梁普通框架梁C，即两端均与框架柱相连的梁剪力墙之间的连梁A，即两端均与墙肢相连的梁，对墙肢产生平面内的约束弯矩一端与墙肢相连，另一端与框架柱相连的梁B，与墙肢相连的一端会对墙肢产生平面内的约束弯矩五、刚度计算1、总剪力墙的刚度总剪力墙抗弯刚度EIw是每片墙等效抗弯刚度的总和：EIw=∑EIeqi2、总框架的刚度总框架指所有梁、柱单元的总和抗推刚度：框架的抗推刚度CF(或剪切刚度，有时简称框架的刚度)产生单位层间变形角所需的剪力CF，CF可以由框架柱的D值求出，即：CF=hDi总框架的抗推刚度是所有

5、框架柱抗推刚度的总和CF=∑CFi3、总连梁的刚度(刚结体系)总连梁的刚度是所有连梁的剪切刚度的总和连梁指与剪力墙连接的梁，一般是剪力墙上下洞口之间的部分，截面都较宽，剪切变形不可忽略在连梁和墙肢相交处形成刚性域(梁柱结合区不产生变形的区域，或不产生弯曲变形和剪切变形的区域)刚结体系的连梁是带有刚性边段(即刚域)的梁连接墙肢与框架的连梁——一端带刚域连接墙肢与墙肢的连梁——两端带刚域梁刚域长度：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1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

6、加的力矩，称为梁端约束弯矩系数，以m表示。（a）两端带刚域：（b）一端带刚域令上式中b=0，2梁端约束弯矩——梁端有转角时的约束弯矩：M12=m12；M21=m21总连梁的刚度总连梁的剪切刚度是所有连梁的剪切刚度的总和，即：Cb=∑CbiCbi=(m12+m21)/h每根两端刚结的连梁有两个刚结点，mij指m12、m21；每根一端刚结的连梁有一个刚结点，mij指m12；框－剪结构铰结体系在水平荷载下的计算外荷载在框架和剪力墙之间的分配由协同工作计算确定协同工作计算采用连续连杆法一、基本方法将连杆切断，曝露在各楼层标高处的连杆集中力PF，PFi简化为连续分布力pF(x

7、)，pF(x)=PFi/h总剪力墙相当于置于弹性地基上的梁，同时承受外荷载p(x)和“弹性地基”——总框架对它的弹性反力pF(x)总框架相当于一个弹性地基，承受着总剪力墙传给它们的力pF(x)求出pF(x)后，即可求得剪力墙和框架的内力、位移二、协同工作微分方程的解及内力条件：框架一剪力墙两者的变形相等：yw=yF1、基本方程及其解利用材料力学中剪切梁及弯曲梁的内力与位移关系求解侧移y(x)的基本微分方程基本微分方程的简化为：－－四阶常系数线性微分方程“”是一个无量纲的量，称作结构刚度特征值，它是反映总框架和总剪力墙刚度比的