高层结构第五章.ppt

高层建筑结构设计,方鄂华 钱稼茹 叶列平 编注,主讲教师： 刘美景,第5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,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.2 框架结构的近似计算方法,5.5 扭转近似计算,5.4 框架剪力墙结构的近似计算方法,（1）框架或剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，而忽略平面外刚度；,第5章,5.1 计算基本假定,5.1 计算基本假定,（2）楼板在其自身平面内刚度无限大，忽略其 平面外刚度。,基本假定：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,（1） 忽略梁、柱轴向变形及剪切变形 （2） 杆件为等截面（等刚度），以杆件轴线作为框架计算轴心； （3） 竖向荷载作用下，框架没有侧移。,第5章,5.1 计算基本假定,基本假定：,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法,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,1.计算简图,2.梁柱弯距的计算方法,（1）计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩； （2）将框架分层，柱端假定为固端； （3）计算梁、柱线刚度； （4）计算梁、柱弯距分配系数和传递弯距； （5）按力矩分配法计算单层梁、柱弯距； （6）叠加分层得到的同一层柱的柱端弯距得到柱的弯距； （7）内力叠加后对于不平衡弯矩较大的节点，可再作一次 分配，但不传递。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,梁剪力,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,假定梁与柱铰接，于是柱轴力等于简支梁的支座反力。,柱轴力,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.2.2 水平荷载下的近似计算D值法和反弯点法,根据结构 力学知识：,在工程设计中，底层柱的反弯点取为距基础顶面2/3柱高处；其余各层柱的反弯点取为柱高的中点。,（1）假定：框架梁的线刚度相对框架柱的线刚度为无限大。则在忽略柱子轴向变形的情况下，节点的转角为零。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,1、反弯点法,（2）计算方法,将框架在某一层的反弯点切开。,求柱剪力,根据平衡条件，有,根据平衡条件、几何条件和物理条件，可求得,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,逐层取脱离体，利用上式求得各柱剪力后，根据各层反弯点位置，可以求出柱上、下端的弯矩,底层柱：,其余层柱：,求柱端弯矩,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,求梁端弯矩,求梁端剪力,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,求柱轴力,从上到下利用节点竖向力平衡条件。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,(3) 计算步骤,在各层反弯点处切开,柱反弯点处的剪力,柱端弯矩,梁端弯矩,梁端剪力,柱轴力,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,2、修正反弯点法D值法,(1)修正抗侧刚度D,柱AB抗侧刚度：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,反映了梁柱线刚度比对柱抗侧刚度的影响，它是小于1的一个系数。当 时， ，即为反弯点法采用的抗侧刚度。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,(2) 修正反弯点高度,作如下假定：,同层各节点的转角相等；,横梁中点无竖向位移。,各柱的反弯点高度与该柱上下端的转角比值有关。影响转角的因素有：层数、柱子所在层次、梁柱线刚度比及上下层层高变化。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,经过各项修正后，柱反弯点高度：,各柱的反弯点高度与该柱上下端的转角比值有关。影响转角的因素有：层数、柱子所在楼层、梁柱线刚度比、荷载形式及上下层层高变化。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,标准反弯点高度比,上下层横梁线刚度变化的影响,上层层高变化的影响,(3) 计算步骤,计算梁、柱线刚度ib、ic及各柱抗推刚度D,确定柱反弯点高度系数y,剪力分配,柱端弯矩,梁端弯矩,利用节点力 矩平衡条件,梁端剪力,柱轴力,节点竖向力 平衡条件,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.2.3 水平荷载下侧移的近似计算,框架结构水平荷载下的侧移由两部分组成：梁柱弯曲变形引起的侧移和柱轴向变形引起的侧移。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,1、梁柱弯曲变形引起的侧移,顶点侧移：,层间侧移：,对于规则框架，各层柱的抗侧刚度大致相等，而层间剪力自上向下逐层增加，因而层间侧移自上向下逐层增加，整个结构的变形曲线类似悬臂构件剪切变形引起的位移曲线，故称为“剪切型”。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,2、柱轴向变形引起的侧移,水平荷载作用下，外侧柱子的轴力大，内侧柱子的轴力小。为了简化，忽略内柱的轴力。,近似取外侧柱轴力为：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,对于高度不大于50m或高宽比H/B4的钢筋混凝土框架办公楼，柱轴向变形引起的顶点位移越占框架梁柱弯曲变形引起的顶点侧移的5%-11%。,是水平外荷载在框架底面产生的总剪力。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.3.1 剪力墙的类型与计算假定 1、剪力墙的类型,试验研究发现，当剪力墙上的洞口较小时（图 a），剪力墙水平截面内的正应力接近线性分布，仅在洞口附近局部区域有应力集中现象发生，但从整体来讲，洞口对墙体内力的影响可以忽略不计，这类剪力墙称为整截面剪力墙。,如果剪力墙上开洞很大，连系梁和墙肢的刚度均较小（图d ），在侧向荷载作用下，墙肢内沿截面高度方向几乎每层均有一个反弯点。但由于连系梁和墙肢的截面尺寸比一般的框架梁柱大得多，因而有别于一般框架，这类剪力墙称为壁式框架。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,当剪力墙上开洞介于上述两者之间时，剪力墙的受力性能也介于(a)、(d)两者之间。根据连系梁刚度的大小，这一范围的剪力墙又可以分为整体小开口剪力墙(b)和联肢剪力墙(c)两种。,剪力墙类型 （a）整体墙；（b）小开口墙；（c）双肢墙；（d）壁式框架,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,式中 : 墙面洞口面积； 墙面面积； 洞口之间或洞口边至墙边的距离； 洞口长边尺寸。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,(1)整截面墙,剪力墙没有洞口或者开有一定数量的洞口，但满足下列条件(51)、(52)时，可以忽略洞口的影响，此时为整截面墙。,剪力墙由成列洞口划分未若干墙肢，各列墙肢和连梁的刚度比较均匀，并满足下列条件的为整体小开口墙：,(双肢墙),(多肢墙),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,(2)整体小开口墙,系数 的数值 表51,整体小开口墙在水平荷载作用下，截面的正应力分布略微偏离了直线分布的规律，变成了相当于在整体墙弯曲时直线分布应力的基础上叠加上墙肢局部弯曲应力，当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15时，其截面变形仍接近于整截面墙。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,当开有一列洞口时为双肢墙， 当开有多列洞口时为多肢墙。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,(3)联肢墙,当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口，破坏了剪力墙截面的整体性时，剪力墙的截面变形不再符合平截面假定。这时，剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。当满足下式时，可按联肢墙计算：,当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的线刚度与墙肢的线刚度接近时，剪力墙的受力性能与框架接近，此时，称为壁式框架。当满足下式时，可按壁式框架计算：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,(4)壁式框架,剪力墙类型 （a）整体墙；（b）小开口墙；（c）双肢墙；（d）壁式框架,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,楼盖结构在其平面内的刚度为无限大；,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,2、计算假定及剪力分配,(1)计算假定,各榀剪力墙主要在其平面内发挥作用；,结构不产生扭转。,(2)剪力墙的抗弯刚度,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,采用简化方法进行剪力墙的内力和位移计算时，为了考虑轴向变形和剪切变形对剪力墙的影响，剪力墙的刚度可以按顶点位移相等的原则，折算成竖向悬臂受弯构件的等效刚度 。,5.3.2 整体墙近似计算方法,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,对于整截面剪力墙，洞口对墙肢内力分布的影响极小，在水平荷载作用下，墙肢水平截面内的正应力呈直线分布，可直接应用材料力学公式计算。,对于整体小开口剪力墙，墙水平截面在受力后基本保持平面，墙肢在水平截面内的正应力可以看成是剪力墙整体弯曲所产生的正应力与墙肢局部弯曲所产生的正应力之和。,相应地可将总弯距分成整体弯距和局部弯距。在整体弯距下，剪力墙按组合截面弯曲，正应力在整个截面高度按直线分布；在局部弯距下，剪力墙按各个独立的墙肢截面弯曲，正应力仅在各墙肢截面高度上直线分布。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,整体小开口剪力墙的内力计算：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,为外荷载在Z高度处产生的总弯矩；,为外荷载在Z高度处产生的楼层总剪力；,倒三角分布荷载作用下，墙体顶点位移为：,外荷载在墙底产生的总剪力；,剪应力分布不均匀系数，对于矩形截面， =1.2；对工字形截面， 为全面积除以腹板面积;,等效抗弯刚度表达式为：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,等效抗弯刚度,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.3.3 连续化方法计算联肢剪力墙,对于联肢剪力墙（双肢或多肢），由于洞口较大，整体性能受较大影响，截面变形不再符合平截面假定，水平截面上的正应力已不再呈一连续的直线分布，不能再作为单个构件用材料力学方法计算。,1、基本方法与假定,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,将每层的连梁用沿高度连续分布的连杆代替，连续连杆在层高范围内的总抗弯刚度与原结构中的连系梁的抗弯刚度相等，从而使得连系梁的内力可用沿竖向分布的连续函数表示；建立相应的微分方程；求解后在换算成实际连系梁的内力，进而求出墙肢的内力。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,连续化方法思路：,基本假定,1.连梁简化为均布于整个层高范围内的无限个小梁，称剪力连杆；,2.连梁无轴向变形；,3.各墙肢在同一标高处的水平位移和转角相同；,4.剪力墙的几何参数沿墙高方向为常数。,假定4保证了微分方程的系数为常数。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,假定1将整个结构沿高度连续化，为建立微分方程提供条件；,根据假定2，墙肢在同一标高处具有相同的水平位移；,由假定3可得出连梁的反弯点位于梁的跨中；,2、微分方程的建立,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,位移由墙肢和连梁的弯曲变形、剪切变形、轴向变形引起。可通过在切口处加一组方向相反的竖向单位力求得。,将连续化的连梁从跨中切开，此处没有弯距。设截面上的剪力集度为 。根据几何相容条件，切口处的竖向相对位移为零，建立微分方程。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,在竖向单位力作用下，连梁内没有轴力，略去在墙肢内产生的剪力，因而在切口处的竖向位移由墙肢的弯曲变形引起的 、墙肢轴向变形引起的 、连梁弯曲和剪切变形引起的 组成。,由墙肢弯曲变形引起的竖向相对位移,(5-19a),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,由墙肢轴向变形引起的竖向相对位移,(5-19b),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,由连梁的弯曲和剪切变形引起的竖向相对位移,(5-19c),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,根据变形协调条件,将上式对x微分两次，得,（5-21b）,建立外荷载引起的内力与 的关系。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,（5-21a）,对x微分一次，可得,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,三种典型荷载下，楼层剪力 可按下列公式计算：,（均布）,（倒三角）,（顶点集中）,；,；,令,代入各种典型荷载下 的表达式，可得,墙底处总剪力,；,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,由此可求出未知力,3、微分方程的求解,（均布）,（倒三角）,（顶点集中）,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,4、内力计算,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,剪力墙在水平荷载下的侧移由两部分组成：,5、侧移计算,三种典型水平荷载下的顶点位移可以表示为：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,计算发现，当剪力墙高宽比H/B4时，剪切变形对双肢墙影响较小，可以忽略剪切变形的影响。轴向变形对双肢墙的影响较大，且层数越多影响越大。高层规程规定：对50m以上或高宽比大于4的结构，宜考虑墙肢轴向变形对剪力墙内力和位移的影响。,关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,6、联肢剪力墙的位移和内力分布规律,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,联肢墙的侧移曲线呈弯曲型， 值愈大，墙的抗侧刚度愈大，侧移减小。,连梁最大剪力在总部某个高度处；与 有关； 值愈大，最大剪力位置愈接近地面， 值增大，连梁剪力增大。,墙肢轴力与 有关； 增大，墙肢轴力增大；,墙肢弯距 与 有关； 增大，墙肢弯距减小；,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,7、 壁式框架的D值法,普通框架在进行结构内力分析时，截面尺寸效应不考虑，构件被简化为杆系结构。对等截面构件，认为沿构件长度的截面刚度相等。 实际上在构件两端，由于受到相交构件的影响，截面刚度相当大，即节点处有刚性区域。 对壁式框架，刚性区域较大，对内力影响不能忽略。由于构件截面尺寸较大，需考虑剪切变形的影响。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,壁式框架仍采用杆系计算模型，取墙肢和连梁的截面形心线作为梁柱轴线。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构的近似计算方法,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,9×4000=36000,7500,7500,2000,框架-剪力墙结构变形特点,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,框架剪力墙结构变形线,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.4.1 简化假定及计算简图,基本假定： （1）框架或剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，而忽略平面外刚度； （2）楼板在其自身平面内刚度无限大，忽略其平面外刚度； （1）忽略梁、柱轴向变形及剪切变形； （2）杆件为等截面（等刚度），以杆件轴线作为框架计算轴心； （3）竖向荷载作用下，结构没有侧移； （4）框架与剪力墙的刚度特征值沿结构高度为常量。 （5）水平荷载的合力通过结构的抗侧刚度中心，结构不产生扭转。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,由后两条假定可以推断：在侧向荷载作用下，结构仅有沿荷载方向的位移，没有转动位移。在同一楼层标高处，各榀框架和各榀剪力墙的侧移值是相等的。楼层剪力与抗侧刚度成正比。,于是：可以将所有的框架等效成综合框架；将所有的剪力墙等效成综合剪力墙；将所有联系梁集合成总联系梁。,D值法,悬臂墙,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,将综合框架和综合剪力墙放在同一平面进行分析，而在综合框架与综合剪力墙之间用轴向刚度为无限大的连杆（铰接体系）或连梁（刚接体系）相连接。,框架剪力墙铰接体系与刚接体系,框架剪力墙结构平面图,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,框架剪力墙结构平面图,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.4.2 协同工作的基本原理及刚度特征值,1、框架剪力墙铰接体系的基本方程（仅传递轴力，无弯矩）,为了计算侧向荷载在综合框架和综合剪力墙之间的分配，将刚性连杆沿高度方向连续化，切开后用等代分布力 代替。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,刚度特征,综合剪力墙的抗弯刚度等于各榀剪力墙等效抗弯刚度之和：,综合框架的抗推刚度等于各榀框架抗推刚度之和：,当框架高度大于50m或高宽比大于4时，需考虑柱的轴向变形时对抗推刚度影响，框架的抗推刚度修正为：,不考虑柱轴向变形的抗推刚度,发生单位剪切角,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,、 分别仅考虑柱弯曲变形、轴向变形时的顶点最大侧移。,脱离后的综合剪力墙可看成受侧向分布荷载 作用下的悬臂构件，由材料力学可得：,（a）,根据综合框架抗推刚度的定义,基本方程,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,称刚度特征值；,（5-34b）,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,（5-34）,2、求解,（5-39）,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,图5-3335给出了倒三角分布荷载下剪力墙的位移系数 、弯矩系数 和剪力系数 。 在计算内力时，先根据结构刚度特征值 及所求截面的相对坐标 在图5-33535中分别查出各系数，再按照式（6-72）求得该截面处的位移 及内力 、 。,由水平力平衡条件：,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,3、单榀框架、单榀剪力墙和单根连梁的内力计算,单榀剪力墙的内力按剪力墙的等效抗弯刚度进行分配；,单榀框架的内力按框架的抗推刚度进行分配；,单根连梁的内力按连梁的约束刚度进行分配。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.4.3 框剪结构位移与内力分布规律,自顶层向下，层间位移越来 越大，呈上凹形，与悬臂梁 的剪切变形曲线类似。故称 “剪切型”,自底层向上，位移增量 越来越大，呈下凹形， 与悬臂梁的弯曲变形曲 线类似。故称“弯曲型”,结构的侧移特性,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,框架剪力墙结构变形曲线和 刚度特征值关系曲线,由于楼盖的刚性连接作用，两者的变形必须协调，称“弯剪型”。具体形状随刚度特征值 而变化：当 较小时，侧移曲线较接近剪力墙结构；当 较大时，侧移曲线较接近框架结构。,在结构底部： 剪力墙的层间位移小于框架结构的层间位移，为了两者具有相同的层间位移，剪力墙承担的分布荷载 大于外荷载 ，而框架承受的分布荷载 与外荷载相反，但 。 在结构顶部： 框架的层间位移小于剪力墙的层间位移，为了两者具有相同的层间位移，剪力墙受到框架结构的“扶持”作用，剪力墙承担的分布荷载 小于外荷载 ，框架承担的分布荷载 与外荷载方向一致，但 。,当 时，综合框架的刚度忽略不计，剪力全部由综合剪 力墙承担。 当 时，综合剪力墙的刚度忽略不计，剪力全部由综合 框架承担。 在结构顶部： 由于框架的“扶持”作用，综合框架承担的剪力将超过外荷载产生的总剪力。 在结构底部： 综合框架承担的剪力为零，综合剪力墙承担全部剪力。因为，底部为固接端，综合剪力墙的刚度为无限大，而综合框架的抗侧刚度在固接端为有限值。,Vp,Vw,Vf,考虑到在地震作用下，某些部位先屈服，则未屈服部位必然内力增大，为了后者的安全，有意加大其内力，但前者内力并不减少。,5.4.4 框剪结构的内力调幅,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,调幅(调整)的多少可由设计人员根据需要确定和控制，但是混凝土结构设计规范对各种调幅都有限制，即规定了内力的最低值。两类调幅(调整)方法： (1)、用弹性计算所得到的内力乘以系数(大于1或小于1)。 (2)、在计算时降低杆件刚度，计算时构件刚度降低愈多，内力愈小。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,1、梁弯矩调幅,在高层建筑混凝土结构技术规程中，规定的调幅有下列几处： 框架-剪力墙结构中框架的内力调整，采用方法(1)进行： 框架-剪力墙结构中框架与剪力墙之间的联系梁的调幅，采用方法(2)进行： 联肢剪力墙中连梁的调幅，采用方法(1)或方法(2)进行。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,规则建筑中，若框架承受的总剪力 则每个楼层的框架总剪力取下列两式中的较小值,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,2、框架内力的调整,5.5 扭转近似计算,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,5.5.1 概述,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,一方面尽可能减少扭转，另一方面加强结构的抗扭能力，计算仅作为一种设计补充手段,5.5.2 质量中心、刚度中心及扭转偏心矩,一般情况下，楼盖在侧向水平荷载作用下将发生自身平面内的移动和转动。但如果水平力通过某一中心点，则楼盖仅发生移动而无转动，这一中心位置称为抗侧刚度中心。,设抗侧刚度中心在C点，通过C点建立X、Y直角坐标；y方向第i榀剪力墙（抗侧刚度为 ）距y轴的距离为 ；x方向第j榀剪力墙(抗侧刚度为 ）距x轴的距离为,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,抗侧刚度中心的确定,以O点为参考点，设抗侧刚度中心C点的坐标为 、 。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,5.5.3 考虑扭转作用的剪力修正,欲求侧向力 在各榀剪力墙之间的分配，可先出 、 、 单独作用下各榀剪力墙所受的作用，然后叠加。,当仅有 单独作用时，楼盖仅有沿x方向的平移 ，这时仅考虑x方向的剪力墙参加工作。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,将（b）式代入（a）式，得,同理，可求得在 单独作用下，y方向i榀剪力墙所受到的剪力,(a),(b),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,当仅有 作用时，楼盖将发生绕抗侧刚度中心的转动，x、y方向的剪力墙都将受力。设转角为 ，则x方向第j榀剪力墙x方向的侧移为：,(c),y方向第i榀剪力墙y方向的侧移,(d),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,由力矩平衡条件：,将 代入式(e)、(f)，得,(4-9a),(4-9b),第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,5.5.4 讨论,（1）在同一结构中，各片抗侧力单元的扭转修正系数大小不一； （2）在扭转作用下，各片抗侧力结构侧移及层间变形也不相同； （3）距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭刚度贡献愈大； （4）在上、下布置都相同的框剪结构中，各层刚心并不在同一根竖轴上。,第5章,5.1 计算基本假定,5.2 框架结构的近似计算方法,5.3 剪力墙结构的近似计算方法,5.4 框架剪力墙(筒体)结构近似计算方法,5.5 扭转近似计算,第五章 作业,1.作业题目 Page 143 题4、8、9、10、11、15、16、25； 2.独立完成，杜绝抄袭 3.上交时间： 下周的同一时间上交。 作业迟交者，作业成绩降一级。 4.作业成绩计入平时成绩内。,