《框剪结构总结》PPT课件

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1、高层建筑结构土木工程系第7章框架-剪力墙结构协同工作计算2021/9/201框剪结构协同工作原理及计算方法第7章框架-剪力墙结构协同工作计算两种计算图形铰结体系协同工作计算刚结体系协同工作计算刚度特征值λ对框剪结构受力、位移特性的影响内力计算2021/9/202二、计算基本思想（合——分——再分）本章介绍手算的平移协同工作计算方法（连续分析法，可查表）（1）首先将所有剪力墙合并为总剪力墙，所有框架合并为总框架（2）把总剪力墙与总框架之间的联系连续化，根据力平衡条件。变形协调条件和力与变形物理关系剪力微分方程（

2、协调工作）——解决荷载在总剪力墙与总框架之间的分配，得到各自的总内力和共同的变形曲线（3）总剪力墙的总内力按各片墙的等效抗弯刚度EI分配到各片墙，总框架的总内力按各柱的抗侧刚度D值分配至各柱2021/9/203三、基本假定（1）平面结构假定——纵横两主轴方向分别计算（2）刚性楼板假定——无扭转时，同一楼面上各点水平位移相同（3）所有结构参数沿建筑高度不变（如有不大的变化，则可取沿高度的加权平均值）2021/9/204四、两种计算简图根据总剪力墙与总框架之间的联系性质，框架－剪力墙结构的计算简图可分为两类——铰

3、结体系与刚结体系（1）通过楼板联系——简化为铰结连梁，形成铰结体系2021/9/205通过楼板和连梁联系2021/9/206(2)通过楼板和连梁联系——简化为刚结连梁，形成刚结体系主要考虑连梁对剪力墙的刚结端，当梁很弱时也可忽略其约束作用而处理成铰结端；框架与总连梁间为铰结，表示楼板的连接作用，至于梁对框架柱的约束作用将反映在D值中总剪力墙总框架2021/9/207通过楼板框架和剪力墙之间只通过楼板联系，可简化为铰结体系。总剪力墙：2片组成；总框架：5片框架组成2021/9/208通过联系梁横向：总剪力墙：4

4、片墙组成；总连杆：联系梁简化为连杆，连杆与剪力墙相连端为刚结，与框架相连端为铰结。总框架：5片框架组成；包括4个刚结端。12342021/9/209通过联系梁纵向：⑨、⑩轴又有剪力墙又有柱。一端与墙相连，一端与柱相连的梁也称为联系梁，该梁对墙、柱都会产生约束作用，对柱约束反映在D值中，故同②、⑥轴，连杆与剪力墙为刚结，与框架为铰结。总剪力墙：4片墙组成；总框架：2框架＋6根柱子组成；总连杆：包括8个刚结端123456782021/9/2010所有剪力墙总剪力墙所有框架总框架所有楼板连梁铰接体系刚接体系杆端约束

5、情形刚性连杆包括所有与墙肢相连的联系梁刚结端总连杆2021/9/20117.2铰结体系协同工作计算一、总剪力墙以及总框架刚度计算总剪力墙：抗弯刚度为每片剪力墙抗弯刚度之和：其中：k——剪力墙片数；总框架：为所有梁、柱单元总和，其刚度为所有柱抗推刚度的总和。总连杆：为所有楼板、联系梁单元总和。EIeq——每片墙的等效抗弯刚度，按第四章方法进行计算。2021/9/2012框架抗推刚度的定义：产生单位层间变形角所需的推力。根据柱D的定义，CF可由柱D值计算。2021/9/2013假定：1、总框架各层抗推刚度相等，均

6、为CF；注意：实际工程中各层抗推刚度和抗弯刚度不可能相同，如果各层变化不大，本方法适用，相差过大，用加权平均方法可以得到平均的CF以及EIW值。CFi——总框架中各种不同的抗推刚度；EiIWi——总剪力墙中各种不同的抗弯刚度；ni——每种不同的抗推、抗弯刚度的层数。2、总剪力墙各层抗弯刚度相等，为EIW。2021/9/2014切开后的总剪力墙为静定结构，按照下图中正符号规则，悬臂墙的弯曲变形与内力有如下关系：符号规则①2021/9/2015对框架而言：θ=dy/dx，故求导一次：②代入①式得：这是关于y的微分

7、方程。令有③其中λ——框架结构刚度特征值，为框架抗推刚度与剪力墙抗弯刚度的比值；ξ——相对坐标，原点为固定端处，应注意与双肢剪力墙推导时不同。16③式的解为y＝c1＋c2ξ＋Ashλξ＋Bchλξ＋y1C1、C2、A、B为四个待定常数，可以由边界条件确定。（1）当ξ＝1 (顶部)，在倒三角以及均布水平荷载下，总剪力为0，VW+VF=0即顶部集中水平力P下VW+VF=P即（2）当ξ＝0（底部），底部为固接，转角近似为0，即（3）当ξ＝1（顶部），剪力墙弯矩为0，即（4）当ξ＝0（底部），底部为固接，位移为0，即

8、2021/9/2017在确定的荷载形式下，顺序解出上述四个边界条件，可以求出四个待定常数。用此方法可以分别求出在三种荷载下的变形曲线y(ξ)对总剪力墙：对总框架：或者VF=VP－VW2021/9/2018倒三角分布荷载下：均布荷载作用下：顶点集中荷载作用下：2021/9/2019计算图表2021/9/2020三、计算图表y，Mw，Vw中自变量为λ和ξ。为使用方便，分别将三种水平荷载下的位移，弯矩以及