1、導 師:裴星洙 專 業(yè):土木工程 學 生：舒遠發(fā),框架剪力墻設計,框架剪力墻設計,設計說明 基本計算參數(shù) 水平地震作用 水平位移驗算 水平地震下的內力計算 連梁剛結時構件內力,1,2,3,4,5,6,設計說明,某10層房屋的結構平面及剖面示意圖如圖7.5.2所示，各層縱向剪力墻上的門洞尺寸均為1.5m2.4m，門洞居中?？拐鹪O防烈度8度。場地類別類，設計地震分組為第一組。各層橫梁截面尺寸：邊跨梁300mm600mm，走道梁300mm450mm。柱截面尺寸：1、2層為550mm550mm，3、4層為500mm500mm，510層為450mm450mm。各層剪力墻厚度：1、2層為350mm，310

2、層為200mm。梁、柱、剪力墻及樓板均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土?；炷翉姸鹊燃墸?6層為C30，710層為C20。經(jīng)計算，集中于各層樓面處的重力荷載代表值為G1=9285kN，G2=8785kN，G3= G4=G9=8570kN，G10=7140kN，G11=522kN。試按協(xié)同工作分析方法計算橫向水平地震作用下結構的內力及位移。,平面圖布置,基本計算參數(shù),（1）橫向框架的剪切剛度Cf 框架橫梁線剛度ib=EcIb/l， 柱線剛度ic=EcIb/h， 側向剛度系數(shù)ac查表。 各對應層的D值相加，并乘以層高，即得Cfi。,計算Cf，即各層的Cfi值按高度加權取平均值,（二）橫向剪力墻截面等效剛度,以底層

3、墻為例 第一層墻厚350mm，端柱截面為550mm550mm，墻截面及尺寸如圖所示。有效翼緣寬度應取翼緣厚度的6倍、墻間距的一半和總高度的1/20中的最小值，且不大于至洞口邊緣的距離。經(jīng)計算，bf=1940mm.,Aw=55022+（6000-500)350+(1940-550/2)350=3095250mm2,Iw=55042/12+(24352+35652)5502+350/1254503+3505450(3000- 2435)2+16653502/12+350166524352=14.444971012mm4,由bf/t =(1940+350/2)/350=6 hW/t=6550/350

4、=19查表得=1.423。,將表中各層的Aw,Iw,Ec,沿高度加權取平均值得,總剪力墻等效剛度,EcIeq=2.6859710174=10.743881017Nmm2,（三）連梁的等效剛度,為了簡化計算，計算連梁剛度時不考慮剪力墻翼緣的影響，取墻形心軸為1/2墻截面高度處，如圖4所示。另外，由于梁截面高度較小，梁凈跨長與截面高度之比大于4，故可不考慮剪切變形的影響。下面以第一層連梁為例，說明連梁剛度計算方法。,連梁的計算簡圖,連梁的轉動剛度計算，其中剛域長度為 al=(6000+550)/2-450/4=3163mm l=3000+2400=5400mm a=3163/5400=0.586,

5、另由表1得 EcIb=3.01044.556109=1.336801014Nmm2 將上述數(shù)據(jù)代入式得 ：,將表6中各層的按高度加權取平均值,（四）結構剛度特征值,為了考察連梁的約束作用對結構內力和側移的影響，下面分別按連梁剛結和鉸結兩種情況計算?？紤]連梁約束作用時，按式（7.4.9）計算，連梁剛度折減系數(shù)取0.55，則得,不考慮連梁約束作用時，按式（7.3.3）計算，即,水平地震作用,（一）結構自振周期計算,該結構的質量和剛度沿高度分布比較均勻，基本自振周期T1(s)可按下式計算,式中，為計算結構基本自振周期用的結構頂點假想位移（m）；為結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，本例可取

6、=0.8。,對帶屋面局部突出間的房屋，上式中的應取主體結構頂點位移。突出間對主體結構頂點位移的影響，可按頂點位移相等的原則，將其重力荷載折算到主體結構的頂層，如圖所示。對本例，其折算重力荷載可按下式計算,Ut計算簡圖,均布荷載q為,結構頂點位移ut為,均布荷載作用下結構的頂點位移,集中荷載作用下結構的頂點位移,（二）水平地震作用計算,該房屋主體結構高度不超過40m，且質量和剛度沿高度分布比較均勻，故可用底部剪力法計算水平地震作用。,結構等效總重力荷載代表值Geq,結構總水平地震作用標準值 FEK,頂部附加水平地震作用標準值 Fn,質點的水平地震作用標準值Fi,按上述方法所得的水平地震作用為作用

7、在各層樓面處的水平集中力。當采用連續(xù)化方法計算框架-剪力墻結構的內力和側移時，應將實際的地震作用分布轉化為均布水平力或倒三角形分布的連續(xù)水平力或頂點集中力。根據(jù)實際地震作用基本為倒三角形分布的特點，下面按基底剪力和基底傾覆力矩分別相等的條件，將實際地震作用分布圖7.5.6（a）轉換為倒三角形連續(xù)地震作用圖7.5.6（b）和頂點集中水平地震作用圖7.5.6（c）,即,水平地震作用的轉換,式中,由上式可得,可得連梁剛結,連梁鉸結,水平位移驗算,倒三角形水平荷載和頂點集中水平荷載作用下的位移分別按式（7.3.13）和式（7.3.19）計算，,由上表可見，無論連梁剛結還是鉸結，各層層間位移角均小于1/

8、800，滿足彈性層間位移角限值的要求。此外當考慮連梁的約束作用時，結構側移減?。?127）。,水平地震作用下的內力計算,（一）連梁鉸結時內力,倒三角形分布荷載及頂點集中荷載作用下的內力分別按式（7.3.15）（7.3.17）和（7.3.21）（7.3.23）,(二）連梁剛結內力計算,兩種荷載共同作用下,連梁剛結和鉸結時總剪力墻、總框架及總連梁內力沿高度的分布見圖7。由此圖及上述計算結果可見，對本例而言，考慮連梁的約束作用時，總水平地震作用增大16.3；在結構上部，剪力墻彎矩增大，下部彎矩減小，最大彎矩減小7.5；剪力墻承擔的剪力增大，框架承擔的剪力減小。,總剪力墻、總框架及總連梁內力分布圖,連

9、梁剛結時構件內力計算,（一）框架梁，柱的內力計算,考慮連梁約束作用時，框架-剪力墻結構底部總剪力為,由表可見，第14,9,10層的總框架剪力Vf小于0.2V0，應予以調整。另外,1.5Vmax,f=1.51349.77=2024.66kN0.2V0，所以調整后的Vf取1350.05kN。 框架柱的剪力和彎矩用值法計算，表13為軸框架柱剪力和彎矩的計算結果，其余框架計算從略。表中反彎點高度比按式（5.4.9）確定，其中標準反彎點高度比yn由附表5.2.2查取。 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算結果見表14，柱軸力按調整前的梁端剪力計算。,（二）連墻內力計算,本題的4根連梁受力情況相同，只需要計算出1根連梁的內力即可。下面以第10層連梁內力計算為例，說明連梁內力計算過程，其它各層的計算結果見表。,由式表一，并根