剪力墙结构近似计算方法

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框架计算方法精确法渐进法近似法位移法力法力矩分配法迭代法无剪力分配法分层法反弯点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。

一、选择题1、高层建筑结构的抗震等级与A、结构类型和结构总高度D、地震烈度有关。

2、重力荷载代表值中可变荷载组合值的组合系数是A、雪载取0.5 C、书库等库房取0.8 D、楼面荷载取0.5。

3、≥150m高层剪力墙结构剪力的底部加强部位，下列何项符合规定A、剪力墙墙肢总高的1/10，并不小于底部两层层高。

4、高层建筑立面不规则包括A、竖向刚度不规则B、竖向抗侧力构件不连续D、楼层承载力突变5、适用于底部剪力法的高层建筑应该A、高度≤40米C、质量和刚度没高度分布比较均匀D、以第一振型和剪切变形为主。

6、减少筒体结构的剪力滞后效应应采取的措施是B、控制结构的高宽比C、设计平面成正方形D、设计密柱深梁。

7、影响框架柱延性的因素有B、箍筋和纵筋配筋率D、剪跨比和轴压比。

8、剪力墙的延性设计一般包括B、设置边缘构件C、控制轴压比D、限制高宽比9、两幢相邻建筑，按8度设防，一幢为框架-筒体结构，高50m，另一幢为框架结构，高30m。

若设沉降缝，缝宽下列哪项是正确的？B、170mm。

10、框架结构中反弯点高度比与A、层高B、层数、层次及层高变化C、上下梁线刚度比D、梁柱线刚度比有关。

11、在高层建筑结构中控制最大层间位移的目的是A、满足人们的舒适度要求B、防止结构在常遇荷载下的损害C、确保在罕遇地震时建筑物不致倒塌D、力求填充墙等非结构构件不被损坏12、在水平荷载作用下的近似计算中，D值法与反弯点法的主要区别在于A、反弯点高度不同B、D值法假定柱的上下端转角不相等D、反弯点法中D值需要修正13、高层建筑结构增大基础埋深的作用有A、提高基础的承载力，减少沉降C、加强地基的嵌固作用，抵抗水平力，防止建筑物的滑移、倾斜，保证稳定性D、利用箱基等基础外侧墙的土压力和摩擦力，使基底的土压力分布趋于均匀，减少应力集中14、8度地震区某高度75m的高层建筑，考虑地震作用效应时，不应该组合的项是C、竖向地震作用15、建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑，一个是框架结构，另一个是框架-剪力墙结构，这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的？A、前者的抗震等级高、也可能相等二、判断题1、有地震作用组合时，承载力纪纪验算中，引入抗震调整系数γRE 含义是考虑罕遇地震时结构的可靠度可以略微降低。

第七章 框架－剪力墙结构在水平荷载下的近似计算方法 本章导学框架：剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的一种复合结构体系，它兼 具框架结构和剪力墙结构的优点，因而成为高层建筑的主要结构体 系。

在水平荷载作用下，因为框架与剪力墙的变形性质不同，不能 直接把总水平剪力按抗侧刚度的比例分配到每榀结构上，而是必须 采用协同工作方法求得侧移和各自的水平层剪力及内力。

框架­剪力墙结构计算的近似方法是将结构分解成平面结构单元，它适用 于比较规则的结构，而且只能计算平移时的剪力分配，如果有扭转 ，要单独进行扭转计算，再将两部分内力叠加。

这种方法概念清楚 ，结果的规律性较好。

本章主要学习框架：剪力墙结构计算的近似方法，学习中要求同学们熟练掌握协同 工作方法的两种计算简图，熟练掌握铰接体系和刚接体系的计算方 法的区别与联系。

知识学习第一节 概述一．基本假定框剪结构体系在水平荷载作用下的内力分析是一个三维空间超 静定问题，通常把它简化为平面结构来计算，并在结构分析中作如 下基本假定：①楼板在自身平面内刚度无限大。

这一假定保证楼板将整个计 算区段内的框架和剪力墙连成一个整体，在水平荷载作用下，框架 和剪力墙之间不产生相对位移。

②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；否则应考虑扭转的影响。

③不考虑剪力墙和框架柱的轴向变形及基础转动的影响。

④结构为线弹性结构。

二．计算简图用连续化解法求总剪力墙与总框架之间的相互作用力，都要解 决如何合并总剪力墙、总框架，以及确定总剪力墙和总框架之间的 连接和相互作用关系，以便于确定计算简图。

框剪结构用连续化方 法求解时，根据连杆刚度情况可以确定两种计算简图：铰接体系和 刚接体系。

1.铰接体系在基本假定的前提下，计算区段内结构在水平荷载作用下，处 于同一楼面标高处各片剪力墙及框架的水平位移相同。

此时可把平 行于水平荷载作用方向的所有剪力墙综合在一起成总剪力墙（一般 简化为整体墙），把平行于水平荷载作用方向的所有框架综合在一 起成总框架。

1.施工缝验算超限2.高层建筑施工缝验算能不通过怎样处理在高层建筑物中，由于功能和造型的需要，往往把高层主楼与低层裙房连在一起，裙房包围了主楼的大部分。

从传统的结构观点看，希望将高层与裙房脱开，这就需要设变形缝；但从建筑要求看又不希望设缝。

因为设缝会出现双梁、双柱甚至双墙，使平面布局受局限，并因此增加造价。

在高层建筑设计中因功能需要把主楼与裙房连成整体并不允许设置沉降缝，此时为减少高层主楼与低层裙房之间因不均匀沉降引起的结构内力，或大面积浇筑混凝土引起的温度应力，在不增加造价和加大施工成本的情况下，采用施工后浇带是行之有效的方法。

在主楼与裙房之间用后浇带隔开，使其各自形成独立单体，既能在施工期间各自沉降，把主沉降差所引起的内力释放掉，同时也避免了同一楼层大面积混凝土浇筑引起的温度应力，然后用后浇带连成整体以满足建筑使用功能的要求。

施工后浇带的设置不仅是设计人员要认真处理的问题，而且也是施工人员精心施工的问题。

施工后浇带分为沉降后浇带、伸缩后浇带和温度后浇带，分别用于解决高层主楼与低层裙房间差异沉降、钢筋混凝土收缩变形以及温度应力等问题。

这种后浇带一般具有多种变形缝的功能，设计时应考虑以—种功能为主，其他功能为辅。

施工后浇带是整个建筑物包括基础及主体结构施工中的预留缝，待主体结构完成，将后浇带混凝土补齐后，这种“缝”即不存在，既在整个结构施工中解决了高层主楼与低居裙房的差异沉降，又达到了不设永久变形缝的目的。

一般高层主楼与低层裙房的基础同时施工，这样回填土后场地平整，便于上部结构施工。

对于上部结构，无论是高层主楼与低层裙房同时施工，还是先施工高层，后施工低层，同样要按施工图要求预留施工后浇带。

对高层主楼与低层裙房连接的基础梁、上部结构的梁和板，要预留出施工后浇带，待主楼与裙房主体完工后(有条件时再推迟一些时间)，再用同等强度等级的微膨胀混凝土将它封闭起来，使两侧基础梁、上部结构的梁和板连接成一个整体。

阐述短肢剪力墙结构设计原理及计算方法1.前言对于高层结构，其结构布置是多种多样的。

剪力墙结构中有些满足结构设计需要的剪力墙又限制了房间的分隔，因而影响了其使用功能，所以，都不能满足用户的需求，而短肢剪力墙结构克服了其它结构形式的不足，有布置灵活、使用方便的等特点。

2.短肢剪力墙结构布置及特点短肢剪力墙属于剪力墙的一种，所谓“短肢”剪力墙，即指墙肢截面高度与厚度之比为5-8的剪力墙，小墙肢剪力墙的布置，通常结合窗间墙位置及房间四角等布置成“一”字形、“L”形、“T”形或“十”字形墙段，沿结构平面均匀布置，尽量做到对齐、拉直，使结构的刚心和质心结合，减少其扭转，短肢剪力墙的抗侧刚度相对较小，所以，经常在楼、电梯周围布置普通剪力墙，形成简体和短肢剪力墙共同抵抗侧力，在抗震设计中，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50%也可以通过增加长肢墙的方法调整刚度中心位置，短肢剪力墙的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘角部处的墙肢，当有扭转作用时，会加剧墙肢的变形，使角部墙肢首先开裂。

所以，设计时应采取必要的措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率等，以保证结构的安全性、实用性，而对由于较大的竖向荷载和剪力使底部外围墙肢产生开裂，也应通过增加墙厚和配筋量等方法防止，各墙肢是通过连梁连接，形成联肢墙，从而增加了墙肢的约束条件，提高了墙肢和结构的抗震性能.当梁的跨高比小于5时，按连梁进行设计，大于5时，应按框架粱进行设计，连梁的刚度变化，直接影响了结构的总体抗侧移刚度，合理地选择梁的截面和配筋，有利于提高结构的抗震性能，设计连梁时，必须遵循几条原则：（1）剪力墙的数量应当适中，满足承受竖向荷载和抗侧力需要即可。

短肢剪力墙尽量均匀布置，使其轴向力相差不大，而且也便于支撑楼盖。

当有抗震要求或风力较大或者平面凹凸较多时，在平面外边缘及角点处，特别是外凸部分，应布置必要的短肢剪力墙以加强其整体性，使之满足受力及平面刚性和抗扭转的要求。

剪力墙结构剪力墙是由钢筋混凝土浇成的墙体。

由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，称为剪力墙结构。

剪力墙的抗侧移刚度很大（沿墙体平面）。

它主要用来抵抗水平作用和承担竖向作用；墙体同时也作为维护及房屋分隔构件。

剪力墙结构可建得很高，主要用于12-30层的住宅和旅馆建筑中。

它的缺点是空间划分不灵活。

剪力墙的计算剪力墙考虑地震作用组合的剪力墙，其正截面抗震承载力应按本规范第7 章和第10.5.3 条的规定计算，但在其正截面承载力计算公式右边，应除以相应的承载力抗震调整系数γRE。

剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值：对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层，应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用，其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值Vw 应按下列规定计算：1 底部加强部位1）9 度设防烈度（11.7.3-1）且不应小于按公式（11.7.3-2）求得的剪力设计Vw2）其他情况一级抗震等级Vw＝1.6V （11.7.3-2）二级抗震等级Vw＝1.4V （11.7.3-3）三级抗震等级Vw＝1.2V （11.7.3-4）四级抗震等级取地震作用组合下的剪力设计值2 其他部位Vw＝V （11.7.3-5）式中Mwua———剪力墙底部截面按实配钢筋截面面积、材料强度标准值且考虑承载力抗震调整系数计算的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值；有翼墙时应计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋；M———考虑地震作用组合的剪力墙底部截面的弯矩设计值；V———考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值。

公式（11.7.3-1）中，Mwua 值可按本规范第7.3.6 条的规定，采用本规范第11.4.4 条有关计算框架柱端Mcua 值的相同方法确定，但其γRE 值应取剪力墙的正截面承载力抗震调整系数。

11.7.4 考虑地震作用组合的剪力墙的受剪截面应符合下列条件：当剪跨比λ＞2.5 时（11.7.4-1）当剪跨比λ≤2.5 时（11.7.4-2）11.7.5 考虑地震作组合的剪力墙在偏心受压时的斜截面抗震受剪承载力，应符合下列规定：（11.7.5）式中N———考虑地震作用组合的剪力墙轴向压力设计值中的较小值；当N＞0.2fcbh 时，取N＝0.2fcbh；λ———计算截面处的剪跨比λ＝M/（Vh0）；当λ＜1.5 时，取λ＝1.5；当λ＞2.2 时，取λ＝2.2；此处，M 为与剪力设计值V 对应的弯矩设计值；当计算截面与墙底之间的距离小于h0/2 时，λ 应按距墙底h0/2 处的弯矩设计值与剪力设计值计算。

结构基本周期计算结构的基本周期可采用结构力学方法计算，对于比较规则的结构，也可以采用近似方法计算：框架结构：T=（0.08-0.10）N框剪结构、框筒结构：T=（0.06-0.08）N剪力墙结构、筒中筒结构：T=（0.05-0.06）N其中N为结构层数。

也可采用结构分析得到的结构第1平动周期。

具体计算方法高层建筑1、钢筋混凝土框架和框剪结构：T=0.25+0.00053H2/（B）2、钢筋混凝土剪力墙结构：T=0.03+0.03HA2/（B）式中：H一房屋总高度（m）：B-房屋宽度（m)。

高耸结构1、烟肉1)高度不超过60m的砖烟肉：T=0.23+0.0022HA2/d：2)高度不超过150m的钢筋混凝土烟囱：T=0.41+0.001HA2/d：3）高度超过150m，但低于210m的钢筋混凝土烟囱：T=0.53+0.0008HA2/d式中：H一烟囱高度（m)；d—烟肉1/2高度处的外径（m）。

2、石油化工塔架1）圆柱（简）基础塔（塔壁厚不大于30mm）当HA2/D0<700时：T=0.35+0.00085HA2/D0：当HA2/D0>=700时：T=0.25+0.00099H2/D0式中：H一从基础底板或柱基顶面至设备塔顶面的总高度(m)：DO-设备塔的外径（m)；对变直径塔，可按各段高度为权。

取外径的加权平均值。

2）框架基础塔（塔壁厚不大于30mm）：T=0.56+0.0004H2/D0：3）塔壁厚大于30mm的各类设备塔架的基本自振周期应按有关理论公式计算。

4)当若干塔由平台连成一排时，垂直于排列方向的各塔基本自振周期T可采用主塔（即周期最长4)当若干塔由平台连成一排时，垂直于排列方向的各塔基本自振周期T可采用主塔(即周期最长的塔)的基本自振周期值：平行于排列方向的各塔基本自振周期T可采用主塔基本自振周期乘以折减系数0.9。