第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 高层建筑结构设计 第7章框架-剪力墙结构设计 西安建筑科技大学 史庆轩 标题
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 西安建筑科技大学 西安建筑科技大学 史庆轩 高层建筑结构设计 高层建筑结构设计 标 题
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 主要内容 7.1结构布置 >7.2基本假定与计算简图 7.3框架-剪力墙铰结体系结构分析 φ7.4框架剪力墙刚结体系结构分析 7.5框架-剪力墙结构内力计算步骤及计算实例 重点、难点:y 主要内容
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 主要内容： 主要内容 7.1 结构布置 7.2 基本假定与计算简图 7.3 框架-剪力墙铰结体系结构分析 7.4 框架-剪力墙刚结体系结构分析 7.5 框架-剪力墙结构内力计算步骤及计算实例 重 点、难点：
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 7.1结构布置 1)总体平面布置、竖向布置及变形缝设置等见前述; 2)具体布置除符合下述规定外,其框架和剪力墙的布置应 分别符合框架结构和剪力墙结构的有关规定 711基本要求 1、双向抗侧力体系 1)框架-剪力墙结构中,框架与剪力墙协同工作共同抵抗水 平荷载,其中剪力墙是结构的主要抗侧力构件。 2)为使框-剪结构在两个主轴方向均具有必需的水平承载力 和侧向刚度,应在两个主轴方向均匀布置剪力墙,形成双向抗侧 力体系。否则,将造成两个主轴方向结构的水平承载力和侧向刚 度相差悬殊,可能使结构整体扭转,对结构抗震不利。 7.1结构布置
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 7.1 结构布置 7.1 结构布置 1）总体平面布置、竖向布置及变形缝设置等见前述； 2）具体布置除符合下述规定外，其框架和剪力墙的布置应 分别符合框架结构和剪力墙结构的有关规定。 7.1.1 基本要求 1、双向抗侧力体系 1）框架-剪力墙结构中，框架与剪力墙协同工作共同抵抗水 平荷载，其中剪力墙是结构的主要抗侧力构件。 2）为使框-剪结构在两个主轴方向均具有必需的水平承载力 和侧向刚度，应在两个主轴方向均匀布置剪力墙，形成双向抗侧 力体系。否则，将造成两个主轴方向结构的水平承载力和侧向刚 度相差悬殊，可能使结构整体扭转，对结构抗震不利
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 2、节点刚性连接与构件对中布置 1)在框-剪结构中,为保证结构的整体刚度和几何不变 性,及大震作用下的稳定性,需增加其赘余约束,主体结构构 件间的连接(节点)应采用刚接 2)梁与柱或柱与剪力墙的中心线宜重合,以使内力传递和 分布合理,保证节点核心区的完整性 、h
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 2、节点刚性连接与构件对中布置 1）在框-剪结构中，为保证结构的整体刚度和几何不变 性，及大震作用下的稳定性，需增加其赘余约束，主体结构构 件间的连接（节点）应采用刚接。 2）梁与柱或柱与剪力墙的中心线宜重合，以使内力传递和 分布合理，保证节点核心区的完整性
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 Xi'an University of Architecture and Technolog 7.12框架剪力墙结构中剪力墙的布置 1、剪力墙的数量 )在框-剪结构中,结构的侧向刚度主要由同方向各片剪 力墙弯曲刚度的总和控制,水平位移随E增大而减小 2)剪力墙数量也不宜过多,否则地震作用相应增加,还会 使绝大部分水平地震力被剪力墙圾收,框架的作用不能充分发 挥,既不合理也不经济。 3)一般以满足结构的水平位移限值作为设置剪力墙数量的 依据较为合适 4)抗震设计时,框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震 倾覆力矩的50%时,说明剪力墙数量偏少,其受力性能与框架结 构相当,宜适当增加剪力墙数量。若不增加剪力墙数量,其框 架抗震等级和柱轴压比限值应按框架结构采用
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 7.1 结构布置 7.1.2 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置 1、剪力墙的数量 1）在框-剪结构中，结构的侧向刚度主要由同方向各片剪 力墙弯曲刚度的总和EcIw控制，水平位移随 EcIw 增大而减小。 2）剪力墙数量也不宜过多，否则地震作用相应增加，还会 使绝大部分水平地震力被剪力墙吸收，框架的作用不能充分发 挥，既不合理也不经济。 3）一般以满足结构的水平位移限值作为设置剪力墙数量的 依据较为合适。 4)抗震设计时，框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震 倾覆力矩的50%时，说明剪力墙数量偏少，其受力性能与框架结 构相当，宜适当增加剪力墙数量。若不增加剪力墙数量，其框 架抗震等级和柱轴压比限值应按框架结构采用
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 2、剪力墙的布置 (1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平 面形状或恒载变化较大的部位;剪力墙间距不宜过大;平面形状 凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙 (2)纵、横向剪力墙宜组成L形、T形和匚形等,以使纵(横) 墙作为横(纵)墙的翼缘。 (3)剪力墙布置不宜过分集中,单片剪力墙承担的水平剪力不 宜超过底部总剪力的40%,以免结构的刚度中心与质量中心偏离 过大、墙截面配筋过多以及不合理的设计。当剪力墙墙肢截面高 度过大时,可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙 (4)框架-剪力墙结构中的楼面结构是框架和剪力墙能协同工作 的基础,应优先采用现浇楼面 7.1结构布置
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 7.1 结构布置 2、剪力墙的布置 (1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间、平 面形状或恒载变化较大的部位；剪力墙间距不宜过大；平面形状 凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。 (2)纵、横向剪力墙宜组成 L 形、T 形和匚形等，以使纵(横) 墙作为横（纵）墙的翼缘。 (3)剪力墙布置不宜过分集中，单片剪力墙承担的水平剪力不 宜超过底部总剪力的40%，以免结构的刚度中心与质量中心偏离 过大、墙截面配筋过多以及不合理的设计。当剪力墙墙肢截面高 度过大时，可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙。 (4)框架-剪力墙结构中的楼面结构是框架和剪力墙能协同工作 的基础，应优先采用现浇楼面
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 5)剪力墙宜贯通建筑物全高,避免刚度突变;剪力墙洞口 宜上、下对齐。抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方 向的侧向刚度接近。 (6)保证框架与剪力墙协同工作,横向剪力墙沿房屋长方向 的间距宜满足下表的要求;当剪力墙之间的楼盖有较大开洞 时,剪力墙的间距应适当减小;纵向剪力墙不宜集中布置在房 屋的两尽端。 表7.1.1剪力墙的间距限值⑩m) 抗震设防烈度(取较小值) 楼面形式 非抗震设计 (取较小值) 6度,7度 8度 9度 现浇 5.0B,60 4.0B,50 3.OB,40 2.0B,30 装配整体 3.5B,50 3.0B,40 2.5B,30 7.1结构布置
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 7.1 结构布置 （5）剪力墙宜贯通建筑物全高，避免刚度突变；剪力墙洞口 宜上、下对齐。抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方 向的侧向刚度接近。 （6）保证框架与剪力墙协同工作，横向剪力墙沿房屋长方向 的间距宜满足下表的要求；当剪力墙之间的楼盖有较大开洞 时，剪力墙的间距应适当减小；纵向剪力墙不宜集中布置在房 屋的两尽端
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 713板柱剪力墙结构的布置 (1)板柱-剪力墙结构中的板柱框架比梁柱框架更弱,高层板 柱-剪力墙结构应布置成双向抗侧力体系,两主轴方向均应设置 剪力墙 (2)抗震设计时,房屋的周边应设置框架梁,房屋的顶层及 地下室一层顶板宜采用梁板结构。当楼板有较大开洞(如楼、 电梯间等)时,洞口周边宜设置框架梁或边梁。 (3)板柱-剪力墙结构与框架-剪力墙结构中剪力墙的布置要 求相同。 7.1结构布置
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 7.1 结构布置 7.1.3 板柱-剪力墙结构的布置 (1)板柱-剪力墙结构中的板柱框架比梁柱框架更弱，高层板 柱-剪力墙结构应布置成双向抗侧力体系，两主轴方向均应设置 剪力墙。 （2）抗震设计时，房屋的周边应设置框架梁，房屋的顶层及 地下室一层顶板宜采用梁板结构。当楼板有较大开洞（如楼、 电梯间等）时，洞口周边宜设置框架梁或边梁。 (3) 板柱-剪力墙结构与框架-剪力墙结构中剪力墙的布置要 求相同
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 7.1.4梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定 1、梁、柱截面尺寸 梁截面尺寸一般根据工程经验确定,柱截面尺寸可根据轴压比 要求确定 2、剪力墙数量的粗估 1)剪力墙数量不宜多,也不宜少,需要确定合适的剪力墙数量 震害表明,剪力墙多,震害较轻。 2)在初步设计阶段,可根据底层剪力墙、柱截面面积AW、Ac与 楼面面积A的比值,来粗估剪力墙的数量 表7.1.2底层剪力增(柱)截面面积与楼面面积的比值 设计条件 A、+A)/Ar A,/Ar 7度,Ⅱ类场地 36~5% 2%~3% 8度,Ⅱ类场地 4%~6% 3%~4%
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 7.1.4 梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定 1、梁、柱截面尺寸 梁截面尺寸一般根据工程经验确定，柱截面尺寸可根据轴压比 要求确定。 2、剪力墙数量的粗估 1)剪力墙数量不宜多，也不宜少，需要确定合适的剪力墙数量。 震害表明，剪力墙多，震害较轻。 2)在初步设计阶段，可根据底层剪力墙、柱截面面积Aw、Ac与 楼面面积Af的比值，来粗估剪力墙的数量
第7章框架-剪力墙结构设计 顶拐宫豈种大 XI an University of Architecture and Technolog 3、剪力墙数量的简化方法 结构地震反应的强弱与自振周期有关。自振周期长,地震作 用小;自振周期短,地震作用大。当刚度已满足层间侧移限值的 情况下,多设置墙反而会加大地震反应。故设置的剪力墙恰好满 足变形限值为剪力墙的最佳刚度 按照上述原则,可根据框架的刚度、侧移变形限值、设防烈 度、场地类别、重力荷载代表值等,可求得剪力墙的最佳刚度, 具体方法详见一些手册和论文
第7章 框架-剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 剪力墙结构设计 3、剪力墙数量的简化方法 结构地震反应的强弱与自振周期有关。自振周期长，地震作 用小；自振周期短，地震作用大。当刚度已满足层间侧移限值的 情况下，多设置墙反而会加大地震反应。故设置的剪力墙恰好满 足变形限值为剪力墙的最佳刚度。 按照上述原则，可根据框架的刚度、侧移变形限值、设防烈 度、场地类别、重力荷载代表值等，可求得剪力墙的最佳刚度， 具体方法详见一些手册和论文