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框-剪结构剪力墙布置合理性判别的简化方法.pdf下载

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  • 上传人：伤孤寂
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  • 类别：建筑
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  • 更新时间：2019-07-25
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框-剪结构剪力墙布置合理性判别的简化方法专题简介

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    框-剪结构剪力墙布置合理性判别的简化方法 框-剪结构剪力墙布置合理性判别的简化方法

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    框2剪结构剪力墙布置合理性判别的简化方法
    刘哲锋 , 　苏志力 , 　杨伟军
    ( 长沙理工大学土木与建筑学院 , 长沙 410076)
    [ 摘要 ] 　基于框2剪结构协同工作的连续化原理 , 获得了考虑剪力墙剪切变形的钢筋混凝土框2剪结构最大层间位
    移角的简化计算方法 , 并提出剪力墙布置方案合理性判别的步骤与相应的约束条件 , 该方法在高层建筑结构初步
    设计阶段 , 能够较为便捷地对剪力墙布置方案的合理性进行判断。
    [ 关键词 ] 　钢筋混凝土 ; 框架2剪力墙结构 ; 剪力墙 ; 合理布置
    Simplified method to distinguish the rational arrangement of shear walls in frame 2 shear wall structures
    Liu Zhefeng , Su Zhili , Yang Weijun
    (School of Civil Engineering and Architecture , Changsha University of Science and Technology , Changsha 410076 ,China)
    Abstract:Based on the continuous principle of the cooperative work of frame 2 shear wall structures , a simplified method , taking
    shear deformation of shear wall into account , was deduced to calculate the maximum story drift of frame 2 shear wall structures. A
    procedure and corresponding constraint condition , which was used to distinguish the rational arrangement of shear walls in frame 2
    shear wall structures , was presented. It has been proved that this method can be used for the preliminary stage of tall building
    structural design.
    Keywords:reinforced concrete; frame 2 shear wall structure; shear wall ; rational arrangement
    作者简介 : 刘哲锋 , 博士 , 讲师 ,Email :lzf0072006 @163.com 。
    　　在钢筋混凝土框架2剪力墙结构中增加剪力墙数
    量是减小结构侧移最有效的办法 , 但是随着结构刚度
    的增大 , 结构地震作用加大 , 有可能还会加大结构侧
    移。因此 , 确定剪力墙的合理数量是一个关系结构安
    全和技术经济合理性的重要问题。
    对于剪力墙合理数量的确定问题 , 众多学者进行
    了较为广泛的研究 [1 2 6] 。文 [1] 将剪力墙结构简化为单
    自由度体系 , 考虑第 1 振型的影响 , 按底部剪力法推导
    了剪力墙的合理数量 , 并分析了剪力墙剪切变形的影
    响 , 但采用的结构侧移曲线方程没有考虑剪切变形因
    素 , 仅对刚度特征系数λ进行了修正。文 [2] 将框架剪
    力墙结构简化为三自由度体系 , 考虑前 3 阶振型的影
    响 , 按振型分解法推导了剪力墙的合理数量 , 解决了
    40m 建筑高度的限制 , 但不易于考虑剪切变形的影响。
    文 [3] ,[4] 分别推导了框2剪结构剪力墙数量的简化确
    定方法 , 但未能考虑剪切变形的影响。文 [5] 则从沿高
    变刚度框剪结构协同分析的连续2离散化分析原理出
    发 , 提出了采用竖向构件分类的方法确定最优剪力墙
    数量 , 具有较高的精度 , 但计算方法不够简便。
    在理论推导的基础上 , 提出了一种考虑墙肢剪切
    变形的剪力墙合理数量确定方法 , 能对框2剪结构中剪
    力墙布置的合理性做出较为便捷的判断。
    1 　基本平衡微分方程和方程的解
    采用沿高度方向框2剪结构协同工作的连续化方
    法 , 建立考虑剪力墙剪切变形铰接体系框架2剪力墙结
    构在水平荷载作用下共同工作时的平衡微分方程 [1] :
    (1 -
    η ) EI w
    d 4 y
    d x 4
    - C f
    d 2 y
    d x 2
    = p x (1)
    其中 :
    η =
    C f
    C w
    =
    C f
    ∑ G c A i
    Πμ
    i
    (2)
    式中 : EI w 为剪力墙的总抗弯刚度 ; C f 为框2剪结构中
    总框架的剪切刚度 , 若层高不同 , 取加权值 ; C w 为剪力
    墙的总剪切刚度 ; G c 为混凝土剪切模量 ; A i 为各墙肢
    截面面积 ; μ i 为墙肢的截面形状系数 , 对于矩形截面
    取 1 1 2 。
    令ξ
    =
    x
    H
    ( H 为结构总高度
    ) ,
    并有 :
    λ = H
    C f
    1 - η EI w
    (3)
    　　则式 (1) 变为 :
    d 4 y
    d ξ
    4
    - λ
    2 d
    2
    y
    d ξ
    2
    =
    λ
    2
    H 2
    C f
    p ξ (4)
    　　方程的一般解为 :
    y = C 1 + C 2 ξ + C 3 sh λξ + C 4 ch λξ + y 1 (5)
    取倒三角形荷载 , p ξ = p ξ , y 1 = -
    pH 2
    6 C f ξ
    3
    , 其中 p 为

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