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工程抗震辅导资料十七 主 题：第五章 多高层建筑钢筋混凝土结构抗震设计（第5节） 学习时间：2014年1月20日－1月26日 内 容： 这周我们将学习第五章中的第5节，这部分主要介绍框架—抗震墙结构的抗震设计，下面整理出的框架供同学们学习，希望能够帮助大家更好的学习这部分知识。 一、学习要求 1、了解框架—抗震墙结构的设计要点； 2、了解框架—抗震墙结构的地震作用的计算及内力计算。 二、主要内容 （一）设计要点 框架—抗震墙结构中的抗震墙设置，宜符合下列要求： 1、抗震墙宜贯穿房屋全高，且纵向与横向的抗震墙宜相连。 2、房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在端开间。 3、抗震墙洞口宜上下对齐，洞边距端柱不宜小于300mm。 4、一、二级抗震墙洞口连梁，跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm。 框架—抗震墙结构中的抗震墙基础和部分框支抗震墙结构的落地抗震墙基础，应具有良好的整体性和抗转动能力。 （二）地震作用的计算 指整个结构沿高度的地震作用计算。这可用底部剪力法计算。当用振型分解反应谱法等进行计算时，若采用糖葫芦串模型，则得到整个结构沿高度的各楼板标高处的地震作用；若采用精细的模型计算时，如二维有限元模型或三维有限元模型进行计算时，则直接得出与该模型层次相应的地震内力。有时为简化，也可将总地震作用值沿结构高度方向按倒三角分布考虑。 （三）内力计算 1、各种计算方法概要 框架和剪力墙协同工作的分析方法可用力法、位移法、矩阵位移法和微分方程法。 力法和位移法（包括矩阵位移法）是基于结构力学假定的精确法。抗震墙被简化为受弯杆件，与抗震墙相连的杆件被模型化为带刚域端的杆件。 微分法则是一种较近似的便于手算的方法。 2、微分方程法 用微分方程进行近似计算（手算）时的基本假定如下： （1）不考虑结构的扭转。 （2）楼板在自身平面内的刚度为无限大，各抗侧力单元在水平方向。 （3）对抗震墙，只考虑弯曲变形而不计剪切变形；对框架，只考虑整体剪切变形而不计整体弯曲变形（即不计杆件的轴向变形）。 （4）结构的刚度和质量沿高度的分布比较均匀。 （5）各量沿房屋高度为连续变化。 这样，所有的抗震墙可合并为一个总抗震墙，其抗弯刚度为各抗震墙的抗弯刚度之和；所有的框架可合并为一个总框架，其抗剪刚度为各框架抗剪刚度之和。这样，整个结构就称为一个弯剪型悬臂梁。 这种方法的特点是从上到下：先用较粗的假定形成总体模型，求出总框架和总抗震墙的内力后，再较细致地考虑如何把此内力分到各抗侧力单元。这种方法在逻辑上时不一致的，但却能得到较好的结果，其原因如下：此法所处理的实际上式两个或多个独立的问题，只是后面的问题要用到前面问题的结果。在每一个独立问题的内部，逻辑上还是完全一致的。在目前所处理的问题中，列出和求解微分方程式一个独立的问题，如何利用微分方程的解求出各单元的侧力则又是另外一个独立问题。而数学上的逻辑一致仅要求在一个独立问题内成立。 总抗震墙和总框架之间用无轴向变形的连系梁连接。连系梁模拟楼盖的作用。关于连系梁，根据实际情况，可有两种假定： （1）若假定楼盖的平面外刚度为零，则连系梁可进一步简化为连杆，如下图1所示，称为铰接体系。 图1 结构简化为由铰接连杆联系 的总抗震墙和总框架 （2）若考虑连系梁对墙肢的约束作用，则连系梁与抗震墙之间的连接可视为刚接，如下图2所示，称为刚接体系。 图2 结构简化为由刚接连杆联系 的总抗震墙和总框架 3、框架剪力的调整 对框架的剪力进行调整有两个理由： （1）在框架—抗震墙结构中，若抗震墙的间距较大，则楼板在其平面内是能够变形的，即楼板在自身平面内刚性的假定不成立。在框架部位，由于框架的刚度较小，楼板的位移会较大，从而使框架的剪力比计算值大。（2）抗震墙的刚度较大，承受了大部分地震水平力，会首先开裂，使抗震墙的刚度降低。这使得框架承受的地震力的比例增大，这也使得框架的水平力比计算值大。 上述分析表明，框架是框架—抗震墙结构抵抗地震的第二道防线。因此，应提高框架部分的设计地震作用，使其有更大的强度储备。调整的方法如下：（1）框架总剪力的楼层可不调整，按计算得到的楼层剪力进行设计。（2）对的楼层，应取框架部分的剪力为下两式中的较小值： 式中：——全部框架柱的总内力； ——结构的底部剪力； ——计算的框架柱最大层剪力，取调整前的最大值。 显然，这种框架内力的调整不是力学计算的结果，只是为保证框架安全的一种人为增大的安全度，所以调整后的内力不再满足、也不需满足平衡条件。 三、典型习题 （一）简答题 1．简述框架—抗震墙结构中的抗震墙设置有哪些要求。 答： （1）抗震墙宜贯穿房屋全高，且纵向与横向的抗震墙宜相连。 （2）房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在端开间。 （3）抗震墙洞口宜上下对齐，洞边距端柱