高层框架-剪力墙结构剪力墙适宜高度分析

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在高层建筑实际工程中,经常遇到由于建筑功能的要求或其他原因,要减少结构上部剪力墙的数量,甚至完全取消,于是,截断剪力墙的高层框架-剪力墙结构这一新型结构体系便应运而生。本文针对高层框架-剪力墙结构剪力墙适宜高度问题及相关问题进行了分析。 剪力墙设置数量的多少直接决定框架-剪力墙结构体系是否安全、经济、合理。在剪力墙数量优化分析过程中,框架柱的截面尺寸是否可以当作常量处理是首先要面对的一个关键问题。本文利用框架-剪力墙结构协同工作微分方程,分析改变剪力墙弯曲刚度对矩形柱框架楼层剪力的影响,并通过算例说明调整剪力墙数量和优化剪力墙抗侧移刚度对矩形框架柱内力(剪力和轴力)的影响不是很大,在调整剪力墙数量和优化剪力墙抗侧移刚度时,可不考虑矩形柱内力的变化,可以将矩形柱的截面尺寸当作常量。 截断剪力墙的框架-剪力墙结构中的剪力墙并不与结构同高,而是在某层以上截断,截断剪力墙后,框架柱的内力必然会发生变化。本文根据截断剪力墙后框架-剪力墙结构的受力特点,建立截断剪力墙的框架-剪力墙结构协同工作的基本微分方程,给出矩形柱框架楼层剪力与框架-剪力墙结构刚度特征值、剪力墙截断位置之间的关系式,分析截断剪力墙后框架柱内力(剪力和轴力)的变化情况,认为在适当位置截断剪力墙,框架柱内力值较剪力墙全高时框架柱相应位置处的内力值相比变化不大;在适当范围内调整剪力墙截断位置时,可以将矩形柱的截面尺寸当作常量。 关于高层框架-剪力墙结构中的剪力墙适宜高度问题,国内外学者对其的观点并不一致。本文利用SATWE、EPDA、ETABS对高层框架-剪力墙结构工程实例进行计算,分析结构自振周期、底部剪力、最大层间位移和最大层间位移角,以此来确定框架-剪力墙结构的剪力墙适宜中断位置,分析认为,从剪力为零点以上截断剪力墙,结构整体刚度、动力特性、整体地震反应均变化不大。
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