带转换层的框支框架承担的地震倾覆力矩的计算
地震倾覆弯矩(新)
地震倾覆力矩测试抗震设计时，地震造成的对房屋的倾覆力矩是由框架和剪力墙两部分共同承担的。
若由框架承担的部分大于总倾覆力矩的一定比例时，说明框架部分已居于较主要地位，应加强其抗震能力的储备。
另外，对于近年兴起的短肢剪力墙结构，新规程要求设置剪力墙筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的结构。
同时对短肢剪力墙结构中抗震设计时筒体和一般剪力墙承受的地震倾覆力矩作了相应的规定。
为便于操作，本次规范修订给出了框架部分承受的地震倾覆力矩的具体计算公式。
1. 规范、规程相关规定和测试内容1．1．规范、规程相关规定1． 抗震规范6.1.3-1和高规8.1.3条文，用于判定框剪结构的框架部分抗震等级的提高。
具体内容为“框架抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，（柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用）；最大适用高度可比框架结构适当增加”； 框架部分承受的地震倾覆力矩可按下式计算：11n mc ij i i j M V h ===∑∑式中 Mc ——框剪结构在基本振型地震作用下框架部分承受的地震倾覆力矩 n ——结构层数m ——框架i 层的柱根数Vij ——第i 层j 根框架柱的计算地震剪力 hi ——第i 层层高 2． 高规7.1.2-2，用于限定短肢剪力墙结构中短肢剪力墙的数量。
具体内容为“抗震设计时，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总底部地震倾覆力矩的50%”；2. 测试例题2.1．例1-框架-剪力墙SOF15层框剪，层高均为3.3M ，总高度16.5M 。
无地下室。
地震信息 ............................................振型组合方法: CQC12345678123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536123456789Xm=8.00Ym=8.00Xs=8.00Ys=8.00Rx=0.56Ry=7.96第 2 层墙柱 墙梁编号及节点简图梁总数 = 36 柱总数 = 9 墙梁数 = 0 墙柱数 = 82.1.1 SATWE 计算取15个振型，刚性楼板假定。
框架承担倾覆力矩的合理计算方法
框架承担倾覆力矩的合理计算方法
常磊;崔济东;廖耘;周定;李盛勇
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2024(54)4
【摘要】为理清框架倾覆力矩的相关概念区别,并给出各自合理计算方法,对计算框架、支撑、框架+支撑、局部框架或者局部框架+支撑倾覆力矩的统一解法进行总结,给出相应的力学法。
指出框架倾覆力矩和框架承担倾覆力矩之间的显著区别,给出两者的异同以及建筑结构中框架承担倾覆力矩的计算原则,并进一步给出合理计算框架承担倾覆力矩的方法,即修正的统一解法。
修正的统一解法适用于一般建筑结构和带竖向构件转换的结构,也适用于带伸臂框架-核心筒结构。
最后对典型结构算例的框架承担倾覆力矩进行计算分析,结果合理可行。
【总页数】12页(P124-135)
【作者】常磊;崔济东;廖耘;周定;李盛勇
【作者单位】广州容柏生建筑工程设计事务所
【正文语种】中文
【中图分类】TU973;TU318
【相关文献】
1.底层框架—抗震墙多层砖房在地震倾覆力矩作用下柱附加轴力计算方法的探讨
2.框架承担的倾覆力矩比例对框架—剪力墙结构抗震性能的影响
3.框架-剪力墙结
构框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究4.部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究5.能量法计算框架-剪力墙结构框架倾覆力矩比
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框支框架承担的地震倾覆力矩占结构总地震力矩之比例的算法解释.doc
框支框架承担的地震倾覆力矩占结构总地震力矩之比例的算法解释一、规范要求：10．2．16 部分框支剪力墙结构的布置应符合下列规定：7 框支框架承担的地震倾覆力矩应小于结构总地震倾覆力矩的50％；二、规范要求的本意：规范条文说明：相比于02规程，此条有两处修改：一。
；二是增加第7款对框支框架承担的倾覆力矩的限制，防止落地剪力墙过少。
三、倾覆力矩算法：以下图的简单对称结构为例说明：1）V*H 求和方式（抗规方法）框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩的计算公式in i mj ij c h V M ∑∑===11式中c M ——框架-抗震墙结构在规定的侧向力作用下框架部分分配的地震倾覆力矩；n ——结构层数； m ——框架i 层的柱根数；ij V ——第i 层第j 根框架柱的计算地震剪力； i h ——第i 层层高。
对一根框架柱来讲，根据其平衡条件，21M M h V c += （8） 同样根据平衡条件，此时梁上剪力N V b = （9） 在梁内由梁的平衡条件有Nl l V M b ==2 （10） 则按照抗规方法计算得到的柱倾覆力矩为：Nl M h V M c c 2221'+== （11）2）力学标准方式（即PKPM 中提供的轴力方式）按力学方法计算倾覆力矩，需要先计算合力作用点，然后用底部轴力对合力作用点取距。
SATWE 中的合力作用点计算方法为 ∑∑=ii i o N x N x （5） 其中o x ——x 向合力作用点i N ——x 向规定水平力下各构件的轴力 i x ——柱的x 坐标或者墙柱的中心点x 坐标。
则框架柱承担的倾覆力矩为： ()[]∑=+-=ni yi o ii cx M x x N M 1（6）即倾覆力矩为轴力产生的倾覆力矩与柱底弯矩之和，墙的计算方法与柱相同。
图6所示框剪结构在水平力F 作用下，在框架柱底部产生的轴力为N ，柱底弯矩为1M ，显然框架承担的倾覆力矩应该为：()12122M L L N M c ++= （7）四结论：从计算结果可以看出：1抗规方式算出的柱底部弯矩占结构总弯矩的比例与墙数量的相关性更强（主要跟墙柱的刚度在总刚度的占比有关），而轴力方式算出的柱底部弯矩的占结构总弯矩的比例与墙位置的相关性也有很大关系，甚至占主导的关系（根据轴力计算弯矩时的墙柱与结构合力作用点的距离（即力臂）的有关）。
地震作用下框架内力和侧移计算.doc
6 地震作用下框架内力和侧移计算6.1刚度比计算刚度比是指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值。
为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.4.2条规定：抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第3.5.2条规定：对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比计的比值不宜小于0.7，且与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。
计算刚度比时，要假设楼板在平面内刚度无限大，即刚性楼板假定。
7.0939.0/1136076/1066908211>===∑∑mmN mmN DDγ，满足规范要求；()8.0939.0/113607611360761136076/10669083343212>=++⨯=++=∑∑∑∑mmN mmN DD D D γ，满足规范要求。
依据上述计算结果可知：刚度比满足要求，所以无竖向突变，无薄弱层，结构竖向规则，故可不考虑竖向地震作用。
将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，框架各层层间侧移刚度∑iD ，见表6-4。
表5-4框架各层层间侧移刚度楼层1层 2层 3层 4层 5层 6层 突出屋面层 ∑iD1066908113607611360761136076113607611360762583966.2水平地震作用下的侧移计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）附录C 中第C.0.2条可知：对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构，其基本周期可按公式6-1计算。
T T T μψ7.11= (6-1)式中:1T ——框架的基本自振周期；T μ——计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移，单位为m ；T ψ——基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数。
SATWE计算参数使用说明
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
一般并不建议用户修改该参数,原因有三：①考虑该角度后, 输出结果的整个图形会旋转一个角度,会给识图带来不便； ②构件的配筋应按考虑该角度和不考虑该角度两次的计算 结果做包络设计；③旋转后的方向并不一定是用户所希望 的风荷载作用方向.综上所述,建议用户
将最不利地震作用方向角填到斜交抗侧力构件夹角栏,这样 程序可以自动按最不利工况进行包络设计.
一、总信息
11、结构材料信息
分为｛钢筋混凝土结构｝、｛钢与砼混合结构｝、｛有填 充墙钢结构｝和｛无填充墙钢结构｝共4个选项.选定结构 材料即确定结构设计的相关规范,如0.2Q砼结构或0.25Q 钢结构调整.型钢混凝土和钢管混凝土结构属于钢筋砼结构. 有填充墙钢结构｝和｛无填充墙钢结构｝之分是为了计算 风荷载中的脉动系数ξ.根据荷规164页7.4.2-2式计算,这是 10版采用的方法.新版程序相应在风荷载信息增加了风载 作用下的阻尼比参数,其初始值由结构材料信息控制.
一、总信息
8、对所有楼层强制采用刚性楼板假定 位移比、周期比计算时选择该项
层刚度比计算,严格来说要采用刚性板假定. 对于有弹性楼板或板厚为0的工程,可计算两次, 第一次选择强制刚性楼板假定,确定薄弱层.第二次 将薄弱层号填入,按真实情况计算内力及配筋.如果 工程中无弹性楼板、无开洞、无越层错层,则默认 的楼板假定就是刚性楼板假定.
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
这个角度与结构的刚度与质量及其位置有关,对结构可能会 造成最不利的影响,在这个方向地震作用下,结构的变形及 部分结构构件内力可能会达到最大.
当用户输入一个非 0角度比如 25度后,结构沿顺时针方向 旋转相应角度即25度,但地震力、风荷载仍沿屏幕的X向和 Y向作用,竖向荷载不受影响
yjk中框架承担倾覆力矩的三种计算方式
yjk中框架承担倾覆力矩的三种计算方式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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地震倾覆力矩的计算
• 力学方式的框架倾覆力矩一方面可以反映框架的数量；另 一方面可以反映框架的空间布置；是更为合理的衡量“框 架在整个抗侧力体系中作用”的指标。
• 规定水平力下的倾覆力矩百分比与老办 法相差很小
层号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.( 0.0%)
7316.( 61.5%)
0.( 0.0%)
4161.( 54.8%)
0.( 0.0%)
1743.( 43.0%)
0.( 0.0%)
272.( 17.8%)
总弯矩 46498. 40325. 34063. 27991. 22208. 16809. 11898. 7597. 4051. 1530.
Dc
一目了然，M
* c
,
M
c
有明显的不同
地震倾覆力矩的计算
Fxi , Fy i, Mzi
指的是第 i 层框架受到的总地震作用，一部分是直接地震作用， 一部分是由剪力墙间接施加的地震作用；
Nc
是框架底部的合轴力，由剪力墙直接引起；
n
M zi
i1
是框架底部的附加弯矩，由剪力墙直接引起；
Mc V*H方式得到的框架底部的倾覆弯矩，由剪力墙和直接地震作用共同引起； M* 力学方式得到的框架底部的倾覆弯矩，由剪力墙和直接地震作用共同引起；
地震倾覆力矩的计算地震倾覆力矩的计算一般而言对于对称布置的框剪框筒结构力学方式的框架倾覆力矩要远大于vh方式的倾覆力矩地震倾覆力矩的计算地震倾覆力矩的计算而对于偏置布置的框剪框筒结构力学方式的框架倾覆力矩与vh方式的倾覆力矩比较接近考察x向地震倾覆力矩的计算地震倾覆力矩的计算力学方式只是略大一点总之总框架与总剪力墙配合的越紧密二者之间的传力越显著两种方法统计的框架倾覆力矩差异越大
房屋建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计分析
房屋建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计分析1、引言2、框支剪力墙概述框支剪力墙是由墙体和横向刚性框架组成的结构体系，通过墙体承载竖向重力和施加竖向抗力来保证结构的稳定性和安全性。
在带转换层的结构中，墙体和横向刚性框架的转换层承载了水平荷载，并通过框架形成的水平屈曲和墙体的剪切变形来消化地震力。
3、设计分析3.1结构选择在设计带转换层的框支剪力墙结构时，应根据建筑物的高度、用途和地区的地震烈度等因素进行结构选择。
一般情况下，高层建筑采用剪力墙-框架体系结构，即在竖向采用剪力墙承担荷载，在水平采用剪力墙和框架相结合的形式。
3.2转换层设计转换层是连接上下两个结构体系的重要部分，需要保证转换层具有足够的刚度和强度。
对于大型建筑，转换层应采用剪力墙-框架结构，其中剪力墙用于承载竖向荷载和水平抗力，框架用于水平刚度的提供和承载水平荷载。
3.3墙体设计框支剪力墙的墙体设计应满足强度、刚度和稳定性的要求。
墙体应具有足够的抗剪承载力和剪切刚度，通过适当的墙体厚度和剪力墙的间隔来满足设计要求。
同时，墙体还要考虑弯矩和轴向力的作用，采用适当的构造措施来提高抗弯和抗轴能力。
3.4框架设计框支剪力墙的框架设计应满足刚度和韧度的要求。
框架应具有足够的刚度来承担水平荷载，并通过适当的布置和尺寸来满足整体结构的稳定性。
同时，框架的连接节点也需要进行合理的设计，采用适当的连接方式和强度来保证框架的整体性能。
4、结构分析和优化通过对框支剪力墙结构进行分析和优化，可以得到合理的结构方案。
在结构分析中，应考虑横向荷载、地震作用等因素，并进行抗震性能计算和受力分析。
在优化设计中，可以通过调整墙体和框架的布置、增加剪切墙和框架的数量等方式来改善结构的性能。
5、结论在房屋建筑中带转换层的框支剪力墙结构设计中，需要考虑结构选择、转换层设计、墙体设计和框架设计等方面的要求。
通过合理的结构分析和优化设计，可以得到安全、稳定和经济的结构方案。
同时，在实施设计过程中，还需要对结构进行动力计算和监测，以确保结构的抗震性能和使用安全。
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带转换层的框支框架承担的地震倾覆力矩计算（邮件
21190）
一、用户问题
邮件21190，
标题：请教关于倾覆力矩的问题
SATWE算出的框支框架倾覆力矩百分比和盈建科算出的差别较大，以转换层第九层数据为例：**********************************************************************
规定水平力框架柱、框支框架及短肢墙地震倾覆力矩百分比(抗规) **********************************************************************
层号塔号框架柱框支框架
SA TWE：9 1 X 7.17% 7.17%
Y 5.20% 5.20%
YJK： 9 1 X 0.0% 79.3% 框支框架倾覆力矩超限
9 1 Y 0.0% 58.3% 框支框架倾覆力矩超限
对于框支框架所占的地震倾覆力矩百分比（X向），SATWE为7.17%，而YJK为79.3%，超出了规范要求不大于50%的限制。
从9层转换层的平面布置直观地看，SA TWE计算的7.17%，似乎太小。
二、计算结果对比分析
《高规》10.2.16-7规定：框支框架承担的地震倾覆力矩应小于结构总地震倾覆力矩的50%。
软件按照《抗规》6.1.3条条文说明中的公式计算框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩。
在该公式中，总的框架倾覆力矩是是各层分别计算的框架倾覆力矩的叠加结果。
Mc=��VV ij m j=1n i=1ℎii
对于带框支转换层的结构，在转换层及其以下各层，框支框架所占的比例较多，按照这些层计算出的框支框架所占地震倾覆力矩的比例较高。
但是在转换层以上各层，没有框架柱或框架柱所占的比例很小，更不会再有框支框架柱，因此按照这些层计算出的框支框架所占地震倾覆力矩基本是0，而剪力墙承担的倾覆力矩占了绝大部分。
SATWE是按照全楼所有层统计框支框架所占的地震倾覆力矩比例，由于在转换层以上全是剪力墙而框支框架基本不存在，这样统计的结果必然是框支框架所占比例很小。
应该说这样的统计不符合规范的要求的目标，规范是控制框支框架在平面中所占比例不能太高，一般在各层中框支框架承担的地震倾覆力矩应也应小于该层总地震倾覆力矩的50%。
但如果按照全楼统计，即便在某几层全是框支框架柱，由于转换层上面纯剪力墙的层数很多，仍可以得到框支框架所占的地震倾覆力矩比例很小的结论。
YJK按照带框支转换层的结构特点进行框支框架所占的地震倾覆力矩比例的计算，即统计计算仅在转换层及其以下各层进行，总的框支框架所占的地震倾覆力矩比例是转换层及其以下各层分别计算的叠加，不再把分母叠加上转换层以上各层剪力墙承担的倾覆力矩。
这样的结果才符合规范控制的要求。
四、结论
带转换层的框支框架承担的地震倾覆力矩的计算，SATWE计算结果太小，不符合规范的要求，因为SATWE按照全楼所有层统计框支框架所占的地震倾覆力矩比例，由于在转换层以上全是剪力墙而框支框架基本不存在，这样统计的结果必然是框支框架所占比例很小。
YJK按照带框支转换层的结构特点进行框支框架所占的地震倾覆力矩比例的计算，即统计计算仅在转换层及其以下各层进行，总的框支框架所占的地震倾覆力矩比例是转换层及其以下各层分别计算的叠加，不再把分母叠加上转换层以上各层剪力墙承担的倾覆力矩。
这样的结果才符合规范控制的要求。
因此YJK计算出的框支框架承担的地震倾覆力矩百分比要比SATWE大很多。