剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移計(jì)算

1、西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)西安建筑科技大學(xué)西安建筑科技大學(xué) 史慶軒史慶軒西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.1 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置6.2 剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析6.3 整截面墻的內(nèi)力和位移計(jì)算整截面墻的內(nèi)力和位移計(jì)算6.4 雙肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算雙肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算6.5 多肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算多肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算6.6 整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力和位移計(jì)算整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力和位移計(jì)算6.7 壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算6.8 剪力墻分類(lèi)的判別剪力墻分類(lèi)的判別6.9 剪力墻截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求剪力墻截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求

2、結(jié)構(gòu)分類(lèi)和分析方法結(jié)構(gòu)分類(lèi)和分析方法受力特點(diǎn)對(duì)比和計(jì)算參數(shù)判別受力特點(diǎn)對(duì)比和計(jì)算參數(shù)判別西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.1 6.1 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置6.1.1 6.1.1 墻體承重方案墻體承重方案1 1）小開(kāi)間橫墻承重）小開(kāi)間橫墻承重特點(diǎn)：特點(diǎn)：每開(kāi)間設(shè)置承重橫墻，間距為每開(kāi)間設(shè)置承重橫墻，間距為2.72.7.9m.9m，適用于住宅、旅館等，適用于住宅、旅館等 小開(kāi)間建筑。小開(kāi)間建筑。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不需要隔墻；采用短向樓板，節(jié)約鋼筋等。不需要隔墻；采用短向樓板，節(jié)約鋼筋等。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：橫墻數(shù)量多，承載力未充分利用，建筑平面布置不靈活，房屋自橫墻數(shù)量多，承載力未充分利用，建筑平面

3、布置不靈活，房屋自 重及側(cè)向剛度大，水平地震作用大。重及側(cè)向剛度大，水平地震作用大。大間距縱、橫墻承重大間距縱、橫墻承重小開(kāi)間橫墻承重小開(kāi)間橫墻承重大開(kāi)間橫墻承重大開(kāi)間橫墻承重西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2）大開(kāi)間橫墻承重）大開(kāi)間橫墻承重特點(diǎn)：特點(diǎn)：每?jī)砷_(kāi)間設(shè)置一道承重橫墻，間距一般每?jī)砷_(kāi)間設(shè)置一道承重橫墻，間距一般6 68m8m。樓蓋多采用混凝土。樓蓋多采用混凝土 梁式板或無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板。梁式板或無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：使用空間大，平面布置靈活；自重較輕，基礎(chǔ)費(fèi)用相對(duì)較少。使用空間大，平面布置靈活；自重較輕，基礎(chǔ)費(fèi)用相對(duì)較少。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：樓蓋跨度大，

4、樓蓋材料增多。樓蓋跨度大，樓蓋材料增多。3 3）大間距縱、橫墻承重）大間距縱、橫墻承重特點(diǎn)：特點(diǎn)：每?jī)砷_(kāi)間設(shè)置一道橫墻，間距為每?jī)砷_(kāi)間設(shè)置一道橫墻，間距為8m8m左右。樓蓋采用混凝土雙向板，左右。樓蓋采用混凝土雙向板，或在每?jī)傻罊M墻之間布置一根進(jìn)深梁，形成縱、橫墻混合承重?；蛟诿?jī)傻罊M墻之間布置一根進(jìn)深梁，形成縱、橫墻混合承重。 從使用功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、受力性能等方面來(lái)看，大間距方案較優(yōu)從使用功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、受力性能等方面來(lái)看，大間距方案較優(yōu)越。目前趨向于采用大間距、大進(jìn)深、大模板、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的越。目前趨向于采用大間距、大進(jìn)深、大模板、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

5、剪力墻結(jié)構(gòu)體系。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1 1）宜）宜沿主軸方向雙向或多向布置沿主軸方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜，不同方向的剪力墻宜聯(lián)結(jié)在一聯(lián)結(jié)在一 起起，應(yīng)盡量拉通、對(duì)直；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，宜使，應(yīng)盡量拉通、對(duì)直；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，宜使兩個(gè)方向側(cè)向剛度接近兩個(gè)方向側(cè)向剛度接近；剪；剪力墻墻肢截面宜力墻墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則簡(jiǎn)單、規(guī)則。2 2）剪力墻布置不宜太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度；若側(cè)向剛度）剪力墻布置不宜太密，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度；若側(cè)向剛度 過(guò)大，不僅加大自重，還會(huì)使地震力增大。過(guò)大，不僅加大自重，還會(huì)使地震力增大。3 3）剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突

6、變。）剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變。 4 4）剪力墻長(zhǎng)度較大時(shí)，可通過(guò)）剪力墻長(zhǎng)度較大時(shí)，可通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成若干均勻的獨(dú)立將長(zhǎng)墻分成若干均勻的獨(dú)立墻段。墻段。墻段的長(zhǎng)度墻段的長(zhǎng)度不宜大于不宜大于8m8m。 5 5）剪力墻的）剪力墻的門(mén)窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置門(mén)窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置。宜避免使用錯(cuò)洞墻和疊合錯(cuò)宜避免使用錯(cuò)洞墻和疊合錯(cuò)洞墻。洞墻。6.1.2 6.1.2 剪力墻的布置原則剪力墻的布置原則西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6 6）當(dāng)剪力墻與平面外方向的梁連結(jié)時(shí)，可加強(qiáng)剪力墻平面外的抗彎剛度和）當(dāng)剪力墻與平面外方向的梁連結(jié)時(shí)，可加強(qiáng)剪力墻平面外的

7、抗彎剛度和承載力（可在墻內(nèi)設(shè)置承載力（可在墻內(nèi)設(shè)置扶壁柱扶壁柱、暗柱暗柱或與梁相連的或與梁相連的型鋼型鋼等措施）；或減小梁等措施）；或減小梁端彎矩的措施（如設(shè)計(jì)為鉸接或半剛接）。端彎矩的措施（如設(shè)計(jì)為鉸接或半剛接）。7 7）短肢剪力墻是指墻肢截面）短肢剪力墻是指墻肢截面長(zhǎng)度與厚度之比為長(zhǎng)度與厚度之比為58的剪力墻的剪力墻，高層結(jié)構(gòu)不，高層結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。適當(dāng)降低。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.2 6.2 剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析剪力墻結(jié)構(gòu)平面

8、協(xié)同工作分析1 1）在豎向荷載作用下，各片剪力墻承受的壓力可近似按）在豎向荷載作用下，各片剪力墻承受的壓力可近似按各肢剪力墻負(fù)荷面各肢剪力墻負(fù)荷面積分配積分配；2）在水平荷載作用下，各片剪力墻承受的水平荷載可按）在水平荷載作用下，各片剪力墻承受的水平荷載可按結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析。即即研究研究水平荷載在各榀剪力墻之間分配問(wèn)題水平荷載在各榀剪力墻之間分配問(wèn)題的一種的一種簡(jiǎn)化分析方法簡(jiǎn)化分析方法。剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.2.1 6.2.1 剪力墻的分類(lèi)剪力墻的分類(lèi)1 1、根據(jù)洞口的有無(wú)、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分

9、為以下幾類(lèi)：、根據(jù)洞口的有無(wú)、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分為以下幾類(lèi)： 整截面墻整截面墻聯(lián)肢墻聯(lián)肢墻壁式框架壁式框架整體小開(kāi)口墻整體小開(kāi)口墻西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1 1）整截面墻：）整截面墻： 幾何判定：幾何判定：（1 1）剪力墻）剪力墻無(wú)洞口無(wú)洞口；（2 2）有洞口，墻面洞口面積）有洞口，墻面洞口面積不大于不大于墻面墻面總面積的總面積的16%16%，且，且洞口間的凈距洞口間的凈距及及洞口至墻洞口至墻邊的距離邊的距離均大于均大于洞口長(zhǎng)邊尺寸洞口長(zhǎng)邊尺寸。 受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：可視為上端自由、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件?？梢暈樯隙俗杂?、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件。 整截面

10、墻整截面墻西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2）整體小開(kāi)口墻）整體小開(kāi)口墻： 幾何判定：幾何判定：（1 1）洞口稍大一些，且洞口沿豎向成列布置，）洞口稍大一些，且洞口沿豎向成列布置， （2 2）洞口面積超過(guò)墻面總面積的）洞口面積超過(guò)墻面總面積的16%16%，但洞口對(duì)，但洞口對(duì) 剪力墻的受力影響仍較小。剪力墻的受力影響仍較小。受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)： 在水平荷載下，由于洞口的存在，墻肢中已出現(xiàn)在水平荷載下，由于洞口的存在，墻肢中已出現(xiàn)局部彎曲局部彎曲，其截面應(yīng)力可認(rèn)為由，其截面應(yīng)力可認(rèn)為由墻體的整體彎曲和墻體的整體彎曲和局部彎曲二者疊加組成局部彎曲二者疊加組成，截面變形仍接近于整截面

11、，截面變形仍接近于整截面墻。墻。 整體小開(kāi)口墻整體小開(kāi)口墻西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)3 3）聯(lián)肢墻：）聯(lián)肢墻： 幾何判定：幾何判定： 沿豎向開(kāi)有一列或多列較大的洞口，可以簡(jiǎn)化沿豎向開(kāi)有一列或多列較大的洞口，可以簡(jiǎn)化為若干個(gè)單肢剪力墻或?yàn)槿舾蓚€(gè)單肢剪力墻或墻肢墻肢與一系列與一系列連梁連梁聯(lián)結(jié)起來(lái)聯(lián)結(jié)起來(lái)組成。組成。 受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)： 連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，墻肢局部彎矩墻肢局部彎矩較大，較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線(xiàn)分布。整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線(xiàn)分布。 聯(lián)肢剪力墻聯(lián)肢剪力墻西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) 4 4）壁式框架

12、：）壁式框架： 幾何判定：幾何判定： 當(dāng)剪力墻成列布置的洞口很大，且洞口較寬，當(dāng)剪力墻成列布置的洞口很大，且洞口較寬，墻肢寬度相對(duì)較小，連梁的剛度接近或大于墻肢的墻肢寬度相對(duì)較小，連梁的剛度接近或大于墻肢的剛度。剛度。受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：與框架結(jié)構(gòu)相類(lèi)似。與框架結(jié)構(gòu)相類(lèi)似。壁式框架壁式框架西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) 6.2.2 6.2.2 剪力墻的等效剛度剪力墻的等效剛度相同水平荷載相同水平荷載相同側(cè)向位移相同側(cè)向位移剪力墻與豎向懸臂受彎構(gòu)件具有相同的剛度剪力墻與豎向懸臂受彎構(gòu)件具有相同的剛度采用豎向懸臂受彎構(gòu)件的剛度作為剪力墻的等效剛度采用豎向懸臂受彎構(gòu)件的剛度作為剪力墻

13、的等效剛度它綜合反映了剪力墻彎曲變形、剪切變形和軸向變形的影響。它綜合反映了剪力墻彎曲變形、剪切變形和軸向變形的影響。eqEI西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2、剪力墻的等效剛度計(jì)算：、剪力墻的等效剛度計(jì)算：以頂點(diǎn)集中荷載為例，說(shuō)明剪力墻的等效剛度求法。以頂點(diǎn)集中荷載為例，說(shuō)明剪力墻的等效剛度求法。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.2.3 6.2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析 1 1、基本假定、基本假定 1 1）樓蓋在自身平面內(nèi)的剛度無(wú)限大，平面外剛度很小，可以忽略；）樓蓋在自身平面內(nèi)的剛度無(wú)限大，平面外剛度很小，可以忽略； 2 2）各

14、片剪力墻在其平面內(nèi)的剛度較大，忽略其平面外的剛度；）各片剪力墻在其平面內(nèi)的剛度較大，忽略其平面外的剛度； 3 3）水平荷載作用點(diǎn)與結(jié)構(gòu)剛度中心重合，結(jié)構(gòu)不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。）水平荷載作用點(diǎn)與結(jié)構(gòu)剛度中心重合，結(jié)構(gòu)不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) A A、由假定由假定1 1）、）、3 3）可知，樓板在其自身平面內(nèi)不發(fā)生相對(duì)變形，只作）可知，樓板在其自身平面內(nèi)不發(fā)生相對(duì)變形，只作剛體平動(dòng)，剛體平動(dòng)，水平荷載按各片剪力墻的側(cè)向剛度進(jìn)行分配水平荷載按各片剪力墻的側(cè)向剛度進(jìn)行分配。 B B、由假定由假定2 2）可知，各片剪力墻只承受其自身平面內(nèi)的水平荷載，）可知，各片剪力墻只承受其自身

15、平面內(nèi)的水平荷載，可將可將縱、橫兩個(gè)方向的剪力墻分開(kāi)考慮；縱、橫兩個(gè)方向的剪力墻分開(kāi)考慮；同時(shí)，可考慮縱、橫向剪力墻的共同工同時(shí)，可考慮縱、橫向剪力墻的共同工作，縱墻（橫墻）的一部分可以作為橫墻（縱墻）的有效翼墻。作，縱墻（橫墻）的一部分可以作為橫墻（縱墻）的有效翼墻。 實(shí)際上，當(dāng)房屋的體型比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)布置和質(zhì)量分布基本對(duì)稱(chēng)時(shí)，為實(shí)際上，當(dāng)房屋的體型比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)布置和質(zhì)量分布基本對(duì)稱(chēng)時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常不考慮扭轉(zhuǎn)影響。簡(jiǎn)化計(jì)算，通常不考慮扭轉(zhuǎn)影響。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2、剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析、剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析 將剪力墻分為兩大類(lèi)：將剪力墻分為兩

16、大類(lèi)：第一類(lèi)包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻第一類(lèi)包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻；第二類(lèi)為壁式框架第二類(lèi)為壁式框架。第一類(lèi)第一類(lèi)+ +第二類(lèi)第二類(lèi)第一類(lèi)第一類(lèi)西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1 1）第一類(lèi)：包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻。）第一類(lèi)：包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻。 （1 1）將水平荷載劃分均布荷載、倒三角形分布荷載或頂點(diǎn)集中荷載，或）將水平荷載劃分均布荷載、倒三角形分布荷載或頂點(diǎn)集中荷載，或這三種荷載的某種組合；這三種荷載的某種組合； （2 2）計(jì)算沿水平荷載作用方向的）計(jì)算沿水平荷載作用方向的m m片剪力墻的總等效剛度；片剪力墻的總等效剛度；（3

17、3）根據(jù)剪力墻的等效剛度，計(jì)算每一片剪力墻所承受的水平荷載；）根據(jù)剪力墻的等效剛度，計(jì)算每一片剪力墻所承受的水平荷載；（4 4）再根據(jù)每一片剪力墻所承受的水平荷載形式，進(jìn)行各片剪力墻中連梁）再根據(jù)每一片剪力墻所承受的水平荷載形式，進(jìn)行各片剪力墻中連梁和墻肢的內(nèi)力和位移計(jì)算。和墻肢的內(nèi)力和位移計(jì)算。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2）第一類(lèi)和第二類(lèi)：包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻、聯(lián)肢墻和壁式框架。）第一類(lèi)和第二類(lèi)：包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻、聯(lián)肢墻和壁式框架。 注：剪力墻結(jié)構(gòu)體系在水平荷載作用下的計(jì)算問(wèn)題就轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹袅Φ挠?jì)算。注：剪力墻結(jié)構(gòu)體系在水平荷載作用下的計(jì)算問(wèn)題就轉(zhuǎn)變

18、為單片剪力墻的計(jì)算。 （1 1）將第一類(lèi)剪力墻合并為總剪力墻，將壁式框架合并為總框架，按照）將第一類(lèi)剪力墻合并為總剪力墻，將壁式框架合并為總框架，按照框框架架剪力墻鉸接體系分析方法，計(jì)算總剪力墻的內(nèi)力和位移。剪力墻鉸接體系分析方法，計(jì)算總剪力墻的內(nèi)力和位移。 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.3 整截面墻的內(nèi)力和位移計(jì)算整截面墻的內(nèi)力和位移計(jì)算問(wèn)題：?jiǎn)栴}：整截面墻與豎向懸臂梁的主要區(qū)別整截面墻與豎向懸臂梁的主要區(qū)別？整截面墻應(yīng)考慮剪切變形整截面墻應(yīng)考慮剪切變形+彎曲變形彎曲變形+軸向變形；軸向變形；懸臂梁僅考慮彎曲變形。懸臂梁僅考慮彎曲變形。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技

19、大大 學(xué)學(xué)6.3.1 6.3.1 墻體截面內(nèi)力墻體截面內(nèi)力 在水平荷載作用下，整截面墻可視為上端自由、下端固定的豎向懸在水平荷載作用下，整截面墻可視為上端自由、下端固定的豎向懸臂梁，其任意截面的彎矩和剪力可按照材料力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。臂梁，其任意截面的彎矩和剪力可按照材料力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。220qHMqHV0例：計(jì)算在水平均布荷載作用例：計(jì)算在水平均布荷載作用 下，下， 剪力墻底部彎矩和剪力。剪力墻底部彎矩和剪力。特點(diǎn)：截面正應(yīng)力保持直線(xiàn)分布；特點(diǎn)：截面正應(yīng)力保持直線(xiàn)分布； 墻體無(wú)反彎點(diǎn)。墻體無(wú)反彎點(diǎn)。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.3.2 位移和等效剛度位移和等效剛度 由于剪

20、力墻的截面高度較大，在計(jì)算位移時(shí)應(yīng)考慮剪切變形的影響。同時(shí)，由于剪力墻的截面高度較大，在計(jì)算位移時(shí)應(yīng)考慮剪切變形的影響。同時(shí)，當(dāng)墻面開(kāi)有很小的洞口時(shí)，尚應(yīng)考慮洞口對(duì)位移增大的影響。當(dāng)墻面開(kāi)有很小的洞口時(shí)，尚應(yīng)考慮洞口對(duì)位移增大的影響。1、在水平荷載作用下，整截面墻考慮彎曲變形和剪切變形的頂點(diǎn)位移計(jì)算公式：、在水平荷載作用下，整截面墻考慮彎曲變形和剪切變形的頂點(diǎn)位移計(jì)算公式：11PPMMV VudsdsE IG A注：考慮剪切變形的位移：注：考慮剪切變形的位移：西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)例：在水平均布荷載作用下，整截面墻考慮彎曲變形和剪切變形的頂點(diǎn)位移及等效剛度：例：在水平均

21、布荷載作用下，整截面墻考慮彎曲變形和剪切變形的頂點(diǎn)位移及等效剛度：HqqHPVH1P11V208MV HuEI210122pVV VV HqHudsGAGAGA 322200000224(1)88288(14/)eqV HV HV HV HV HuEIEIGAEIH GAEIEI H GA)/41 (2GAHEIEIEIeq西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2、 將式（將式（6.3.1）代入式（）代入式（6.2.1），則可得到整截面墻的等效剛度計(jì)算公式為），則可得到整截面墻的等效剛度計(jì)算公式為 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) 3、引入等效剛度、引入等效剛度 EIeq

22、 ，可把剪切變形與彎曲變形綜合成彎曲變形的表達(dá)形式，則式，可把剪切變形與彎曲變形綜合成彎曲變形的表達(dá)形式，則式 （6.3.1）可進(jìn)一）可進(jìn)一 步寫(xiě)成下列形式步寫(xiě)成下列形式西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.4 雙肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算雙肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算 雙肢墻由連梁將兩墻肢聯(lián)結(jié)在一起，且墻肢的剛度一般比連梁的剛度大較多，相當(dāng)雙肢墻由連梁將兩墻肢聯(lián)結(jié)在一起，且墻肢的剛度一般比連梁的剛度大較多，相當(dāng)于柱梁剛度比很大的一種框架，屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，可采用于柱梁剛度比很大的一種框架，屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，可采用連梁連續(xù)化的分析法。連梁連續(xù)化的分析法。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：連梁連續(xù)化法的基本思路連

23、梁連續(xù)化法的基本思路？雙肢墻連梁連雙肢墻連梁連續(xù)化分析法續(xù)化分析法 微分方程的求解微分方程的求解 求解二階常系數(shù)非齊次線(xiàn)性微分方程 計(jì)算模型的簡(jiǎn)化計(jì)算模型的簡(jiǎn)化 基本假定 按力法求解超靜定結(jié)構(gòu)按力法求解超靜定結(jié)構(gòu) 兩個(gè)未知力的超靜定結(jié)構(gòu) 微分方程的建立微分方程的建立22d yEIMdz 補(bǔ)充條件1230 求解內(nèi)力求解內(nèi)力 微分關(guān)系求解內(nèi)力西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)將連桿離散化將連桿離散化 ，均勻分布均勻分布求解兩個(gè)未知求解兩個(gè)未知力的超靜定結(jié)力的超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)受力平衡方受力平衡方程求解內(nèi)力程求解內(nèi)力）（z）（z）（z多余未知力多余未知力西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大

24、 學(xué)學(xué)6.4.1 6.4.1 基本假定基本假定1 1）每一樓層處的連梁）每一樓層處的連梁簡(jiǎn)化為沿該樓層均勻連續(xù)分布的連桿簡(jiǎn)化為沿該樓層均勻連續(xù)分布的連桿。2 2）忽略連梁軸向變形忽略連梁軸向變形，兩墻肢同一標(biāo)高水平位移相等。，兩墻肢同一標(biāo)高水平位移相等。轉(zhuǎn)角和曲率亦相同轉(zhuǎn)角和曲率亦相同。3 3）每層連梁的）每層連梁的反彎點(diǎn)在梁的跨度中央反彎點(diǎn)在梁的跨度中央。4 4）沿豎向墻肢和連梁的剛度及層高均不變沿豎向墻肢和連梁的剛度及層高均不變。當(dāng)有變化時(shí)，可取幾何平均值。當(dāng)有變化時(shí)，可取幾何平均值。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.4.2 6.4.2 微分方程的建立微分方程的建立1 1、

25、第一步：根據(jù)基本體系在連梁切口處的變形連續(xù)條件，建立微分方程：、第一步：根據(jù)基本體系在連梁切口處的變形連續(xù)條件，建立微分方程： 將連續(xù)化后的連梁沿反彎點(diǎn)處切開(kāi)，可得將連續(xù)化后的連梁沿反彎點(diǎn)處切開(kāi)，可得力法求解時(shí)的基本體系力法求解時(shí)的基本體系。 切開(kāi)后的截面上有剪力集度切開(kāi)后的截面上有剪力集度(z ) 和軸力集度和軸力集度(z )，取，取(z )為多余未知力為多余未知力。 根據(jù)變形連續(xù)條件，根據(jù)變形連續(xù)條件，切口處沿未知力切口處沿未知力(z ) (z ) 方向上的相對(duì)位移應(yīng)為零，方向上的相對(duì)位移應(yīng)為零，建立微分方程建立微分方程。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1（1 1）由于墻肢彎

26、曲變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移）由于墻肢彎曲變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移：當(dāng)墻肢發(fā)生剪切變形時(shí)，當(dāng)墻肢發(fā)生剪切變形時(shí)，只在墻肢的上、下截面產(chǎn)生相對(duì)水平錯(cuò)動(dòng)，此錯(cuò)只在墻肢的上、下截面產(chǎn)生相對(duì)水平錯(cuò)動(dòng)，此錯(cuò)動(dòng)不會(huì)使連梁切口處產(chǎn)生相對(duì)豎向位移動(dòng)不會(huì)使連梁切口處產(chǎn)生相對(duì)豎向位移，即由墻肢剪切變形所產(chǎn)生的，即由墻肢剪切變形所產(chǎn)生的相對(duì)相對(duì)位移為零位移為零。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2）墻肢軸向變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移）墻肢軸向變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移 2 基本體系在切口處剪力作用下，自基本體系在切口處剪力作用下，自?xún)蓧χ字羶蓧χ字?z 截面處截面處的軸向變形差為切口所產(chǎn)生的相對(duì)的軸向變形差為切口所產(chǎn)

27、生的相對(duì)位移。位移。 )(2z）（zNNzz0Hzaz計(jì)算計(jì)算截面截面西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)z z 截面處的軸力在數(shù)量上等于截面處的軸力在數(shù)量上等于（Hz高度范圍）高度范圍）內(nèi)切口處的剪力之和：內(nèi)切口處的剪力之和：)(2z）（zNNzz0Hzaz西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)3 3）連梁彎曲和剪切變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移）連梁彎曲和剪切變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移 由于連梁切口處剪力由于連梁切口處剪力(z ) 作用，作用，使連梁產(chǎn)生彎曲和剪切變形使連梁產(chǎn)生彎曲和剪切變形，在切口處，在切口處所產(chǎn)生的相對(duì)位移為所產(chǎn)生的相對(duì)位移為33hz）（bl西西 安安 建建 筑筑 科

28、科 技技 大大 學(xué)學(xué)（連梁切口處的變形連續(xù)條件）（連梁切口處的變形連續(xù)條件）西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2、第二步：引入補(bǔ)充條件，求、第二步：引入補(bǔ)充條件，求 22MddzzH1a2a1( )Mz2()Mzz（ ）z（ ）Pz（ ）z（ ）西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)3 3、第三步：微分方程的簡(jiǎn)化、第三步：微分方程的簡(jiǎn)化 雙肢墻的基本微分方程：雙肢墻的基本微分方程：D 為連梁的剛度為連梁的剛度S 為雙肢墻中一個(gè)墻肢對(duì)為雙肢墻中一個(gè)墻肢對(duì)組合截面形心軸的面積矩組合截面形心軸的面積矩（反映洞口大?。ǚ从扯纯诖笮?/p>

29、）1為連梁與墻為連梁與墻肢剛度比肢剛度比令：令： 為剪力墻的整為剪力墻的整體工作系數(shù)體工作系數(shù)232bba IDl2a改為 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)4 4、第四步：引入約束彎矩表述的微分方程、第四步：引入約束彎矩表述的微分方程1m z（ ）zH1a2az（ ）z（ ）Pz（ ）z（ ）2m z（ ）12 ( )m zm zm zaz（ ）（ ）（ ）西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.4.3 6.4.3 微分方程的求解微分方程的求解1、二階常系數(shù)非齊次線(xiàn)性微分方程求解、二階常系數(shù)非齊次線(xiàn)性微分方程求解注：推導(dǎo)一個(gè)

30、例子注：推導(dǎo)一個(gè)例子西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2、根據(jù)邊界條件、彎矩和曲率的關(guān)系計(jì)算、根據(jù)邊界條件、彎矩和曲率的關(guān)系計(jì)算12CC、注：是否可以采用切口水平相對(duì)位移為零，進(jìn)行求解？注：是否可以采用切口水平相對(duì)位移為零，進(jìn)行求解？1C2C西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.4.4 6.4.4 內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算如將線(xiàn)約束彎矩如將線(xiàn)約束彎矩m1 () 、 m2 ()分別施加在兩墻肢上，則剛結(jié)連桿可變換成分別施加在兩墻肢上，則剛結(jié)連桿可變換成鉸結(jié)連桿（此處忽略了鉸結(jié)連桿（此處忽略了 () 對(duì)墻肢軸力的影響）。對(duì)墻肢軸力的

31、影響）。鉸結(jié)連桿只能保證兩墻肢位移相等并傳遞軸力，即兩墻肢獨(dú)立工作，可按鉸結(jié)連桿只能保證兩墻肢位移相等并傳遞軸力，即兩墻肢獨(dú)立工作，可按獨(dú)立懸臂梁分析；其整體工作通過(guò)約束彎矩考慮。獨(dú)立懸臂梁分析；其整體工作通過(guò)約束彎矩考慮。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1 1、 連梁內(nèi)力連梁內(nèi)力 h( ) zhbiVbiV2blbiMim西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2、 墻肢內(nèi)力墻肢內(nèi)力 iHz1iM2iMim西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1iV2 iViH z西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)1iN2 iNbiViHz西西 安安 建建 筑筑

32、科科 技技 大大 學(xué)學(xué)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：連梁連續(xù)化法的基本思路連梁連續(xù)化法的基本思路？雙肢墻連梁連雙肢墻連梁連續(xù)化分析法續(xù)化分析法 微分方程的求解微分方程的求解 求解二階常系數(shù)非齊次線(xiàn)性微分方程 計(jì)算模型的簡(jiǎn)化計(jì)算模型的簡(jiǎn)化 基本假定 按力法求解超靜定結(jié)構(gòu)按力法求解超靜定結(jié)構(gòu) 兩個(gè)未知力的超靜定結(jié)構(gòu) 微分方程的建立微分方程的建立22d yEIMdz 補(bǔ)充條件1230 求解內(nèi)力求解內(nèi)力 微分關(guān)系求解內(nèi)力西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.4.5 6.4.5 位移和等效剛度位移和等效剛度1 1、位移、位移（考慮墻肢彎曲變形和剪切變形的影響）（考慮墻肢彎曲變形和剪切變形的影響）西西 安安 建

33、建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2、等效剛度、等效剛度 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.4.6 6.4.6 雙肢墻內(nèi)力和位移分布特點(diǎn)：雙肢墻內(nèi)力和位移分布特點(diǎn)：雙肢墻內(nèi)力和位移分布具有下述特點(diǎn)：雙肢墻內(nèi)力和位移分布具有下述特點(diǎn)：yNM西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.5 6.5 多肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算多肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算 問(wèn)題：多肢墻與雙肢墻分析方法的異同問(wèn)題：多肢墻與雙肢墻分析方法的異同？ 多肢墻分析方法的多肢墻分析方法的基本假定基本假定和和基本體系基本體系的取法均與雙肢墻類(lèi)似；其的取法均與雙肢墻類(lèi)似；其微分方

34、程表達(dá)式微分方程表達(dá)式與雙肢墻相同，與雙肢墻相同，其解與雙肢墻的表達(dá)式完全一樣其解與雙肢墻的表達(dá)式完全一樣，即式，即式（6.4.246.4.24），只是式中），只是式中有關(guān)參數(shù)應(yīng)按多肢墻計(jì)算。有關(guān)參數(shù)應(yīng)按多肢墻計(jì)算。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.5.1 6.5.1 微分方程的建立和求解微分方程的建立和求解 計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：1 1）m 排連梁排連梁 , , m+ 1 肢墻肢墻 ；2 2）未知量）未知量: : 各列連梁的中點(diǎn)切口處的剪力各列連梁的中點(diǎn)切口處的剪力( (或約束彎矩或約束彎矩) ) 3 3）協(xié)調(diào)方程）協(xié)調(diào)方程: : 各組連梁的中點(diǎn)切口處的相對(duì)位移為零各組連梁的中

35、點(diǎn)切口處的相對(duì)位移為零 ；4 4）建立）建立 m 組協(xié)調(diào)方程，相疊加后可建立與雙肢墻完全相同的微分方程，組協(xié)調(diào)方程，相疊加后可建立與雙肢墻完全相同的微分方程，其解與雙肢墻的表達(dá)式完全一樣，只是式中有關(guān)參數(shù)應(yīng)按多肢墻計(jì)算；其解與雙肢墻的表達(dá)式完全一樣，只是式中有關(guān)參數(shù)應(yīng)按多肢墻計(jì)算；5 5）連梁約束彎矩的分配）連梁約束彎矩的分配: :連梁剛度大，分配的約束彎矩大，反之，減??；連梁剛度大，分配的約束彎矩大，反之，減小； 6 6）考慮水平位置的影響，靠近墻中部的連梁剪應(yīng)較大）考慮水平位置的影響，靠近墻中部的連梁剪應(yīng)較大 。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) 注：多肢墻的計(jì)算參數(shù)注：多肢墻

36、的計(jì)算參數(shù)注：多肢墻的約束彎矩分配系數(shù)注：多肢墻的約束彎矩分配系數(shù)西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.5.2 6.5.2 約束彎矩分配系數(shù)約束彎矩分配系數(shù) 1 1、約束彎矩分配系數(shù)、約束彎矩分配系數(shù) 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2、影響因素、影響因素2 2）多肢墻的整體工作系數(shù)）多肢墻的整體工作系數(shù) 1 1）各列連梁的剛度系數(shù)）各列連梁的剛度系數(shù) jD西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)3）連梁的位置）連梁的位置 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)3 3、分配系數(shù)的計(jì)算、分配系數(shù)的計(jì)算 6.5.3 6.5.3 內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算 6.5.

37、4 6.5.4 位移和等效剛度位移和等效剛度 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.6 6.6 整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力和位移計(jì)算整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力和位移計(jì)算 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力如何計(jì)算整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力如何計(jì)算？ 在水平荷載作用下，在水平荷載作用下，整體小開(kāi)口墻同整體小開(kāi)口墻同整截面墻一樣，整截面墻一樣，仍可按照材料力學(xué)中的有關(guān)公仍可按照材料力學(xué)中的有關(guān)公式進(jìn)行內(nèi)力和位移的計(jì)算，式進(jìn)行內(nèi)力和位移的計(jì)算，但其值要進(jìn)行一定的修正但其值要進(jìn)行一定的修正。 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.6.1 6.6.1 整體彎曲和局部彎曲分析整體彎曲和局部彎曲分析1 1、墻肢

38、的彎矩、墻肢的彎矩 墻肢截面上的正應(yīng)力可看作由墻肢截面上的正應(yīng)力可看作由兩部?jī)刹糠纸M成分組成，一是剪力墻作為整體懸臂墻產(chǎn)，一是剪力墻作為整體懸臂墻產(chǎn)生的正應(yīng)力，稱(chēng)為生的正應(yīng)力，稱(chēng)為整體彎曲應(yīng)力整體彎曲應(yīng)力；另一；另一是墻肢作為獨(dú)立懸臂墻產(chǎn)生的正應(yīng)力，是墻肢作為獨(dú)立懸臂墻產(chǎn)生的正應(yīng)力，稱(chēng)為稱(chēng)為局部彎曲應(yīng)力局部彎曲應(yīng)力。 若整體彎曲應(yīng)力的彎矩占總彎矩若整體彎曲應(yīng)力的彎矩占總彎矩 M p ( ) 的百分比為的百分比為 k ，局部彎曲應(yīng)力的彎矩，局部彎曲應(yīng)力的彎矩占總彎矩占總彎矩 M p ( ) 的百分比為的百分比為 (1k)，則，則可將墻肢的彎矩寫(xiě)為如下形式：可將墻肢的彎矩寫(xiě)為如下形式：西西 安安

39、建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2、整體彎曲系數(shù)、整體彎曲系數(shù) k 令式（令式（6.6.1）與式（）與式（6.5.14）兩式中的墻肢彎矩相等，可得）兩式中的墻肢彎矩相等，可得 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)影響影響 k 值的主要因素為整體工作系數(shù)值的主要因素為整體工作系數(shù)：1 1）當(dāng)當(dāng)值較小時(shí)，各截面的值較小時(shí)，各截面的 k k 值均很小，則值均很小，則墻肢的局部彎曲應(yīng)力較大。墻肢的局部彎曲應(yīng)力較大。 因因值較小，表示連梁剛度較小，墻肢中彎矩較大而軸力較小，接近獨(dú)立懸值較小，表示連梁剛度較小，墻肢中彎矩較大而軸力較小，接近獨(dú)立懸臂墻的受力情況。臂墻的受力情況。2 2）當(dāng)當(dāng)值增

40、大時(shí)，值增大時(shí)，k k值也增大值也增大，表示連梁的相對(duì)剛度增大，對(duì)墻肢的約束彎表示連梁的相對(duì)剛度增大，對(duì)墻肢的約束彎矩也增大，此時(shí)墻肢中的彎矩減小而軸力加大。矩也增大，此時(shí)墻肢中的彎矩減小而軸力加大。3 3）當(dāng)當(dāng)10 10 時(shí)，時(shí)，k k值趨近于值趨近于1 1，表示墻肢彎矩以整體彎曲成分為主。，表示墻肢彎矩以整體彎曲成分為主。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.6.2 6.6.2 整體小開(kāi)口墻內(nèi)力和位移的實(shí)用計(jì)算整體小開(kāi)口墻內(nèi)力和位移的實(shí)用計(jì)算 1 1、內(nèi)力、內(nèi)力 先將整體小開(kāi)口墻視為先將整體小開(kāi)口墻視為一個(gè)上端自由、一個(gè)上端自由、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件下端固定的豎向懸臂構(gòu)件，計(jì)

41、算出標(biāo)高，計(jì)算出標(biāo)高z z處處（第（第 i i 樓層）的總彎矩樓層）的總彎矩M Mi i和總剪力和總剪力V Vi i，再計(jì)，再計(jì)算各墻肢的內(nèi)力。算各墻肢的內(nèi)力。 1 1）墻肢的彎矩）墻肢的彎矩0.85k 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)3 3）墻肢的軸力）墻肢的軸力 由于局部彎曲并不在各墻肢中產(chǎn)生軸力，故各墻肢的軸力等于整體彎曲由于局部彎曲并不在各墻肢中產(chǎn)生軸力，故各墻肢的軸力等于整體彎曲在各墻肢中所產(chǎn)生正應(yīng)力的合力，即在各墻肢中所產(chǎn)生正應(yīng)力的合力，即2 2）墻肢的剪力）墻肢的剪力 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)4 4）連梁內(nèi)力）連梁內(nèi)力 iNbiViHz1iN西

42、西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2 2、位移和等效剛度、位移和等效剛度 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.7 6.7 壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算 由于墻肢和連梁的截面高度較大，節(jié)點(diǎn)區(qū)也較大，故計(jì)算時(shí)應(yīng)將節(jié)點(diǎn)由于墻肢和連梁的截面高度較大，節(jié)點(diǎn)區(qū)也較大，故計(jì)算時(shí)應(yīng)將節(jié)點(diǎn)視為墻肢和連梁的剛域，按帶剛域的框架（即壁式框架）進(jìn)行分析。視為墻肢和連梁的剛域，按帶剛域的框架（即壁式框架）進(jìn)行分析。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：壁式框架與框架結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別壁式框架與框架結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別？壁壁式式框框架架梁柱桿端均有剛域，從而使桿件的剛度增大；梁柱桿端均有剛域，從而使桿件的剛度增

43、大；梁柱截面高度較大，需考慮桿件剪切變形的影響。梁柱截面高度較大，需考慮桿件剪切變形的影響。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.7.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖Ch1a2a1bl2bl1c2cbh2cl1cl剛域的長(zhǎng)度取值剛域的長(zhǎng)度取值西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.7.2 6.7.2 帶剛域桿件的等效剛度帶剛域桿件的等效剛度 壁式框架與一般框架的區(qū)別：壁式框架與一般框架的區(qū)別： 1 1）梁柱桿端均有剛域，從而使桿件的剛度增大；）梁柱桿端均有剛域，從而使桿件的剛度增大； 2 2）梁柱截面高度較大，需考慮桿件剪切變形的影響。）梁柱截面高度較大，需考慮桿件剪切變形的影響。1

44、、無(wú)剛域桿件且不考慮剪切變形的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、無(wú)剛域桿件且不考慮剪切變形的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：當(dāng)兩端均產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：當(dāng)兩端均產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角 = 1 時(shí)時(shí), 所需的桿端彎矩。所需的桿端彎矩。liiiMbaa624liiiMabb62421266lililiVbalEIi 1baabAB06426ababiMMiiill西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2、無(wú)剛域桿件但考慮剪切變形的剛度、無(wú)剛域桿件但考慮剪切變形的剛度 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：當(dāng)兩端均產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：當(dāng)兩端均產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角 = 1 時(shí)時(shí), 所需的桿端彎矩。所需的桿端彎矩。1baabAB061abiMMl西西 安安 建建 筑筑 科

45、科 技技 大大 學(xué)學(xué)3、帶剛域桿件且考慮剪切變形的剛度、帶剛域桿件且考慮剪切變形的剛度 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：帶剛域桿件，當(dāng)兩端均產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)剛度：帶剛域桿件，當(dāng)兩端均產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角 = 1 時(shí)所需的時(shí)所需的 桿端彎矩。桿端彎矩。西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知，當(dāng)由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知，當(dāng)AB桿件兩端發(fā)生轉(zhuǎn)角桿件兩端發(fā)生轉(zhuǎn)角1+?時(shí)，考慮桿件剪切變形后的桿端彎矩為時(shí)，考慮桿件剪切變形后的桿端彎矩為 6(1)1ABiS西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)12ABABSSVal西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)桿端的約束彎矩桿端的約束彎矩 西西 安安 建建 筑筑

46、科科 技技 大大 學(xué)學(xué)4、帶剛域桿件的等效剛度、帶剛域桿件的等效剛度 為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將帶剛域桿件用一個(gè)具有相同長(zhǎng)度帶剛域桿件用一個(gè)具有相同長(zhǎng)度 L的等截面受彎構(gòu)件來(lái)代替的等截面受彎構(gòu)件來(lái)代替，如圖，如圖 6.7.2（d）所）所 示，示，使兩者具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度使兩者具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，即，即西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)6.7.3 內(nèi)力和位移計(jì)算內(nèi)力和位移計(jì)算 將帶剛域桿件轉(zhuǎn)換為具有等效剛度的等截面桿件后，可采用將帶剛域桿件轉(zhuǎn)換為具有等效剛度的等截面桿件后，可采用D值法進(jìn)行壁式框架的內(nèi)力值法進(jìn)行壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算。和位移計(jì)算。 1、帶剛域柱的側(cè)移剛度、帶剛

47、域柱的側(cè)移剛度D值值cciK西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)2、帶剛域柱反彎點(diǎn)高度比的修正、帶剛域柱反彎點(diǎn)高度比的修正 注：壁式框架在水平荷載作用下內(nèi)力和位移計(jì)算的步注：壁式框架在水平荷載作用下內(nèi)力和位移計(jì)算的步 驟與一般框架結(jié)構(gòu)完全相同，詳見(jiàn)第驟與一般框架結(jié)構(gòu)完全相同，詳見(jiàn)第 5 章章 。 帶剛域柱（圖帶剛域柱（圖 6.7.3）應(yīng)考慮柱下端剛域長(zhǎng)度）應(yīng)考慮柱下端剛域長(zhǎng)度 ah ，其反彎點(diǎn)高度比應(yīng)按下式確定：，其反彎點(diǎn)高度比應(yīng)按下式確定：西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) 6.8 剪力墻分類(lèi)的判別剪力墻分類(lèi)的判別 6.8.1 剪力墻的受力特點(diǎn)剪力墻的受力特點(diǎn) 由于各類(lèi)

48、剪力墻洞口大小、位置及數(shù)量的不同，在水平荷載作用下其受力特點(diǎn)也不由于各類(lèi)剪力墻洞口大小、位置及數(shù)量的不同，在水平荷載作用下其受力特點(diǎn)也不同。這主要表現(xiàn)為兩點(diǎn)：同。這主要表現(xiàn)為兩點(diǎn)：一是各墻肢截面上的正應(yīng)力分布一是各墻肢截面上的正應(yīng)力分布；二是沿墻肢高度方向上彎矩二是沿墻肢高度方向上彎矩的變化規(guī)律的變化規(guī)律。 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) （1）整截面墻）整截面墻如同豎向懸臂構(gòu)件，截面正應(yīng)力呈直線(xiàn)分布，沿墻的高度方向彎矩圖既不發(fā)生突如同豎向懸臂構(gòu)件，截面正應(yīng)力呈直線(xiàn)分布，沿墻的高度方向彎矩圖既不發(fā)生突變也不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，變形曲線(xiàn)以彎曲型為主變也不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，變形曲線(xiàn)以彎曲型為主。

49、 （2）獨(dú)立懸臂墻是指墻面洞口很大，連梁剛度很小，墻肢的剛度又相對(duì)較大時(shí)，即）獨(dú)立懸臂墻是指墻面洞口很大，連梁剛度很小，墻肢的剛度又相對(duì)較大時(shí)，即 值很?。ㄖ岛苄。?1 ）的剪力墻。）的剪力墻。每個(gè)墻肢相當(dāng)于一個(gè)每個(gè)墻肢相當(dāng)于一個(gè) 懸臂墻，墻肢軸力為零，各墻肢自身截面上的正應(yīng)力呈直線(xiàn)分懸臂墻，墻肢軸力為零，各墻肢自身截面上的正應(yīng)力呈直線(xiàn)分布。彎矩圖既不發(fā)生突變也無(wú)反彎點(diǎn)，變形曲線(xiàn)以彎曲型為主布。彎矩圖既不發(fā)生突變也無(wú)反彎點(diǎn)，變形曲線(xiàn)以彎曲型為主。 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) （3）整體小開(kāi)口墻的洞口較小，）整體小開(kāi)口墻的洞口較小，值很大，墻的整體性很好。值很大，墻的整體性很

50、好。水平荷載產(chǎn)生的彎矩主要由墻肢的水平荷載產(chǎn)生的彎矩主要由墻肢的軸力負(fù)擔(dān)，墻肢彎矩較小，彎矩圖有突變，但基本上無(wú)反彎點(diǎn)，截面正應(yīng)力接近于直線(xiàn)分布，變形軸力負(fù)擔(dān)，墻肢彎矩較小，彎矩圖有突變，但基本上無(wú)反彎點(diǎn)，截面正應(yīng)力接近于直線(xiàn)分布，變形曲線(xiàn)仍以彎曲型為主，曲線(xiàn)仍以彎曲型為主，如圖如圖 6.8.1（c）所示）所示 。 （4）雙肢墻（聯(lián)肢墻）介于整體小開(kāi)口墻和獨(dú)立懸臂墻之間，）雙肢墻（聯(lián)肢墻）介于整體小開(kāi)口墻和獨(dú)立懸臂墻之間，連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，僅連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，僅在一些樓層，墻肢局部彎矩較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線(xiàn)分布，變形曲線(xiàn)為彎曲型，在一些樓層，墻肢局部彎矩較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線(xiàn)分布，變形曲線(xiàn)為彎曲型，如圖如圖 6.8.1（d）所示）所示 。 西西 安安 建建 筑筑 科科 技技 大大 學(xué)學(xué) （5）壁式框架是指洞口較寬，連梁與墻肢的截面彎曲剛度接近，墻肢中彎矩與框架柱相似，）壁式框架是指洞口較寬，連梁與墻肢的截面彎曲剛度接近，墻肢中彎矩與框架柱相似，其彎其彎矩圖不僅在樓層處有突變，而且在大多數(shù)樓層中都出現(xiàn)反彎點(diǎn)，矩圖不僅在樓層處有突變，而且在大多數(shù)樓層中都出現(xiàn)反彎點(diǎn)，變形曲線(xiàn)呈整體剪切型變形曲線(xiàn)呈整體剪切型。