剪力墻內(nèi)力位移計算ppt課件

1、剪力墻的類型剪力墻的類型 整體墻和小開口整體墻整體墻和小開口整體墻 雙肢墻雙肢墻 多肢墻多肢墻 壁式框架壁式框架底層大空間剪力墻構(gòu)造底層大空間剪力墻構(gòu)造 一、一、 剪力墻構(gòu)造剪力墻構(gòu)造 縱 橫 兩 個縱 橫 兩 個方 向 均 由方 向 均 由鋼 筋 混 凝鋼 筋 混 凝土 墻 組 成土 墻 組 成的 構(gòu) 造 體的 構(gòu) 造 體系系二、計算假定：二、計算假定：1 1、平面構(gòu)造假定：分別按照縱、橫兩個方向的平面抗側(cè)力構(gòu)造、平面構(gòu)造假定：分別按照縱、橫兩個方向的平面抗側(cè)力構(gòu)造進展計算，但是可以思索縱橫墻的共同任務，把正交的另一進展計算，但是可以思索縱橫墻的共同任務，把正交的另一方向的墻作為翼緣部分參與

2、任務。方向的墻作為翼緣部分參與任務。2 2、剛性樓板假定：程度荷載按照各墻等效抗彎剛度、剛性樓板假定：程度荷載按照各墻等效抗彎剛度 分配分配eqEI三、內(nèi)力與位移計算思緒三、內(nèi)力與位移計算思緒N N由豎向荷載和程度荷載共同產(chǎn)生由豎向荷載和程度荷載共同產(chǎn)生M M由程度荷載產(chǎn)生由程度荷載產(chǎn)生V V由程度荷載產(chǎn)生由程度荷載產(chǎn)生 受剪受剪( (程度鋼筋程度鋼筋) )壓彎構(gòu)件(豎向構(gòu)件) 豎向荷載下的豎向荷載下的N N：按照每片墻的承載面積計算：按照每片墻的承載面積計算 程度荷載下的程度荷載下的M M、N N、V V：按照墻的等效剛度分配至各墻：按照墻的等效剛度分配至各墻VNMVIEIEVVjeqjii

3、eqjiijijVNMVDDVVjjijijij對比框架、剪力墻：剪力墻框架四、剪力墻的分類：按照開洞大小、截面應力分布特點四、剪力墻的分類：按照開洞大小、截面應力分布特點整體墻整體墻整體小開口墻整體小開口墻聯(lián)肢墻聯(lián)肢墻壁式框架壁式框架1 1、整體墻彎矩圖為曲線，截面應力分布為直線、整體墻彎矩圖為曲線，截面應力分布為直線1 1無洞口或洞口面積不超越墻面面積的無洞口或洞口面積不超越墻面面積的1515，且孔，且孔洞間凈距及孔洞至墻邊凈距大于孔洞長邊洞間凈距及孔洞至墻邊凈距大于孔洞長邊2 2雙肢墻，但連梁很弱雙肢墻，但連梁很弱11515，但是整體系數(shù)，但是整體系數(shù)1010，截，截面慣性矩比面慣性矩比

4、ZIIn/3 3、聯(lián)肢墻、聯(lián)肢墻1 1彎矩圖呈顯著鋸齒型，截面應力不是直線彎矩圖呈顯著鋸齒型，截面應力不是直線分布，分布，1 110104 4、壁式框架、壁式框架1 1墻肢彎矩圖中各層有反彎點，墻肢拉壓力較大墻肢彎矩圖中各層有反彎點，墻肢拉壓力較大2 210(10(連梁強、墻肢弱，連梁強、墻肢弱，ZIIn/1 1、判別條件：洞口、判別條件：洞口1515；或雙肢；或雙肢115%15%，但，但 1010； 內(nèi)力特點：內(nèi)力特點： 正應力根本直線分布，部正應力根本直線分布，部分彎曲不超越整體彎曲的分彎曲不超越整體彎曲的1515，墻肢彎矩沒有反彎點墻肢彎矩沒有反彎點計算方法：資料力學公式略加修正計算方法

5、：資料力學公式略加修正2 2、內(nèi)力計算、內(nèi)力計算墻肢彎矩：墻肢彎矩：墻肢軸力：墻肢軸力：墻肢剪力：墻肢剪力： 底層底層jjjjIIMIIMM15. 085. 0jjjAAVVIyMANjjj/85. 0)(21iiiipiIIAAVV其他層剪力：其他層剪力：MxMx截面的外彎矩截面的外彎矩整體彎曲整體彎曲 獨立墻肢彎曲獨立墻肢彎曲 最終墻肢彎曲最終墻肢彎曲正應力正應力jjIAiiIA3 3、側(cè)移計算、側(cè)移計算整體小開口墻頂點側(cè)移整體墻頂點側(cè)移公式整體小開口墻頂點側(cè)移整體墻頂點側(cè)移公式x1.2x1.24 4、等效剛度、等效剛度整體小開口墻等效剛度整體墻等效剛度整體小開口墻等效剛度整體墻等效剛度/

6、1.2/1.2連梁剪力可由上、下墻肢的軸力差計算連梁剪力可由上、下墻肢的軸力差計算2/hVMMMMjjjj個別小墻肢：個別小墻肢：小開口整體墻的判別條件小開口整體墻的判別條件(1) 連梁和墻肢的剛度比(整體參與系數(shù) 較大： 10)22(622221IIScIScTIThDHAii(2) 保證墻肢的剛度較大：ZIIn/inZII/227131ibibibiibibibbibiaAIIGaAIEII11kiinIII（雙肢墻）（多肢墻）AbiibikiiIIacIIIThHacIIThH321213211)662220biihaa)/2/31 (1iiiiiINIAASZZ為系數(shù)，與及層數(shù)N有關(guān)

7、99page-表1 1、判別條件：、判別條件： 1 11010；2 2、內(nèi)力計算延續(xù)連桿方法、內(nèi)力計算延續(xù)連桿方法1)1)計算簡圖和計算假定計算簡圖和計算假定將連梁沿高度離散為均勻分布的延續(xù)柵片將連梁沿高度離散為均勻分布的延續(xù)柵片( (如圖如圖) )，構(gòu)成延續(xù)構(gòu)造，構(gòu)成延續(xù)構(gòu)造 根本假定根本假定 適用條件：開洞規(guī)那么，墻厚、層高不變適用條件：開洞規(guī)那么，墻厚、層高不變 1 1忽略連梁軸向變形，即假定兩墻肢程度位移完全一樣忽略連梁軸向變形，即假定兩墻肢程度位移完全一樣 2 2兩墻肢各截面的轉(zhuǎn)角和曲率都相等，連梁兩端轉(zhuǎn)角相兩墻肢各截面的轉(zhuǎn)角和曲率都相等，連梁兩端轉(zhuǎn)角相等，連梁反彎點在梁的中點等，連

8、梁反彎點在梁的中點 3 3墻肢截面、連梁截面、層高等幾何尺寸沿全高是一樣墻肢截面、連梁截面、層高等幾何尺寸沿全高是一樣的的2 2根本思緒根本思緒沿連桿中點反彎點切開，以剪力沿連桿中點反彎點切開，以剪力 x x為未知數(shù)，得為未知數(shù)，得2 2個個靜定懸臂墻的根本體系靜定懸臂墻的根本體系經(jīng)過切口的變形協(xié)調(diào)相對位經(jīng)過切口的變形協(xié)調(diào)相對位移為移為0 0建立建立 x x的微分方程力法的微分方程力法求解微分方程求解微分方程的的 x x，積分得剪力，積分得剪力VV再經(jīng)過平衡條件求出連梁梁端再經(jīng)過平衡條件求出連梁梁端彎矩，墻肢軸力及彎矩彎矩，墻肢軸力及彎矩3 3建立微分方程關(guān)鍵條件建立微分方程關(guān)鍵條件變形協(xié)調(diào)條

9、件：變形協(xié)調(diào)條件： 墻肢彎曲變形產(chǎn)生的切口相對位移墻肢彎曲變形產(chǎn)生的切口相對位移 墻肢軸向變形產(chǎn)生的切口相對位移墻肢軸向變形產(chǎn)生的切口相對位移 連梁彎曲變形和剪切變形產(chǎn)生的切口相對位移連梁彎曲變形和剪切變形產(chǎn)生的切口相對位移墻肢轉(zhuǎn)角變形 0)()()(321xxx)(1x)(2x)(3x墻肢軸向變形墻肢軸向變形 連梁彎曲及剪切變形 得到微分方程得到微分方程(f)(f) 力平衡條件 程度荷載產(chǎn)生的傾覆力矩 墻肢截面上的彎矩與軸力 洞口兩側(cè)墻肢軸向間距axNxMxMxMp)()()()(21)(xMp)()()(21xNxMxM、a 力與變形關(guān)系 微分方程及其解 圖表及其運用雙肢墻計算步驟1111

10、1)(EIyEIxM22222)(EIyEIxMyyy2121根據(jù)力與變形關(guān)系得不同荷載情況下得微分方程(k) 代入方程(f)中，得到雙肢墻根本微分方程式(L)(4)雙肢墻內(nèi)力計算步驟延續(xù)連桿法，圖表法 幾何參數(shù) 連梁：12/3bbbhbI )/31/(20bbbbbaGAEIII320/bbacID 連梁截面折算慣性矩連梁截面慣性矩和面積連梁截面計算跨度一半，設連梁凈跨為2a0，洞口兩側(cè)墻肢軸線間隔一半0bIbIbAbac4/0bhaa墻肢：niiiiIIyAIyAyAIII222221121連梁剛度 整體系數(shù) h層高各層不等時可取沿高度的加權(quán)平均值整體系數(shù)1連梁與墻肢剛度比，未思索墻肢軸向

11、變形的整體系數(shù)H剪力墻總高度T軸向變形影響系數(shù)，2肢221/IITniiDIThH6222211yAyAIn連梁約束彎矩函數(shù) 根據(jù)：荷載方式、 、 ，查圖表得 )()(mHx/)()()(0TVmmmkN/V0底部截面剪力()參見教材列表連梁內(nèi)力j層連梁約束彎矩： 頂層： 普通層：j層連梁剪力：j層連梁端彎矩：2/)(nnnhmmjjjhmm)(cmVjbj2/aVMbjbj墻肢內(nèi)力軸力彎矩剪力 njbjjVN)(2111njjpjjmMIIIM)(2122njjpjjmMIIIMpjjVIIIV0201011pjjVIIIV0201022 程度荷載在j層截面處的傾覆力矩 程度荷載在j截面處的

12、總剪力pjMpjV剪力計算的慣性矩為思索剪切變形影響后的折算慣性矩見教材(5)多肢墻內(nèi)力計算步驟幾何參數(shù)同雙肢整體系數(shù)iiDIThH6T軸向變形影響系數(shù)，34肢時取0.8，57肢時取0.85，8肢及以上時取0.9連梁約束彎矩函數(shù)同雙肢連梁內(nèi)力將連梁總約束彎矩分配給各列連梁ijjjihmm)(iiiiiDD)1 (5 . 11 4/11BrBriii ii多肢墻連梁約束彎矩分布系數(shù)多肢墻連梁約束彎矩分布系數(shù)為為i i列連梁跨中剪應力和平均值之比列連梁跨中剪應力和平均值之比riri第第i i列連梁中點距墻邊的間隔列連梁中點距墻邊的間隔BB總寬總寬 i列j層連梁剪力：i列j層連梁彎矩：墻肢內(nèi)力軸力思

13、索墻肢兩側(cè)連梁的剪力邊墻肢中間墻肢彎矩 剪力cmVjibj2/aVMbjbjnjjbjVN11njbmjmjVNnjjibbijijVVN)(, 1,)(njjpjiiijmMIIMpjiiijVIIV003、側(cè)移計算倒三角荷載eqeqeqEIHVEIHVEIHV386011303030均布荷載頂部集中力4、等效剛度倒三角荷載均布荷載頂部集中力TTIEEIieq231TTIEEIieq241TTIEEIieq26 . 31 剪切影響系數(shù)，當剪切影響系數(shù)，當H/B4H/B4，取，取 0 0 系數(shù)，根據(jù)荷載方式和系數(shù)，根據(jù)荷載方式和 查表查表4 48 8P118P118iiAHIE225、討論雙肢

14、墻側(cè)移、連梁內(nèi)力、墻肢內(nèi)力沿高度分布曲線如圖 連梁最大剪力不在底層，愈大連梁剪力愈大，最大值下移 側(cè)移曲線呈彎曲型，愈大，整體剛度愈大，側(cè)移愈小 墻肢軸力即為該截面以上連梁剪力之和，向下逐漸加大 墻肢彎矩與有關(guān)， 愈大連梁愈強，連梁內(nèi)力愈大，而墻肢彎矩愈小總結(jié)：在一樣 Mp作用下，愈大，那么連梁愈強，連梁的M、V愈大；而墻肢軸力N愈大，墻肢彎矩M愈小 由于：aNMMMp21njbjVN1 1、判別條件：、判別條件： 1010；壁式框架與普通框架對比：壁式框架與普通框架對比：一樣點：在程度荷載作用下會出現(xiàn)反彎點一樣點：在程度荷載作用下會出現(xiàn)反彎點不同點：不同點： 1 1梁寬柱寬，其剛度要思索剪切

15、變形的影響而降低梁寬柱寬，其剛度要思索剪切變形的影響而降低 2 2梁墻相交部分面積大變形小，構(gòu)成剛域，其剛度梁墻相交部分面積大變形小，構(gòu)成剛域，其剛度 要思索剛域的影響而提高要思索剛域的影響而提高結(jié)論：壁式框架的計算思索兩個修正后，內(nèi)力和位移計算方結(jié)論：壁式框架的計算思索兩個修正后，內(nèi)力和位移計算方 法與普通框架一樣，采用法與普通框架一樣，采用D D值法值法ZIIn/2 2、剛域的取法、剛域的取法帶剛域框架的梁柱軸線取連梁和墻肢的形心線帶剛域框架的梁柱軸線取連梁和墻肢的形心線剛域長度梁方向柱方向bbhbl25. 011bbhbl25. 022cchcl25. 011cchcl25. 0223、帶剛域框架柱的D值普通框架：(1)lEIi/壁式框架：(1)用k替代普通框架中的i即可梁柱式中cik左ick右ccicck23)1)(1 (1babac3)1)(1 (1baabc2012GAlEI3、帶剛域框架柱的D值普通框架：(2)梁柱剛度比普通層底層(3)普通層底層(4)ciik2/ciiik/ )(21)2/(kk)2/()5 . 0(kk212cchiD壁式框架：見表410(2)梁柱剛度比(3)(4)cikkk