第五章剪力墻結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)PPT課件

1、5.1 結(jié)構(gòu)布置5.1.1 墻體承重方案1）小開(kāi)間橫墻承重特點(diǎn)：每開(kāi)間設(shè)置承重橫墻，間距為2.7.9m，適用于住宅、旅館等 小開(kāi)間建筑。優(yōu)點(diǎn)：不需要隔墻；采用短向樓板，節(jié)約鋼筋等。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 重及側(cè)向剛度大，水平地震作用大。大間距縱、橫墻承重小開(kāi)間橫墻承重大開(kāi)間橫墻承重第1頁(yè)/共88頁(yè)2）大開(kāi)間橫墻承重特點(diǎn)：每?jī)砷_(kāi)間設(shè)置一道承重橫墻，間距一般68m。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。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。缺點(diǎn)：樓蓋跨度大，樓蓋材料增多。3）大間距縱、橫墻承重特點(diǎn)：每?jī)砷_(kāi)間設(shè)置一道橫墻，間距

2、為8m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。 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)力混凝土樓板的剪力墻結(jié)構(gòu)體系。第2頁(yè)/共88頁(yè)1）宜沿主軸方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜聯(lián)結(jié)在一 起，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；剪力墻墻肢截面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則。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 過(guò)大，不僅加大自重，還會(huì)使地震力增大。3）剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變。 4）剪力墻長(zhǎng)度較大時(shí)，可通過(guò)開(kāi)設(shè)洞口將長(zhǎng)墻分成若干均勻的

3、獨(dú)立墻段。墻段的長(zhǎng)度不宜大于8m。 5）剪力墻的門窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置。宜避免使用錯(cuò)洞墻和疊合錯(cuò)洞墻。第3頁(yè)/共88頁(yè)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承載力（可在墻內(nèi)設(shè)置扶壁柱、暗柱或與梁相連的型鋼等措施）；或減小梁端彎矩的措施（如設(shè)計(jì)為鉸接或半剛接）。7）短肢剪力墻是指墻肢截面長(zhǎng)度與厚度之比為58的剪力墻，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)適當(dāng)降低。第4頁(yè)/共88頁(yè)7.2 剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析1）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)荷面積分配；2）在水平荷載作用下，各片剪力墻承受的水

4、平荷載可按結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析。即研究水平荷載在各榀剪力墻之間分配問(wèn)題的一種簡(jiǎn)化分析方法。剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖第5頁(yè)/共88頁(yè)5.2.1 剪力墻的分類1、根據(jù)洞口的有無(wú)、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分為以下幾類： 整截面墻聯(lián)肢墻壁式框架整體小開(kāi)口墻第6頁(yè)/共88頁(yè)1）整截面墻： 幾何判定：（1）剪力墻無(wú)洞口；（2）有洞口，墻面洞口面積不大于墻面總面積的16%，且洞口間的凈距及洞口至墻邊的距離均大于洞口長(zhǎng)邊尺寸。 受力特點(diǎn)：可視為上端自由、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件。 整截面墻第7頁(yè)/共88頁(yè)2）整體小開(kāi)口墻： 幾何判定：（1）洞口稍大一些，且洞口沿豎向成列布置， （2）洞口面積超過(guò)墻面總面積的1

5、6%，但洞口對(duì) 剪力墻的受力影響仍較小。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)局部彎曲，其截面應(yīng)力可認(rèn)為由墻體的整體彎曲和局部彎曲二者疊加組成，截面變形仍接近于整截面墻。 整體小開(kāi)口墻第8頁(yè)/共88頁(yè)3）聯(lián)肢墻： 幾何判定： 沿豎向開(kāi)有一列或多列較大的洞口，可以簡(jiǎn)化為若干個(gè)單肢剪力墻或墻肢與一系列連梁聯(lián)結(jié)起來(lái)組成。 受力特點(diǎn)： 連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，墻肢局部彎矩較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線分布。 聯(lián)肢剪力墻第9頁(yè)/共88頁(yè) 4）壁式框架： 幾何判定： 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剛度。受力特點(diǎn)：與框架結(jié)構(gòu)相類似。

6、壁式框架第10頁(yè)/共88頁(yè)5.2.2 剪力墻的等效剛度相同水平荷載相同側(cè)向位移剪力墻與豎向懸臂受彎構(gòu)件具有相同的剛度采用豎向懸臂受彎構(gòu)件的剛度作為剪力墻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。eqEI第11頁(yè)/共88頁(yè)2、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。第12頁(yè)/共88頁(yè) 1、基本假定 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； 2）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）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)。第13頁(yè)/共88頁(yè) A、由假定1）、3）可知，樓板在其自身平面內(nèi)不發(fā)生相對(duì)變形

7、，只作剛體平動(dòng)，水平荷載按各片剪力墻的側(cè)向剛度進(jìn)行分配。 B、由假定2）可知，各片剪力墻只承受其自身平面內(nèi)的水平荷載，可將縱、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)稱時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常不考慮扭轉(zhuǎn)影響。第14頁(yè)/共88頁(yè)2、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：第一類包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻；第二類為壁式框架。第一類+第二類第一類第15頁(yè)/共88頁(yè)1）第一類：包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻。 （1）將水平荷載劃分均布荷載、倒三角形分布荷

8、載或頂點(diǎn)集中荷載，或這三種荷載的某種組合； （2）計(jì)算沿水平荷載作用方向的m片剪力墻的總等效剛度；（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；（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和墻肢的內(nèi)力和位移計(jì)算。第16頁(yè)/共88頁(yè)2）第一類和第二類：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。 （1）將第一類剪力墻合并為總剪力墻，將壁式框架合并為總框架，按照框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。 第17頁(yè)/共88頁(yè)5.3 整截面墻的內(nèi)力和位移計(jì)算問(wèn)題：整截面墻與豎向懸

9、臂梁的主要區(qū)別？整截面墻應(yīng)考慮剪切變形+彎曲變形+軸向變形；懸臂梁僅考慮彎曲變形。第18頁(yè)/共88頁(yè)5.3.1 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 下， 剪力墻底部彎矩和剪力。特點(diǎn)：截面正應(yīng)力保持直線分布； 墻體無(wú)反彎點(diǎn)。圖7.3.1 第19頁(yè)/共88頁(yè)5.3.2 位移和等效剛度 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。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)

10、位移計(jì)算公式：11PPMMV VudsdsE IG A注：考慮剪切變形的位移：第20頁(yè)/共88頁(yè)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：HqqHH1P11V)/41 (2wwweqGAHEIEIEIWMEIHVu830wwpVGAHVqHGAdsGAVVu22021eqWWWwWEIHVHGAEIEIHVGAHVEIHVu8)41 (82830230030第21頁(yè)/共88頁(yè)2、以此類推，可得到整截面墻在各種水平荷載作用下的等效剛度計(jì)算公式為 第22頁(yè)/共88頁(yè) 3、引入等效剛度 EIeq ，可把剪切變形與彎曲變形綜合成彎曲變形的表達(dá)形式，則剪力墻位定點(diǎn)移式

11、可進(jìn)一 步寫(xiě)成下列形式第23頁(yè)/共88頁(yè)5.4 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)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。 問(wèn)題：連梁連續(xù)化法的基本思路？雙肢墻連梁連續(xù)化分析法 微分方程的求解 求解二階常系數(shù)非齊次線性微分方程 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) 兩個(gè)未知力的超靜定結(jié)構(gòu) 微分方程的建立22d yEIMdz 補(bǔ)充條件1230 求解內(nèi)力 微分關(guān)系求解內(nèi)力第24頁(yè)/共88頁(yè)將連桿離散化 ，均勻分布求解兩個(gè)未知力的超靜定結(jié)構(gòu)受力平衡方程求解內(nèi)力）（z）（z）（z多余未知力第25頁(yè)

12、/共88頁(yè)5.4.1 基本假定1）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。2）忽略連梁軸向變形，兩墻肢同一標(biāo)高水平位移相等。轉(zhuǎn)角和曲率亦相同。3）每層連梁的反彎點(diǎn)在梁的跨度中央。4）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。第26頁(yè)/共88頁(yè)5.4.2 微分方程的建立1、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)，可得力法求解時(shí)的基本體系。 切開(kāi)后的截面上有剪力集度(z ) 和軸力集度(z )，取(z )為多余未知力。 根據(jù)變形連續(xù)條件，切口處沿未知力(z ) 方向上的相對(duì)位移應(yīng)為零，建立微分方程。第27頁(yè)/共

13、88頁(yè)1（1）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)，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，即由墻肢剪切變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移為零。5.4.1第28頁(yè)/共88頁(yè)2）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，自兩墻肢底至 z 截面處的軸向變形差為切口所產(chǎn)生的相對(duì)位移。 )(2z）（zNNzz0Hzaz計(jì)算截面第29頁(yè)/共88頁(yè)z 截面處的軸力在數(shù)量上等于（Hz高度范圍）內(nèi)切口處的剪力之和：)(2z）（zNNzz0Hzaz第30頁(yè)/共88頁(yè)3）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(z ) 作用，使連梁產(chǎn)生彎

14、曲和剪切變形，在切口處所產(chǎn)生的相對(duì)位移為33hz）（bl第31頁(yè)/共88頁(yè)（連梁切口處的變形連續(xù)條件）第32頁(yè)/共88頁(yè)2、第二步：引入補(bǔ)充條件，求 22MddzzH1a2a1( )Mz2()Mzz（ ）z（ ）Pz（ ）z（ ） 由上圖第33頁(yè)/共88頁(yè).8第34頁(yè)/共88頁(yè)4、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（ ）（ ）（ ）第35頁(yè)/共88頁(yè)(5.4.20)第36頁(yè)/共88頁(yè)3、第三步：微分方程的簡(jiǎn)化 雙肢墻的基本微分方程：D 為連梁的剛度S 為雙肢墻中一個(gè)墻肢對(duì)

15、組合截面形心軸的面積矩（反映洞口大?。?為連梁與墻肢剛度比令： 為剪力墻的整體工作系數(shù)232bba IDla2(5.4.12)(5.4.7)第37頁(yè)/共88頁(yè)5.4.3 微分方程的求解1、二階常系數(shù)非齊次線性微分方程求解注：推導(dǎo)一個(gè)例子(7.4.20)第38頁(yè)/共88頁(yè)第39頁(yè)/共88頁(yè)2、根據(jù)邊界條件、彎矩和曲率的關(guān)系計(jì)算12CC、1C2C(5.4.24)第40頁(yè)/共88頁(yè)5.4.4 內(nèi)力計(jì)算如將線約束彎矩m1 () 、 m2 ()分別施加在兩墻肢上，則剛結(jié)連桿可變換成鉸結(jié)連桿（此處忽略了 () 對(duì)墻肢軸力的影響）。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，可按獨(dú)立懸臂梁分

16、析；其整體工作通過(guò)約束彎矩考慮。第41頁(yè)/共88頁(yè)1、 連梁內(nèi)力 h( ) zhbiVbiV2blbiMim第42頁(yè)/共88頁(yè)2、 墻肢內(nèi)力 iHz1iM2iMim第43頁(yè)/共88頁(yè)1iV2 iViH z第44頁(yè)/共88頁(yè)1iN2 iNbiV第45頁(yè)/共88頁(yè)問(wèn)題：連梁連續(xù)化法的基本思路？雙肢墻連梁連續(xù)化分析法 微分方程的求解 求解二階常系數(shù)非齊次線性微分方程 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) 兩個(gè)未知力的超靜定結(jié)構(gòu) 微分方程的建立22d yEIMdz 補(bǔ)充條件1230 求解內(nèi)力 微分關(guān)系求解內(nèi)力第46頁(yè)/共88頁(yè)5.4.5 位移和等效剛度1、位移（考慮墻肢彎曲變形和剪切變形的影

17、響）第47頁(yè)/共88頁(yè)(5.4.36)(7.4.35)第48頁(yè)/共88頁(yè)2、等效剛度 (第49頁(yè)/共88頁(yè)5.4.6 雙肢墻內(nèi)力和位移分布特點(diǎn)：雙肢墻內(nèi)力和位移分布具有下述特點(diǎn)：yNM第50頁(yè)/共88頁(yè)5.5 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？ 多肢墻分析方法的基本假定和基本體系的取法均與雙肢墻類似；其微分方程表達(dá)式與雙肢墻相同，其解與雙肢墻的表達(dá)式完全一樣，即式（5.4.24），只是式中有關(guān)參數(shù)應(yīng)按多肢墻計(jì)算。第51頁(yè)/共88頁(yè)5.5.1 微分方程的建立和求解 計(jì)算步驟：1）m 排連梁 , m+ 1 肢墻 ；2）未知量: 各列連梁的中點(diǎn)切口處的剪力(或約束彎矩) 3

18、）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 ；4）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，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）連梁約束彎矩的分配:連梁剛度大，分配的約束彎矩大，反之，減小； 6）考慮水平位置的影響，靠近墻中部的連梁剪力較大 。第52頁(yè)/共88頁(yè) 注：多肢墻的計(jì)算參數(shù)注：多肢墻的約束彎矩分配系數(shù)第53頁(yè)/共88頁(yè)5.5.2 約束彎矩分配系數(shù) 1、約束彎矩分配系數(shù) 第54頁(yè)/共88頁(yè)2、影響因素2）多肢墻的整體工作系數(shù) 1）各列連梁的剛度系數(shù) jD第55頁(yè)/共88頁(yè)3）連梁的位置 第56頁(yè)/共88頁(yè)3、分配系數(shù)的計(jì)算 5.

19、5.3 內(nèi)力計(jì)算 5.5.4 位移和等效剛度 第57頁(yè)/共88頁(yè)5.6 整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力和位移計(jì)算 問(wèn)題：整體小開(kāi)口墻的內(nèi)力如何計(jì)算？ 在水平荷載作用下，整體小開(kāi)口墻同整截面墻一樣，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，但其值要進(jìn)行一定的修正。 第58頁(yè)/共88頁(yè)5.6.1 整體彎曲和局部彎曲分析1、墻肢的彎矩 墻肢截面上的正應(yīng)力可看作由兩部分組成，一是剪力墻作為整體懸臂墻產(chǎn)生的正應(yīng)力，稱為整體彎曲應(yīng)力；另一是墻肢作為獨(dú)立懸臂墻產(chǎn)生的正應(yīng)力，稱為局部彎曲應(yīng)力。 若整體彎曲應(yīng)力的彎矩占總彎矩 M p ( ) 的百分比為 k ，局部彎曲應(yīng)力的彎矩占總彎矩 M p ( ) 的百分比為

20、(1k)，則可將墻肢的彎矩寫(xiě)為如下形式：第59頁(yè)/共88頁(yè)2、整體彎曲系數(shù) k 令式（5.6.1）與式（5.5.14）兩式中的墻肢彎矩相等，可得 (5.6.26)(5.6.24)(5.6.2)第60頁(yè)/共88頁(yè)影響 k 值的主要因素為整體工作系數(shù)：1）當(dāng)值較小時(shí)，各截面的 k 值均很小，則墻肢的局部彎曲應(yīng)力較大。 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)立懸臂墻的受力情況。2）當(dāng)值增大時(shí)，k值也增大，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。3）當(dāng)10 時(shí)，k值趨近于1，表示墻肢彎矩以整體彎曲成分為主。第61頁(yè)/共88頁(yè)5.6.2 整體

21、小開(kāi)口墻內(nèi)力和位移的實(shí)用計(jì)算 1、內(nèi)力 先將整體小開(kāi)口墻視為一個(gè)上端自由、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件，計(jì)算出標(biāo)高z處（第 i 樓層）的總彎矩Mi和總剪力Vi，再計(jì)算各墻肢的內(nèi)力。 1）墻肢的彎矩0.85k 第62頁(yè)/共88頁(yè)3）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在各墻肢中所產(chǎn)生正應(yīng)力的合力，即2）墻肢的剪力 (5.6.5)第63頁(yè)/共88頁(yè)4）連梁內(nèi)力 iNbiV1iN第64頁(yè)/共88頁(yè)2、位移和等效剛度 (5.6.9)(5.6.10)(5.6.9)(5.2.1)(5.3.6)第65頁(yè)/共88頁(yè)5.7 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，

22、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。 問(wèn)題：壁式框架與框架結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別？壁式框架梁柱桿端均有剛域，從而使桿件的剛度增大；梁柱截面高度較大，需考慮桿件剪切變形的影響。第66頁(yè)/共88頁(yè)5.7.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖Ch1a2a1bl2bl1c2cbh2cl1cl剛域的長(zhǎng)度取值第67頁(yè)/共88頁(yè)5.7.2 帶剛域桿件的等效剛度 壁式框架與一般框架的區(qū)別： 1）梁柱桿端均有剛域，從而使桿件的剛度增大； 2）梁柱截面高度較大，需考慮桿件剪切變形的影響。1、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 = 1 時(shí), 所需的桿端彎矩。l

23、iiiMbaa624liiiMabb62421266lililiVbalEIi 1baa第68頁(yè)/共88頁(yè)2、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 = 1 時(shí), 所需的桿端彎矩。1baa第69頁(yè)/共88頁(yè)3、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 = 1 時(shí)所需的 桿端彎矩。(5.7.2(a) 第70頁(yè)/共88頁(yè)由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知，當(dāng)AB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 (5.7.2(b) 第71頁(yè)/共88頁(yè)(5.7.3)(5.7.2 )第72頁(yè)/共88頁(yè)桿端的約束彎矩 (5.7.5) 第73頁(yè)/共88頁(yè)4、帶剛

24、域桿件的等效剛度 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 L的等截面受彎構(gòu)件來(lái)代替，如圖 5.7.2（d）所 示，使兩者具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，即(5.7.7) (5.7.1) 第74頁(yè)/共88頁(yè)5.7.3 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D值法進(jìn)行壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算。 1、帶剛域柱的側(cè)移剛度D值(5.7.8) (5.7.7) 第75頁(yè)/共88頁(yè)2、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 驟與一般框架結(jié)構(gòu)完全相同，詳見(jiàn)第 6章 。 帶剛域柱（圖5.7.3）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：(

25、5.7.9) (5.7.10) 圖5.7.3第76頁(yè)/共88頁(yè) （1）整截面墻如同豎向懸臂構(gòu)件，截面正應(yīng)力呈直線分布，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)，變形曲線以彎曲型為主。 （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 值很小（ 1 ）的剪力墻。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)力呈直線分布。彎矩圖既不發(fā)生突變也無(wú)反彎點(diǎn)，變形曲線以彎曲型為主。 圖5.7.1 第77頁(yè)/共88頁(yè)5.8 剪力墻分類的判別 5.8.1 剪力墻的受力特點(diǎn) 由于各類剪力墻洞口大小、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

26、兩點(diǎn)：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的變化規(guī)律。 圖5.8.1 第78頁(yè)/共88頁(yè) （3）整體小開(kāi)口墻的洞口較小，值很大，墻的整體性很好。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)力接近于直線分布，變形曲線仍以彎曲型為主，如圖 5.8.1（c）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，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)力已不再呈直線分布，變形曲線為彎曲型，圖5.8.1 第79頁(yè)/共88頁(yè) （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，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)，變形曲線呈整體剪切型。