剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計(jì)算

1、剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計(jì)算第1頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一1剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算CHAPTER Six 6.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 6.2 整體墻的計(jì)算 6.3 整體小開口墻的計(jì)算 6.4 雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第2頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一2剪力墻的類型 整體墻和小開口整體墻 雙肢墻 多肢墻 壁式框架底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu) 6.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 第3頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20223剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 一、 剪力墻結(jié)構(gòu) 縱橫兩個(gè)方向均由鋼筋混凝土墻組成的結(jié)構(gòu)

2、體系第4頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20224二、計(jì)算假定：1、平面結(jié)構(gòu)假定：分別按照縱、橫兩個(gè)方向的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，但是可以考慮縱橫墻的共同工作，把正交的另一方向的墻作為翼緣部分參與工作。2、剛性樓板假定：水平荷載按照各墻等效抗彎剛度 分配剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 第5頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20225三、內(nèi)力與位移計(jì)算思路N由豎向荷載和水平荷載共同產(chǎn)生M由水平荷載產(chǎn)生V由水平荷載產(chǎn)生 受剪(水平鋼筋)壓彎構(gòu)件(豎向構(gòu)件)豎向荷載下的N：按照每片墻的承載面積計(jì)算水平荷載下的M、N、V：按照墻的等效剛度分

3、配至各墻對(duì)比框架、剪力墻：剪力墻框架剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 第6頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20226四、剪力墻的分類：按照開洞大小、截面應(yīng)力分布特點(diǎn)整體墻整體小開口墻聯(lián)肢墻壁式框架1、整體墻（彎矩圖為曲線，截面應(yīng)力分布為直線）（1）無洞口或洞口面積不超過墻面面積的15，且孔洞間凈距及孔洞至墻邊凈距大于孔洞長(zhǎng)邊（2）雙肢墻，但連梁很弱（15，但是整體系數(shù)10，截面慣性矩比3、聯(lián)肢墻（1）彎矩圖呈顯著鋸齒型，截面應(yīng)力不是直線分布，1104、壁式框架（1）墻肢彎矩圖中各層有反彎點(diǎn)，墻肢拉壓力較大（2）10(連梁強(qiáng)、墻肢弱），剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 第8

4、頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20228剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類 第9頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20229 6.2 整體墻的計(jì)算 1、判別條件：洞口15；或雙肢15%，但10；內(nèi)力特點(diǎn)： 正應(yīng)力基本直線分布，局部彎曲不超過整體彎曲的15，墻肢彎矩沒有反彎點(diǎn)計(jì)算方法：材料力學(xué)公式略加修正第13頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202213整體小開口墻的計(jì)算 2、內(nèi)力計(jì)算墻肢彎矩：墻肢軸力：墻肢剪力： 底層其他層剪力：Mx截面的外彎矩整體彎曲 獨(dú)立墻肢彎曲 最終墻肢彎曲正應(yīng)力第14頁，共4

5、2頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202214 6.3 整體小開口墻的計(jì)算 3、側(cè)移計(jì)算整體小開口墻頂點(diǎn)側(cè)移（整體墻頂點(diǎn)側(cè)移公式）x1.24、等效剛度整體小開口墻等效剛度（整體墻等效剛度）/1.2連梁剪力可由上、下墻肢的軸力差計(jì)算個(gè)別小墻肢：第15頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202215 6.3 整體小開口墻的計(jì)算 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(2) 保證墻肢的剛度較大：Z為系數(shù)，與及層數(shù)N有關(guān) 99表第16頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/20221

6、6 6.4 雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 1、判別條件：110；2、內(nèi)力計(jì)算（連續(xù)連桿方法）（1)計(jì)算簡(jiǎn)圖和計(jì)算假定將連梁沿高度離散為均勻分布的連續(xù)柵片(如圖)，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)第17頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202217雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 基本假定適用條件：開洞規(guī)則，墻厚、層高不變（1）忽略連梁軸向變形，即假定兩墻肢水平位移完全相同（2）兩墻肢各截面的轉(zhuǎn)角和曲率都相等，連梁兩端轉(zhuǎn)角相等，連梁反彎點(diǎn)在梁的中點(diǎn)（3）墻肢截面、連梁截面、層高等幾何尺寸沿全高是相同的（2）基本思路沿連桿中點(diǎn)（反彎點(diǎn)）切開，以剪力（x）為未知數(shù)，得2個(gè)靜定懸臂墻的基本體系通過切口的變形協(xié)

7、調(diào)（相對(duì)位移為0）建立（x）的微分方程（力法）求解微分方程的（x），積分得剪力V再通過平衡條件求出連梁梁端彎矩，墻肢軸力及彎矩第18頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202218（3）建立微分方程關(guān)鍵條件變形協(xié)調(diào)條件： 墻肢彎曲變形產(chǎn)生的切口相對(duì)位移 墻肢軸向變形產(chǎn)生的切口相對(duì)位移 連梁彎曲變形和剪切變形產(chǎn)生的切口相對(duì)位移墻肢轉(zhuǎn)角變形 雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第19頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202219墻肢軸向變形 連梁彎曲及剪切變形 得到微分方程(f)雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第20頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)

8、11分，星期一9/4/202220力平衡條件 水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩 墻肢截面上的彎矩與軸力 洞口兩側(cè)墻肢軸向間距雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第21頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202221力與變形關(guān)系微分方程及其解圖表及其應(yīng)用雙肢墻計(jì)算步驟根據(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，得到雙肢墻基本微分方程式(L)雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第22頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202222(4)雙肢墻內(nèi)力計(jì)算步驟（連續(xù)連桿法，圖表法） 幾何參數(shù) 連梁：連梁截面折算慣性矩連梁截面慣性矩和面積連梁截面計(jì)算跨度一半，

9、設(shè)連梁凈跨為2a0，洞口兩側(cè)墻肢軸線距離一半墻肢：連梁剛度 雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第23頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202223整體系數(shù) h層高（各層不等時(shí)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，未考慮墻肢軸向變形的整體系數(shù)H剪力墻總高度T軸向變形影響系數(shù)，2肢雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第24頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202224連梁約束彎矩函數(shù) 根據(jù)：荷載形式、 、 ，查圖表得 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： 一般層：j層連梁剪力：j層連梁端彎矩：雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第

10、25頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202225墻肢內(nèi)力軸力彎矩剪力 水平荷載在j層截面處的傾覆力矩 水平荷載在j截面處的總剪力剪力計(jì)算的慣性矩為考慮剪切變形影響后的折算慣性矩見教材雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第26頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202226(5)多肢墻內(nèi)力計(jì)算步驟幾何參數(shù)（同雙肢）整體系數(shù)T軸向變形影響系數(shù)，34肢時(shí)取0.8，57肢時(shí)取0.85，8肢及以上時(shí)取0.9連梁約束彎矩函數(shù)（同雙肢）雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第27頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202227連梁內(nèi)力將連梁總約

11、束彎矩分配給各列連梁i多肢墻連梁約束彎矩分布系數(shù)為i列連梁跨中剪應(yīng)力和平均值之比ri第i列連梁中點(diǎn)距墻邊的距離B總寬 雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第28頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202228i列j層連梁剪力：i列j層連梁彎矩：墻肢內(nèi)力軸力（考慮墻肢兩側(cè)連梁的剪力）邊墻肢中間墻肢彎矩 剪力雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第29頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/2022293、側(cè)移計(jì)算倒三角荷載均布荷載頂部集中力雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第30頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/2022304、等效剛度倒三角荷載均布

12、荷載頂部集中力 剪切影響系數(shù)，當(dāng)H/B4，取 0 系數(shù)，根據(jù)荷載形式和 查表48（P118）雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第31頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/2022315、討論雙肢墻側(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)移愈小雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第32頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202232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(qiáng)，連梁內(nèi)力愈大，而墻肢彎矩愈小雙肢墻與多肢墻的計(jì)算 第33頁，共4

13、2頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202233總結(jié)：在相同 Mp作用下，愈大，則連梁愈強(qiáng)，連梁的M、V愈大；而墻肢軸力N愈大，墻肢彎矩M愈小 因?yàn)椋弘p肢墻與多肢墻的計(jì)算 第34頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202234 6.5 壁式框架（帶剛域框架）的計(jì)算 1、判別條件：10；壁式框架與普通框架對(duì)比：相同點(diǎn)：在水平荷載作用下會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)不同點(diǎn)： （1）梁寬柱寬，其剛度要考慮剪切變形的影響而降低 （2）梁墻相交部分面積大變形小，形成剛域，其剛度 要考慮剛域的影響而提高結(jié)論：壁式框架的計(jì)算考慮兩個(gè)修正后，內(nèi)力和位移計(jì)算方 法與普通框架相同

14、，采用D值法第35頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202235 6.5 壁式框架（帶剛域框架）的計(jì)算 2、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第36頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202236 6.5 壁式框架（帶剛域框架）的計(jì)算 剛域長(zhǎng)度梁方向柱方向第37頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202237 6.5 壁式框架（帶剛域框架）的計(jì)算 3、帶剛域框架柱的D值普通框架：(1)壁式框架：(1)用k代替普通框架中的i即可梁柱式中第38頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202238 6.5 壁式框架（帶剛域框架）的計(jì)算 3、帶剛域框架柱的D值普通框架：(2)梁柱剛度比一般層底層(3)一般層底層(4)壁式框架：見表410(2)梁柱剛度比(3)(4)第39頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4/202239 6.5 壁式框架（帶剛域框架）的計(jì)算 4、帶剛域框架柱的反彎點(diǎn)高度（1）反彎點(diǎn)高度計(jì)算公式普通框架柱壁式框架柱第40頁，共42頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期一9/4