4剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算4(壁式框架)

----壁式框架第四章剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算帶剛域框架計算方法在聯(lián)肢墻中，當(dāng)洞口較大，連梁剛度接近或大于墻肢剛度時，可以按帶剛域框架計算簡圖進(jìn)行內(nèi)力及位移分折。如果當(dāng)α≥10，且In/I＞ξ時，這種聯(lián)肢墻的性能已接近框架、大部分層的墻肢具有反彎點。但是，它具有寬梁、寬柱，不能簡單地簡化為一般桿件體系。它的梁、墻相交部分面積大、變形小，可以看成“剛域”。于是，我們可以把粱、墻肢簡化為桿端帶剛域的變截面桿件。假定剛域部分沒有任何變形，因此稱為帶剛域框架，有時也稱作壁式框架。

壁式框架的軸線，取壁梁、壁柱的形心線。兩層壁梁形心線之間距離為hw。hwhw與層高h(yuǎn)不一定相等。h為了簡化起見，同時考慮樓板的作用，我們常常令●●●●●●●●●hw＝h壁式框架剛域的取值比較復(fù)雜，剛域長度與壁梁、壁柱的截面高度有關(guān)。剛域長度的取法通過試驗與比較，目前常用的取值如圖和下列公式所示。剛域尺寸壁梁剛域長度：

lb1＝a1－h(huán)b/4

lb2＝a2－h(huán)b/4壁柱剛域長度：

lc1＝c1－h(huán)c/4

lc2＝c2－h(huán)c/4如果計算所得的剛域長度為負(fù)值，則剛域長度取為零。帶剛域框架計算簡圖及計算方法桿件有限元法：適合計算機進(jìn)行計算，不適合手算。D值法：只需修改桿件剛度，即可以用D值法來計算桿件內(nèi)力，并用相應(yīng)表格確定反彎點高度，是一種較為方便的近似計算方法。適合于手算，不考慮柱軸向變形，但是梁、柱的剪切變形可以通過修正桿件剛度考慮進(jìn)去。D值法：要確定柱的D值和柱的反彎點高度VVcychMcMbVbNc壁柱的D值計算帶剛域框架梁、柱與一般桿件區(qū)別：①桿端有剛域。②桿件截面高度大，剪切變形不能忽略。考慮桿件剪切變形時，桿件轉(zhuǎn)角剛度系數(shù)（在單位轉(zhuǎn)角下）可寫成：——剪切影響系數(shù)

一般桿件

帶剛域桿件兩端有剛域（剛域長度不同）的桿件在θ1＝θ2＝1，對1′2′而言，除了兩端有轉(zhuǎn)角1處，還有轉(zhuǎn)角故由剛域段平衡，可得求D值時候，用桿件修正剛度k代替線剛度i，梁取k=cib

或者k=c’ib；柱取其中：a、b——剛域長度系數(shù)故帶剛域桿的剛度可以看作成等截面桿的剛度乘上系數(shù)D值計算公式壁柱的反彎點高度系數(shù)y將帶剛域框架看成上圖虛線表示的等截面梁、柱框架。假定a’b’

柱桿端彎矩為ab

柱的s倍，即假想框架梁的剛度應(yīng)減少s倍，框架柱線剛度相應(yīng)的減少為ic/s。故柱反彎點高度系數(shù)其中：yn——標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度，根據(jù)由表3.4，3.5查得，a——柱下端剛域長度與柱高h(yuǎn)的比值y1——上下梁剛度變化的修正值，由K’

以及α1查3.6得到y(tǒng)2——上層層高變化時候的修正值，由K’

以及α2查3.7得到y(tǒng)3——下層層高變化時候得修正值，由K’

以及α3查3.7得到VVcychMcMbVbNc豎向荷載作用下剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

豎向荷載作用下一般取平面計算簡圖進(jìn)行內(nèi)力分析，不考慮結(jié)構(gòu)單元內(nèi)各片剪力墻之間的協(xié)同工作。每片剪力墻承受的豎向荷載為該片墻受荷范圍內(nèi)的永久荷載和可變荷載。當(dāng)為裝配式樓蓋時，各層樓面?zhèn)鹘o剪力墻的為均布荷載；當(dāng)為現(xiàn)澆樓蓋時，各層樓面?zhèn)鹘o剪力墻的可能為三角形或梯形分布荷載以及集中荷載，如圖所示。剪力墻自重按均布荷載計算。

豎向荷載作用下剪力墻內(nèi)力的計算，不考慮結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，可近似地認(rèn)為各片剪力墻只承受軸向力，其墻體平面外的彎矩和剪力等于零。各片剪力墻承受的軸力由墻體自重和樓板傳來的荷載兩部分組成，其中樓板傳來的荷載可近似地按其受荷面積進(jìn)行分配。各墻肢承受的軸力以洞口中線作為荷載分界線，計算墻自重重力荷載時應(yīng)扣除門洞部分。

（1）整截面墻計算截面的軸力為該截面以上全部豎向荷載之和。（2）整體小開口墻，每層傳給各墻肢的荷載按圖所示范圍計算，第j墻肢的軸力為該墻肢計算截面以上全部荷載之和。（3）無偏心荷載時，聯(lián)肢墻內(nèi)力計算方法與整體小開口墻相同，但應(yīng)計算豎向荷載在連梁中產(chǎn)生的彎矩和剪力，可近似按兩端固定梁計算連梁的彎矩和剪力；偏心豎向荷載作用下，雙肢墻內(nèi)力計算可查相關(guān)計算表格；多肢墻在偏心豎向荷載作用下，端部墻肢可與鄰近墻肢按雙肢墻計算，中部墻肢可分別與相鄰左右墻肢按雙肢墻計算，近似取兩次結(jié)果的平均值。（4）壁式框架在豎向荷載作用下，壁梁、壁柱的內(nèi)力計算和框架在豎向荷載作用下的相似，可采用分層法或力矩分配法。例4.2：用D值法求如圖所示壁式框架的彎矩圖解：取梁面為梁軸線、柱中線為柱軸線如圖所示。2～6層為標(biāo)準(zhǔn)層。底層及標(biāo)準(zhǔn)層剛域尺寸見下頁圖。材料性能桿件慣性矩（底層梁）（標(biāo)準(zhǔn)層梁）（邊柱）（中柱）（a）標(biāo)準(zhǔn)層（b）底層1、標(biāo)準(zhǔn)層梁剛度系數(shù)（以左跨梁左端剛域為al，右端為bl）2、標(biāo)準(zhǔn)層柱剛度系數(shù)（以下端剛域為al，上端bl）邊柱中柱以下各值均用m及kN做單位，不再注明。4、底層柱剛度系數(shù)邊柱中柱3、底層梁剛度系數(shù)邊柱中柱5、3～6層剪力分配系數(shù)邊柱中柱6、第2層剪力分配系數(shù)邊柱中柱7、底層剪力分配系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)反彎點高比及各修正值都由式（4-91）所得的K’值查表計算，結(jié)果如圖所示。8、彎點高度比9、由各柱分配的剪力及彎點位置計算柱上端及下端彎矩，如圖所示。思考題1.什么是剪力墻結(jié)構(gòu)的等效抗彎剛度？整體墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、單獨墻肢等計算方法中，等效抗彎剛度有何不同？怎樣計算？2.連續(xù)化方法的基本假定是什么？他們對該計算方法的應(yīng)用范圍有什么影響？3.連續(xù)化方法的計算步驟有哪些？雙肢墻和多肢基本的假定、幾何參數(shù)、查表方法內(nèi)力和位移計算等有什么異同？4.連肢墻的內(nèi)力分布和側(cè)移變形曲線的特點是什么？整體系數(shù)α

對內(nèi)力分布和變形有什么影響？為什么?5.壁式框架與一般框架有什么區(qū)別？如何確定壁式框架的軸線和位置和剛域尺寸？6.帶剛域桿件和一般框架等截面桿件的剛度系數(shù)有什么不同？當(dāng)兩端剛域尺寸不同時這樣