剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算課件

剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算CHAPTERSix§6.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi)§6.2整體墻的計(jì)算§6.3整體小開(kāi)口墻的計(jì)算§6.4雙肢墻與多肢墻的計(jì)算1剪力墻的類(lèi)型

整體墻和小開(kāi)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(lèi)2024/7/122剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi)

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)體系2024/7/123二、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(lèi)2024/7/124三、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(lèi)2024/7/125四、剪力墻的分類(lèi)：按照開(kāi)洞大小、截面應(yīng)力分布特點(diǎn)整體墻整體小開(kāi)口墻聯(lián)肢墻壁式框架1、整體墻（彎矩圖為曲線(xiàn)，截面應(yīng)力分布為直線(xiàn)）（1）無(wú)洞口或洞口面積不超過(guò)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（<1），作為兩個(gè)獨(dú)立實(shí)體墻剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi)2024/7/1262、整體小開(kāi)口墻（1）彎矩圖成鋸齒形，截面應(yīng)力分布接近直線(xiàn)（2）洞口面積>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(xiàn)分布，

＝1～104、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(lèi)2024/7/127剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi)2024/7/128§6.2整體墻的計(jì)算1、判別條件：洞口<15％；或雙肢<1，成2個(gè)獨(dú)立墻2、內(nèi)力計(jì)算：按豎向懸臂桿（材料力學(xué)方法）

均布荷載為例底部截面內(nèi)力：位移：頂點(diǎn)：（1）無(wú)洞口情況2024/7/129整體墻的計(jì)算（2）有洞口情況

a.洞口截面面積的削弱：等效截面面積：洞口削弱系數(shù)：剪力墻洞口總立面面積剪力墻立面總墻面面積b.等效慣性矩剪力墻沿豎向各段的慣性矩各段相應(yīng)的高度2024/7/1210c.側(cè)移計(jì)算：

1）頂部集中力

2）均布荷載

3）倒

荷載(d)等效剛度：

——剪力不均勻系數(shù)矩形截面取1.2，

形截面為全面積/腹板面積，T形截面查表總水平荷載按等效剛度分配到各片墻整體墻的計(jì)算2024/7/1211§6.3整體小開(kāi)口墻的計(jì)算1、判別條件：洞口>15%，但>10；內(nèi)力特點(diǎn)：正應(yīng)力基本直線(xiàn)分布，局部彎曲不超過(guò)整體彎曲的15％，墻肢彎矩沒(méi)有反彎點(diǎn)計(jì)算方法：材料力學(xué)公式略加修正2024/7/1212整體小開(kāi)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：M—x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2024/7/1213§6.3整體小開(kāi)口墻的計(jì)算3、側(cè)移計(jì)算整體小開(kāi)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(kāi)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：2024/7/1214§6.3整體小開(kāi)口墻的計(jì)算小開(kāi)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2024/7/1215§6.4雙肢墻與多肢墻的計(jì)算1、判別條件：

＝1～10；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)2024/7/1216雙肢墻與多肢墻的計(jì)算基本假定適用條件：開(kāi)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(kāi)，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(guò)切口的變形協(xié)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(guò)平衡條件求出連梁梁端彎矩，墻肢軸力及彎矩2024/7/1217（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2024/7/1218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2024/7/1219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2024/7/1220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2024/7/1221(4)雙肢墻內(nèi)力計(jì)算步驟（連續(xù)連桿法，圖表法）①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，設(shè)連梁凈跨為2a0，——洞口兩側(cè)墻肢軸線(xiàn)距離一半墻肢：連梁剛度

雙肢墻與多肢墻的計(jì)算2024/7/1222②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2024/7/1223③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(jiàn)教材列表④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2024/7/1224⑤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(jiàn)教材雙肢墻與多肢墻的計(jì)算2024/7/1225(5)多肢墻內(nèi)力計(jì)算步驟①幾何參數(shù)（同雙肢）②整體系數(shù)T——軸向變形影響系數(shù)，3～4肢時(shí)取0.8，5～7肢時(shí)取0.85，8肢及以上時(shí)取0.9③連梁約束彎矩函數(shù)（同雙肢）雙肢墻與多肢墻的計(jì)算2024/7/1226④連梁內(nèi)力將連梁總約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2024/7/1227i列j層連梁剪力：i列j層連梁彎矩：⑤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2024/7/12283、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2024/7/12294、等效剛度倒三角荷載均布荷載頂部集中力

——剪切影響系數(shù)，當(dāng)H/B>4，取

＝0

——系數(shù)，根據(jù)荷載形式和

查表4－8（P118）雙肢墻與多肢墻的計(jì)算2024/7/12305、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(xiàn)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(xiàn)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2024/7/1231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2024/7/1232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2024/7/1233§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，采用D值法2024/7/1234§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(xiàn)取連梁和墻肢的形心線(xiàn)2024/7/1235§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2024/7/1236§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2024/7/1237§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(jiàn)表4－10(2)