剪力墙内力位移计算

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,剪力墙结构的内力和位移计算,CHAPTER Six,6.1,剪力墙结构的计算简图和分类,6.2,整体墙的计算,6.3,整体小开口墙的计算,6.4,双肢墙与多肢墙的计算,1,剪力墙的类型,整体墙和小开口整体墙,双肢墙,多肢墙,壁式框架,底层大空间剪力墙结构,6.1剪力墙结构的计算简图和分类,11/14/2024,2,剪力墙结构的计算简图和分类,一、,剪力墙结构,纵横两个方向均由钢筋混凝土墙组成的结构体系,11/14/2024,3,二、计算假定：,1、平面结构假定：分别按照纵、横两个方向的平面抗侧力结构进行计算，但是可以考虑纵横墙的共同工作，把正交的另一方向的墙作为翼缘局部参与工作。,2、刚性楼板假定：水平荷载按照各墙等效抗弯刚度 分配,剪力墙结构的计算简图和分类,11/14/2024,4,三、内力与位移计算思路,N由竖向荷载和水平荷载共同产生,M由水平荷载产生,V由水平荷载产生 受剪(水平钢筋),压弯构件,(竖向构件),竖向荷载下的,N,：,按照每片墙的承载面积计算,水平荷载下的,M,、,N,、,V,：,按照墙的等效刚度分配至各墙,比照框架、剪力墙：,剪力墙,框架,剪力墙结构的计算简图和分类,11/14/2024,5,四、剪力墙的分类：按照开洞大小、截面应力分布特点,整体墙,整体小开口墙,联肢墙,壁式框架,1、整体墙弯矩图为曲线，截面应力分布为直线,1无洞口或洞口面积不超过墙面面积的15，且孔洞间净距及孔洞至墙边净距大于孔洞长边,2双肢墙，但连梁很弱15，但是整体系数10，截面惯性矩比,3、联肢墙,1弯矩图呈显著锯齿型，截面应力不是直线分布，110,4、壁式框架,1墙肢弯矩图中各层有反弯点，墙肢拉压力较大,210(连梁强、墙肢弱，,剪力墙结构的计算简图和分类,11/14/2024,7,剪力墙结构的计算简图和分类,11/14/2024,8,6.2,整体墙的计算,1、判别条件：洞口15；或双肢15%，但10；,内力特点：,正应力根本直线分布，局部弯曲不超过整体弯曲的15，墙肢弯矩没有反弯点,计算方法：材料力学公式略加修正,11/14/2024,12,整体小开口墙的计算,2、内力计算,墙肢弯矩：,墙肢轴力：,墙肢剪力：,底层,其他层剪力：,Mx截面的外弯矩,整体弯曲,独立墙肢弯曲,最终墙肢弯曲正应力,11/14/2024,13,6.3,整体小开口墙的计算,3、侧移计算,整体小开口墙顶点侧移整体墙顶点侧移公式x1.2,4、等效刚度,整体小开口墙等效刚度整体墙等效刚度/1.2,连梁剪力可由上、下墙肢的轴力差计算,个别小墙肢：,11/14/2024,14,6.3,整体小开口墙的计算,小开口整体墙的判别条件,(1)连梁和墙肢的刚度比(整体参与系数 较大：10,(2)保证墙肢的刚度较大：,Z为系数，与及层数N有关 99page-表,11/14/2024,15,6.4,双肢墙与多肢墙的计算,1、判别条件：110；,2、内力计算连续连杆方法,1)计算简图和计算假定,将连梁沿高度离散为均匀分布的连续栅片(如图)，形成连续结构,11/14/2024,16,双肢墙与多肢墙的计算,根本假定,适用条件：开洞规那么，墙厚、层高不变,1忽略连梁轴向变形，即假定两墙肢水平位移完全相同,2两墙肢各截面的转角和曲率都相等，连梁两端转角相等，连梁反弯点在梁的中点,3墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高是相同的,2根本思路,沿连杆中点反弯点切开，以剪力x为未知数，得2个静定悬臂墙的根本体系通过切口的变形协调相对位移为0建立x的微分方程力法求解微分方程的x，积分得剪力V再通过平衡条件求出连梁梁端弯矩，墙肢轴力及弯矩,11/14/2024,17,3建立微分方程关键条件,变形协调条件：,墙肢弯曲变形产生的切口相对位移,墙肢轴向变形产生的切口相对位移,连梁弯曲变形和剪切变形产生的切口相对位移,墙肢转角变形,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,18,墙肢轴向变形,连梁弯曲及剪切变形,得到微分方程(f),双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,19,力平衡条件,水平荷载产生的倾覆力矩,墙肢截面上的弯矩与轴力,洞口两侧墙肢轴向间距,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,20,力与变形关系,微分方程及其解,图表及其应用,双肢墙计算步骤,根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程(k),代入方程(f)中，得到双肢墙根本微分方程式(L),双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,21,(4)双肢墙内力计算步骤连续连杆法，图表法,几何参数,连梁：,连梁截面折算惯性矩,连梁截面惯性矩和面积,连梁截面计算跨度一半，设连梁净跨为2a,0,，,洞口两侧墙肢轴线距离一半,墙肢：,连梁刚度,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,22,整体系数,h层高各层不等时可取沿高度的加权平均值,整体系数,1连梁与墙肢刚度比，未考虑墙肢轴向变形的整体系数,H剪力墙总高度,T轴向变形影响系数，2肢,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,23,连梁约束弯矩函数,根据：荷载形式、，查图表得,V,0,底部截面剪力,()参见教材列表,连梁内力,j层连梁约束弯矩：,顶层：,一般层：,j层连梁剪力：,j层连梁端弯矩：,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,24,墙肢内力,轴力,弯矩,剪力,水平荷载在j层截面处的倾覆力矩,水平荷载在j截面处的总剪力,剪力计算的惯性矩为考虑剪切变形影响后的折算惯性矩,见教材,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,25,(5)多肢墙内力计算步骤,几何参数同双肢,整体系数,T轴向变形影响系数，34肢时取0.8，57肢时取0.85，8肢及以上时取0.9,连梁约束弯矩函数同双肢,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,26,连梁内力,将连梁总约束弯矩分配给各列连梁,i,多肢墙连梁约束弯矩分布系数,为i列连梁跨中剪应力和平均值之比,r,i,第i列连梁中点距墙边的距离,B,总宽,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,27,i列j层连梁剪力：,i列j层连梁弯矩：,墙肢内力,轴力考虑墙肢两侧连梁的剪力,边墙肢,中间墙肢,弯矩 剪力,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,28,3、侧移计算,倒三角荷载,均布荷载,顶部集中力,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,29,4、等效刚度,倒三角荷载,均布荷载,顶部集中力,剪切影响系数，当H/B4，取 0,系数，根据荷载形式和,查表48P118,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,30,5、讨论,双肢墙侧移、连梁内力、墙肢内力沿高度分布曲线如图,连梁最大剪力不在底层，愈大连梁剪力愈大，最大值下移,侧移曲线呈弯曲型，愈大，整体刚度愈大，侧移愈小,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,31,墙肢轴力即为该截面以上连梁剪力之和，向下逐渐加大,墙肢弯矩与有关，愈大连梁愈强，连梁内力愈大，而墙肢弯矩愈小,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,32,总结：,在相同 Mp作用下，愈大，那么连梁愈强，连梁的M、V愈大；,而墙肢轴力N愈大，墙肢弯矩M愈小,因为：,双肢墙与多肢墙的计算,11/14/2024,33,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,1、判别条件：10；,壁式框架与普通框架比照：,相同点：在水平荷载作用下会出现反弯点,不同点：,1梁宽柱宽，其刚度要考虑剪切变形的影响而降低,2梁墙相交局部面积大变形小，形成刚域，其刚度,要考虑刚域的影响而提高,结论：壁式框架的计算考虑两个修正后，内力和位移计算方,法与普通框架相同，采用D值法,11/14/2024,34,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,2、,刚域的取法,带刚域框架的梁柱轴线取连梁和墙肢的形心线,11/14/2024,35,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,刚域长度,梁方向,柱方向,11/14/2024,36,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,3、带刚域框架柱的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,11/14/2024,37,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,3、带刚域框架柱的D值,普通框架：,(2)梁柱刚度比,一般层,底层,(3),一般层,底层,(4),壁式框架,：见表410,(2)梁柱刚度比,(3),(4),11/14/2024,38,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,4、带刚域框架柱的反弯点高度,1反弯点高度计算公式,普通框架柱,壁式框架柱,11/14/2024,39,6.5 壁式框架带刚域框架的计算,2查表用的k值,普通框架用梁柱刚度比k查系数,壁式框架改用 代替k,5、等效刚度,采用均布荷载时：,采用倒荷载时：,u1、u2分别为均布荷载和倒荷载计算得到的顶点水平位移,11/14/2024,40,