多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計第4章 剪力墻結(jié)構(gòu)簡化計算ppt課件

1、 第4章 剪力墻構(gòu)造簡化計算 4.1 概述 4.1.1 根本假定 兩項根本假定： 樓板在其本身平面內(nèi)剛度很大，可視為剛度無窮大的剛性樓板；而在平面外，那么由于剛度很小，可忽略不計。 各榀剪力墻在其本身平面內(nèi)的剛度很大，而相對來說，在其平面外的剛度很小，可忽略不計。 4.1.2 程度荷載在各片剪力墻之間的分配 圖4-1 4.1.3 剪力墻的分類、受力特點及計算方法 (1)整體墻 (2)小開口墻 (3)聯(lián)肢墻 (4)壁式框架 (5)框支剪力墻 最常用的計算方法 1)延續(xù)連桿法 2)帶剛域框架方法 3)有限元和有限條法圖4-2圖4-3圖4-4圖4-5 4.2 整體墻計算 4.2.1 計算要點 整體墻

2、的受力性能好像一個豎向懸臂梁，截面變形后仍符合平面假定。 4.2.2 內(nèi)力計算 整體墻的內(nèi)力可按上端自在、下端固定的懸臂構(gòu)件，用資料力學(xué)公式計算。圖4-6 4.2.3 位移計算 當(dāng)均布荷載作用時： 當(dāng)?shù)谷切魏奢d作用時： 當(dāng)集中荷載作用于墻頂時： 頂點程度位移 EIeq分別為 實踐上，三式差別并不大，可近似取平均值 4.3 小開口墻計算 4.3.1 計算要點 小開口剪力墻在程度荷載作用下的受力性能接近整體剪力墻，其截面在受力后根本堅持平面，正應(yīng)力分布圖形也大體上堅持直線分布，各墻肢中僅有少量的部分彎矩；沿墻肢高度方向，大部分樓層中的墻肢沒有反彎點。 4.3.2 內(nèi)力計算 (1)第j墻肢的彎矩

3、第j墻肢的整體彎矩： 第j墻肢的部分彎矩 第j墻肢的全部彎矩圖4-7圖4-8 (2)第j墻肢的剪力 對底層，墻肢剪力按墻肢截面積分配： 近似方法計算： (3)第j墻肢的軸力 剪力墻總彎矩的平衡條件 4.3.3 位移計算 計算等效抗彎剛度EIeq時，IW及AW需按下式修正 附加的部分彎矩 該墻肢的彎矩 4.4 聯(lián)肢墻計算 4.4.1 計算要點 聯(lián)肢墻由于門窗洞口尺寸較大，墻截面上的正應(yīng)力不再成直線分布，其受力和變形發(fā)生了變化，墻肢的線剛度比連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較顯著，僅在少數(shù)層內(nèi)墻肢出現(xiàn)反彎點，故需采用相應(yīng)方法分析。 4.4.2 延續(xù)連桿法計算雙肢墻 (1

4、)延續(xù)連桿法的根本假定 將每一樓層處的連梁簡化為在整個樓層高度上的延續(xù)連桿。 假定兩肢墻在同一標(biāo)高處程度位移相等，即忽略連梁軸向變形對程度位移的影響。 假定在同一標(biāo)高處，兩肢墻的轉(zhuǎn)角和曲率都相等。 假定各連梁的反彎點均在跨中。 沿墻高方向?qū)痈遠(yuǎn)，墻肢慣性矩I1、I2及截面積A1、A2，連梁截面慣性矩Ib和截面積Ab均為常數(shù)。 計算簡圖如圖4-10b)所示。根本體系如圖4-10c)所示。沿連梁的反彎點處切開，構(gòu)成靜定的懸臂墻。取連梁切口處的內(nèi)力(x)(剪力)為多余未知力；變形延續(xù)條件是連梁切口處沿未知力(x)方向的相對位移應(yīng)等于零。圖4-10 (2)建立根本微分方程 墻肢彎曲變形產(chǎn)生的相對位移1

5、 墻肢剪切變形產(chǎn)生的相對位移2 墻肢軸向變形產(chǎn)生的相對位移3圖4-11 連梁的彎曲和剪切變形產(chǎn)生的相對位移4 連梁變曲產(chǎn)生的相對位移： 連梁剪切變形產(chǎn)生的相對位移： 連梁彎曲和剪切變形引起的相對位移 根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，切口處豎向相對位移為零， 墻肢內(nèi)力與其剪切變形2的關(guān)系 為方便求解，令 式(4-22b)雙肢墻的根本微分方程。 (3)根本方程的解 式(4-22b)的解()齊次方程的通解 特解 邊境條件1：當(dāng)z=0，=0，即墻頂位置， 彎矩為0，因此 。 邊境條件2：當(dāng)z=H, =1，墻底彎曲轉(zhuǎn)角為0，而且在墻底截面即固定端，軸向變形引起的相對位移也為0。 (4)雙肢剪力墻的頂點側(cè)移和等效抗彎剛

6、度 頂點側(cè)移 根據(jù)墻肢內(nèi)力與其彎曲變形1和剪切變形2的關(guān)系： 剪力墻的側(cè)移 頂點(=1)側(cè)移 等效抗彎剛度 等效懸臂桿件在三種程度荷載作用下的頂點側(cè)移 (5)雙肢墻的內(nèi)力計算 第i層連梁剪力 第i層連梁端部彎矩 第i層第j墻肢的軸力 第i層第j墻肢的彎矩 第i層第j墻肢的剪力 近似按思索彎曲和剪切變形之后j墻肢的折算慣性矩I0j進展分配： (6)雙肢墻內(nèi)力位移分布特點 雙肢墻的側(cè)移曲線呈彎曲型。值愈大，墻的剛度愈大，側(cè)移越小。 連梁的剪力分布特點：剪力最大(也是彎矩最大)的連梁不在底層，它的位置及大小將隨值改動。當(dāng)值增大時，連梁剪力加大，剪力最大的梁向下移。圖4-12 墻肢的軸力與值有關(guān)。因墻

7、肢軸力即為該截面以上一切連梁剪力之和，當(dāng)值增大時，連梁剪力加大，墻肢軸力也必然加大。 墻肢的彎矩也與值有關(guān)。值越大，墻肢彎矩越小。 4.4.3 多肢墻計算要點 (1)微分方程 墻肢軸向變形產(chǎn)生的位移：圖4-15圖4-16 連梁彎曲剪切變形產(chǎn)生的位移： 式(4-37)為多肢墻的總微分方程 (2)微分方程的解 (3)參數(shù)計算 1)約束彎矩分配系數(shù)j 2)軸向變形影響系數(shù)T (4)頂點位移和等效抗彎剛度 多肢剪力墻的頂點側(cè)移和等效抗彎剛度： 4.5 壁式框架計算 4.5.1 計算簡圖 框架軸線 剛域長度取法 梁剛域長度： 柱剛域長度：圖4-17 壁式框架計算簡圖圖4-18 4.5.2 內(nèi)力計算 (1)帶剛域桿思索剪切變形后D值的修正 弦轉(zhuǎn)角 桿端彎矩： 桿端剪力：圖4-19 帶剛域桿件的轉(zhuǎn)角圖4-20 桿件內(nèi)力 桿AB端彎矩為： 式中c值的計算公式見表4-7。 (2)帶剛域桿思索剪切變形后反彎點高度比的修正 查表時留意梁柱剛度比K要用K替代，K用下式計算：圖4-21 壁柱反彎點位置 4.6 各類