第4章 剪力墙结构得内力和位移计算.ppt

;剪力墙结构平面及剖面示意图 ;荷载分配及计算方法概述; 二、水平荷载下剪力墙计算截面及剪力分配;剪力墙的计算图;剪力墙有效翼缘宽度bf;非直线墙的处理;剪力分配;;计算方法;;定义：无洞口墙或开洞面积小于墙立面的15％，且孔间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸。 内力计算：按材料力学中整体悬臂墙的公式计算墙在水平荷载作用下截面内力（截面法计算M，V）。 截面正应力分布：忽略开洞影响，平截面假定仍然适用，截面中的正应力符合直线分布规律。 水平外荷的分配：多片墙共同承受水平荷载时，总水平荷载按各片墙的等效刚度比例分配给各片墙。; 在计算位移时，要考虑洞口对截面面积及刚度的削弱。 等效截面面积Aq取无洞口截面面积A乘以洞口削弱系数 。; 计算位移时候，除了弯曲变形外，剪力变形不容忽视。在三种常用水平荷载下，悬臂杆顶点位移计算公式如下（括弧中后一项为剪切变形影响） ：;等效刚度EIeq;;一、双肢墙计算;连续连杆法的基本思路及基本方程; 由切开处的变形连续条件建立τ(x)的微分方程，求解微分方程可得连杆剪力τ(x)。将—个楼层高度范围内各点剪力积分，还原成一根连梁中的剪力。各层连梁中的剪力求出后，所有墙肢及连梁内力都可相继求出。这就是连续连杆法的基本思路。;切开处沿τ(x)方向的变形连续条件：;转角θm 顺时针方向为正，τ(x)正方向如图所示，负号表示连梁位移与τ(x)方向相反。 ;（2）δ2(x)——由墙肢轴向变形产生的相对位移。; ;——考虑了弯曲与剪切变形效果后的折算惯性矩 ;位移协调方程;由梁的弯曲理论， ;于是;令;其解为：;边界条件2;将C1、C2代入方程的解中，可以得到;双肢墙的内力计算;墙肢内力;双肢墙内力;j层墙肢弯矩，按照抗弯刚度进行分配：;将 MP(ξ) ，m(ξ)及 VP(ξ) 代入积分，可以得到三种荷载下的?y?：;令ξ=0 ，可以得到顶点侧移为;如果利用等效刚度的概念，我们可以将墙顶点位移公式写成：;二、双肢墙内力分布特点以及几何参数α， γ 的物理意义;从上面可以看出：双肢墙内力分布和刚度均与α 值有关，α 是一个重要的几何参数，被称为整体参数。;令：I=I1+I2+IA?;α 对截面应力及变形的影响;剪力墙分类判别式;墙肢惯性矩比IA/I; 一般情况下，剪力墙肢的弯矩主要是按各墙肢弯曲刚度比分配得到的，惯性矩比值IA/I反映了按墙肢弯曲刚度的分配关系。若孔洞狭窄，IA/I值小，反之则大。IA/I值也反映了剪力墙截面削弱的程度，IA/I值大，说明截面削弱较多；洞口较宽，墙肢相对较弱。因此，当IA/I增大到某一值时，墙肢表现出框架的受力特点，即沿高度方向出现反弯点。因此，通常将IA/I与其限值的关系式作为剪力墙分类的第二个判别式。;剪力墙分类判别式 ;;;多肢墙与双肢墙的区别 ;多肢墙与双肢墙的区别 ;双肢墙、多肢墙计算步骤及计算公式汇总 ;3、计算墙肢等效刚度;6、计算墙肢轴力;例4.1：求如图所示11层剪力墙的内力和位移。;解：;墙肢惯性矩;墙肢弯矩;等效刚度;作业：求如图所示9~11层剪力墙的内力和位移。;;一、小开口整体墙计算方法;I——组合截面惯性矩;小开口整体墙;剪力墙截面几何参数;二、独立墙肢计算方法;;壁式框架的轴线，取壁梁、壁柱的形心线。;壁式框架刚域的取值比较复杂，刚域长度与壁梁、壁柱的截面高度有关。;带刚域框架计算简图及计算方法;壁柱的D值计算;两端有刚域（刚域长度不同）的杆件在θ1＝θ2＝1，对1′2′而言，除了两端有转角1处，还有转角;由刚域段平衡，可得;D值计算公式;壁柱的反弯点高度系数 y;假定 a’b’?柱杆端弯矩为 ab?柱的s倍，即假想框架梁的刚度应减少s倍，框架柱线刚度相应的减少为ic/s。;例4.2：用D值法求如图所示壁式框架的弯矩图;（a）标准层;1、标准层梁刚度系数（以左跨梁左端刚域为al，右端为bl）;4、底层柱刚度系数;边柱;边柱;边柱;标准反弯点高比及各修正值都由式（4-91）所得的K’值查表计算，结果如图所示。;9、由各柱分配的剪力及弯点位置计算柱上端及下端弯矩，如图所示。;思考题;剪力墙分类判别式