《剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算》PPT課件.ppt

1、高層建筑結(jié)構(gòu),5.3.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi),一、剪力墻：縱橫兩個(gè)方向均由鋼筋混凝土墻組成的結(jié)構(gòu)體系,5.3.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi),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,砼規(guī)在承載力計(jì)算中，剪力墻的翼緣計(jì)算寬度可取剪力墻的間距、門(mén)窗洞間翼墻的寬度、剪力墻厚度加兩側(cè)6倍翼墻厚度、剪力墻墻肢總高度的1/10四者中的最小值。 抗震規(guī)范6.2.13：抗震墻結(jié)構(gòu)在計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)，其抗震墻應(yīng)計(jì)入端部翼墻的共同工作。翼墻的有

2、效長(zhǎng)度，每側(cè)由墻面算起可取相鄰抗震墻凈間距的一半、至門(mén)窗洞口的墻長(zhǎng)度及抗震墻總高度的15%三者的最小值,例題：某高層橫向剪力墻與縱向剪力墻相交平面，剪力墻高度Hw=40.5m，橫向剪力墻間距3.6m，橫墻軸線距兩側(cè)縱墻上洞口邊各為1.05m，橫墻厚度為180mm,縱墻為200mm。試按相關(guān)規(guī)定確定縱向剪力墻提供給橫向的有效翼緣寬度,5.3.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖和分類(lèi),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

3、框架、剪力墻,剪力墻 框架,四、 剪力墻的分類(lèi),1、根據(jù)洞口的有無(wú)、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分為以下幾類(lèi),1、根據(jù)洞口的有無(wú)、大小、形狀和位置等，剪力墻主要可劃分為以下幾類(lèi),1）整截面墻,幾何判定： （1）剪力墻無(wú)洞口； （2）有洞口，墻面洞口面積不大于墻面總面積的16%，且洞口間的凈距及洞口至墻邊的距離均大于洞口長(zhǎng)邊尺寸,受力特點(diǎn)： 可視為上端自由、下端固定的豎向懸臂構(gòu)件,2）整體小開(kāi)口墻,幾何判定： （1）洞口稍大一些，且洞口沿豎向成列布置， （2）洞口面積超過(guò)墻面總面積的16%，但洞口對(duì) 剪力墻的受力影響仍較小,受力特點(diǎn)： 在水平荷載下，由于洞口的存在，墻肢中已出現(xiàn)局部彎曲，其

4、截面應(yīng)力可認(rèn)為由墻體的整體彎曲和局部彎曲二者疊加組成，截面變形仍接近于整截面墻,3）聯(lián)肢墻,幾何判定： 沿豎向開(kāi)有一列或多列較大的洞口，可以簡(jiǎn)化為若干個(gè)單肢剪力墻或墻肢與一系列連梁聯(lián)結(jié)起來(lái)組成,受力特點(diǎn)： 連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，墻肢局部彎矩較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線分布,4）壁式框架,幾何判定： 當(dāng)剪力墻成列布置的洞口很大，且洞口較寬，墻肢寬度相對(duì)較小，連梁的剛度接近或大于墻肢的剛度,受力特點(diǎn)： 與框架結(jié)構(gòu)相類(lèi)似,五、 剪力墻的等效剛度,它綜合反映了剪力墻彎曲變形、剪切變形和軸向變形的影響,2021/3/10,15,5.3.3 雙肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算 雙肢墻由連梁將兩墻肢聯(lián)結(jié)在一起

5、，且墻肢的剛度一般比連梁的剛度大較多，相當(dāng)于柱梁剛度比很大的一種框架，屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，可采用連梁連續(xù)化的分析法,2021/3/10,16,2021/3/10,17,5.3.3.1 基本假定 1）每一樓層處的連梁簡(jiǎn)化為沿該樓層均勻連續(xù)分布的連桿。 2）忽略連梁軸向變形，兩墻肢同一標(biāo)高水平位移相等。轉(zhuǎn)角和曲率亦相同。 3）每層連梁的反彎點(diǎn)在梁的跨度中央。 4）沿豎向墻肢和連梁的剛度及層高均不變。當(dāng)有變化時(shí)，可取幾何平均值,2021/3/10,18,5.3.3.2 微分方程的建立 1、第一步：根據(jù)基本體系在連梁切口處的變形連續(xù)條件，建立微分方程： 將連續(xù)化后的連梁沿反彎點(diǎn)處切開(kāi)，可得力法求解時(shí)的

6、基本體系。 切開(kāi)后的截面上有剪力集度(z ) 和軸力集度(z )，取(z )為多余未知力。 根據(jù)變形連續(xù)條件，切口處沿未知力(z ) 方向上的相對(duì)位移應(yīng)為零，建立微分方程,2021/3/10,19,1）由于墻肢彎曲變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移,當(dāng)墻肢發(fā)生剪切變形時(shí)，只在墻肢的上、下截面產(chǎn)生相對(duì)水平錯(cuò)動(dòng)，此錯(cuò)動(dòng)不會(huì)使連梁切口處產(chǎn)生相對(duì)豎向位移，即由墻肢剪切變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移為零,2021/3/10,20,2）墻肢軸向變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移,基本體系在切口處剪力作用下，自兩墻肢底至 z 截面處的軸向變形差為切口所產(chǎn)生的相對(duì)位移,計(jì)算截面,2021/3/10,21,z 截面處的軸力在數(shù)量上等于（Hz高度范圍

7、）內(nèi)切口處的剪力之和,2021/3/10,22,3）連梁彎曲和剪切變形所產(chǎn)生的相對(duì)位移,由于連梁切口處剪力(z ) 作用，使連梁產(chǎn)生彎曲和剪切變形，在切口處所產(chǎn)生的相對(duì)位移為,2021/3/10,23,連梁切口處的變形連續(xù)條件,2021/3/10,24,2、第二步：引入補(bǔ)充條件，求,2021/3/10,25,2021/3/10,26,3、第三步：微分方程的簡(jiǎn)化,雙肢墻的基本微分方程,2021/3/10,27,4、第四步：引入約束彎矩表述的微分方程,2021/3/10,28,2021/3/10,29,5.3.3.3 微分方程的求解,1、二階常系數(shù)非齊次線性微分方程求解,2021/3/10,30,

8、2021/3/10,31,2、根據(jù)邊界條件、彎矩和曲率的關(guān)系計(jì)算,2021/3/10,32,5.3.3.4 內(nèi)力計(jì)算,如將線約束彎矩m1 () 、 m2 ()分別施加在兩墻肢上，則剛結(jié)連桿可變換成鉸結(jié)連桿（此處忽略了 () 對(duì)墻肢軸力的影響）。 鉸結(jié)連桿只能保證兩墻肢位移相等并傳遞軸力，即兩墻肢獨(dú)立工作，可按獨(dú)立懸臂梁分析；其整體工作通過(guò)約束彎矩考慮,2021/3/10,33,1、 連梁內(nèi)力,2021/3/10,34,2、 墻肢內(nèi)力,2021/3/10,35,2021/3/10,36,2021/3/10,37,2021/3/10,38,例題雙肢剪力墻連梁支座彎矩估算,某建造于大城市市區(qū)的28層公寓，采