剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PPT42

第四章章剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)主講：：韓小小雷（（教教授））12345剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述述整體剪剪力墻墻的計(jì)計(jì)算整體小小開口口剪力力墻的的計(jì)算算雙肢墻墻的連連續(xù)化化計(jì)算算方法法帶剛域域框架架計(jì)算算方法法YourLogo目錄第一節(jié)節(jié)剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述述鋼筋混混凝土土剪力力墻是用鋼鋼筋混混凝土土建造造的墻墻體，，用作作抵抗抗水平荷荷載（包括括地震震荷載載和風(fēng)風(fēng)荷載載）和和傳遞遞豎向荷荷載的豎向構(gòu)構(gòu)件。剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系是由由一系系列的的橫向向剪力力墻、、縱向向剪力力墻和和平面面樓蓋蓋組合合在一一起所所形成成的空空問(wèn)盤盤子式式結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系。剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系高層層建筑筑中常常用的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式，由由于剪剪力墻墻在自自身平平面內(nèi)內(nèi)的剛剛度很很大，，水平平荷載載作用用下側(cè)側(cè)移較較小，，它的的抗風(fēng)風(fēng)與抗抗震性性能都都很好好，適適宜建建筑層層數(shù)較較高的的建筑筑。剪力墻墻平面內(nèi)內(nèi)剛度度很大，，平面外外剛度度相對(duì)很很小。。第一節(jié)剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述布置原則：：剪力墻應(yīng)盡盡量布置得得比較規(guī)則則，拉通、、對(duì)直。剪力墻宜自自下到上連連續(xù)布置，，不宜突然然取消或中中斷，避免免剛度突變變。墻不宜布置置得太密，，結(jié)構(gòu)的側(cè)側(cè)向剛度不不宜過(guò)大。。剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)具有較較好的延性性。第一節(jié)剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述剪力墻的分分類1、整體剪力力墻（1）無(wú)洞口或或洞口面積積不超過(guò)墻墻面面積的的16％，且孔洞洞間凈距及及孔洞至墻墻邊凈距大大于孔洞長(zhǎng)長(zhǎng)邊；（2）雙肢墻，，但連梁很很弱（<1）。第一節(jié)剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述2、整體小開開口墻（1）彎矩圖成成鋸齒形，，截面應(yīng)力力分布接近近直線；（2）洞口面積積占?jí)w面面積的16％以上，但但是整體系系數(shù)>10，截面慣性性矩比第一節(jié)剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述3、聯(lián)肢剪力力墻（雙肢肢墻、多肢肢墻）彎矩圖呈顯顯著鋸齒型型，截面應(yīng)應(yīng)力不是直直線分布，，＝1～10。第一節(jié)剪剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)概述1、材料力學(xué)學(xué)分析法對(duì)于整體墻墻，在水平平力作用下下截面仍保保持平面，，法向應(yīng)力力呈線性分分布，可采采用材料力力學(xué)中有關(guān)關(guān)公式計(jì)算算內(nèi)力及變變形。2、連續(xù)化方方法將每一樓層層的連梁假假想為在層層高內(nèi)均布布的一系列列連續(xù)連桿桿，由連桿桿的位移協(xié)協(xié)調(diào)條件建建立墻的內(nèi)內(nèi)力微分方方程，從中中求解出外外力。3、壁式框架分分析法將開有較大大洞口的剪剪力墻視為為帶剛域的的框架，用用D值法進(jìn)行求求解，也可可以用位移移法借助計(jì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行行求解。4、有限元法和和有限條法法將剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行等等效連續(xù)化化處理后，，取條帶進(jìn)進(jìn)行計(jì)算。。剪力墻的分分析方法第二節(jié)整整體墻的計(jì)計(jì)算計(jì)算原則：：忽略洞口影影響，按照照整體懸臂臂梁方法計(jì)計(jì)算墻在水水平荷載作作用下內(nèi)力力計(jì)算位移時(shí)時(shí)候，考慮慮洞口對(duì)墻墻肢剛度和和強(qiáng)度的削削弱等效截面面面積Aw取無(wú)洞口截截面面積A乘以洞口削削弱系數(shù)γ0A—剪力墻截面面毛面積—剪力墻立面面總墻面面面積—剪力墻洞口口總面積（（立面）第二節(jié)整整體墻的計(jì)計(jì)算等效慣性矩矩取由洞口截截面與無(wú)洞洞口截面慣慣性距沿豎豎向的加權(quán)權(quán)平均值—剪力墻沿豎豎向各段的的慣性矩—各段相應(yīng)的的高度第二節(jié)整整體墻的計(jì)計(jì)算計(jì)算位移時(shí)時(shí)候，除了了彎曲變形形外，剪切變形不容忽視。。在三種常常用水平荷荷載下，懸懸臂桿頂點(diǎn)點(diǎn)位移計(jì)算算公式如下下：第二節(jié)整整體墻的計(jì)計(jì)算可以把剪切切變形與彎彎曲變形綜綜合成泳彎彎曲變形的的形式表達(dá)達(dá)：第二節(jié)整整體墻的計(jì)計(jì)算引入等效剛度的概念：第二節(jié)整整體墻的計(jì)計(jì)算上述等效剛剛度計(jì)算差差別并不大大，工程上上一般近似似地取平均均值，并取取G=0.42E，則等效剛剛度可統(tǒng)一一為：總水平荷載載按等效剛剛度分配到到各片墻第三節(jié)整整體小開口口剪力墻計(jì)計(jì)算試驗(yàn)研究結(jié)結(jié)果表明：：整體小開開口墻在水水平荷載作作用下，整整個(gè)剪力墻墻既要繞組組合截面的的形心軸產(chǎn)產(chǎn)生整體的的彎曲變形形，各墻肢肢還要繞各各自截面的的形心軸產(chǎn)產(chǎn)生局部彎彎曲變形，，并在各墻墻肢產(chǎn)產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)的整體彎彎曲應(yīng)力和和局部彎曲曲應(yīng)力。相比之下，，整體彎曲曲變形是主主要的，而而局總彎曲曲變形是次次要的，它它不超過(guò)整整體彎曲變變形的15％。局部彎曲變變形的存在在對(duì)墻肢正正應(yīng)力分布布有著一定定影響，但但截面大體體上保持平平截面假定定，各墻肢肢正應(yīng)力接接近于線性性分布。第三節(jié)整整體小開口口剪力墻計(jì)計(jì)算內(nèi)力圖：第三節(jié)整整體小開口口剪力墻計(jì)計(jì)算內(nèi)力計(jì)算：：墻肢彎矩：：墻肢軸力：：第三節(jié)整整體小開口口剪力墻計(jì)計(jì)算墻肢剪力計(jì)計(jì)算：底層剪力：：其他層剪力力：第三節(jié)整整體小開口口剪力墻計(jì)計(jì)算頂點(diǎn)側(cè)移的的計(jì)算：仍按整截面面剪力墻的的公式計(jì)算算，但將計(jì)計(jì)算結(jié)果乘乘以1.2。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法基本假定：1、連梁的反反彎點(diǎn)在跨跨中，連梁梁的作用可可以用沿高高度均勻分分布的連續(xù)續(xù)彈性薄片片代替；2、各墻肢的的剛度相差差不過(guò)分懸懸殊，因而而變形曲線線相似；3、連梁和墻墻肢考慮彎彎曲和剪切切變形，墻墻肢還應(yīng)考考慮軸向變變形的影響響。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法適用范圍：開洞比較規(guī)規(guī)則，由下下到上墻厚厚度以及層層高都不變變的聯(lián)肢墻墻。實(shí)際工程如如果變化不不多，取各各樓層平均均值計(jì)算，，很不規(guī)則則剪力墻，，本方法不不適用。結(jié)構(gòu)層數(shù)愈愈多，本方方法計(jì)算結(jié)結(jié)果愈好。。對(duì)于低層層和多層結(jié)結(jié)構(gòu)中的墻墻，計(jì)算誤誤差較大。。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法基本思路：采用力法來(lái)來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)的計(jì)算，，沿著連梁梁中點(diǎn)將結(jié)結(jié)構(gòu)切開，，切開后結(jié)結(jié)構(gòu)為靜定定結(jié)構(gòu)，根根據(jù)連梁反反彎點(diǎn)在中中點(diǎn)的假定定，切開后后連桿端彎彎矩為0。連桿有剪剪力與與軸力力。。由切開處的的變形連續(xù)續(xù)條件可以以建立的的微分方程程，求解微微分方程可可以得到連連桿剪力。。將一個(gè)個(gè)樓層高度度范圍內(nèi)的的各點(diǎn)剪力力積分，還還原成一根根連梁中的的剪力。然然后可以求求出所有墻墻肢和連梁梁的內(nèi)力。。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法計(jì)算簡(jiǎn)圖：：每一樓層處處連梁假設(shè)設(shè)為均勻分分布在該樓樓層高度內(nèi)內(nèi)的連續(xù)連連桿微分方程的的建立：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法:由墻肢彎曲曲變形產(chǎn)生生的相對(duì)位位移:由墻肢軸向向變形產(chǎn)生生的相對(duì)位位移:由連梁彎曲曲和剪切變變形產(chǎn)生的的相對(duì)位移移利用切開處處沿著變形形連續(xù)條件件可得下式式：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法墻肢轉(zhuǎn)角變變形：由假定2連梁兩端轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角相等，，則墻肢剪切變變形對(duì)連梁梁相對(duì)位移移無(wú)影響，，因此墻肢轉(zhuǎn)角以以順時(shí)針為為正，連梁梁剪力方向向如圖，為為負(fù)表明其其方向與相相反第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法墻肢軸向變變形：在水平荷載載下，一個(gè)個(gè)墻肢受拉拉，另外一一個(gè)受壓，，墻肢軸向向變形使得得連梁產(chǎn)生生相對(duì)位移移，兩墻肢肢軸力大小小相等，方方向相反。。在墻肢底截截面切口處處無(wú)相對(duì)位位移，越向向上位移越越大，在x處：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法連梁彎曲和和剪切變形形：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法在x處截?cái)嚯p肢肢剪力墻，，由平衡條條件：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法所以：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法上式即為雙雙肢墻基本本方程式，，是m(x)的二階線性性非齊次常常微分方程程，m(x)稱為連梁對(duì)對(duì)墻肢的約約束彎矩。。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法基本方程的的解：三種典型荷荷載下為為相對(duì)坐坐標(biāo)及及整體體系數(shù)的的函數(shù)數(shù)，可以制制成表格。。由整體系系數(shù)以及截截面相對(duì)坐坐標(biāo)，可以以查到。。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法雙肢墻的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算：連梁內(nèi)力：：第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法墻肢內(nèi)力：：求出連梁剪剪力后，墻墻肢的彎矩矩和軸力便便可迎刃而而解。由平平衡條件，，某截面處處墻肢軸力力為該截面面以上所有有連梁剪力力之和，兩兩個(gè)墻肢軸軸力大小相相等，方向向相反。第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法（另作了剪剪力按強(qiáng)制制剛度分配配的假定））第四節(jié)雙雙肢墻的連連續(xù)化計(jì)算算方法雙肢墻位移移計(jì)算及等等效抗彎剛剛度：第四節(jié)雙雙肢