剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計算

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主講人：謝孝副教授后勤工程學(xué)院建筑工程系結(jié)構(gòu)教研室

電話:68598194移動CHAPTERSix1剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算CHAPTERSix§6.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類§6.2整體墻的計算§6.3整體小開口墻的計算§6.4雙肢墻與多肢墻的計算2剪力墻的類型

整體墻和小開口整體墻雙肢墻多肢墻壁式框架底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)§6.1剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類5/25/20233剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類一、剪力墻結(jié)構(gòu)縱橫兩個方向均由鋼筋混凝土墻組成的結(jié)構(gòu)體系5/25/20234二、計算假定：1、平面結(jié)構(gòu)假定：分別按照縱、橫兩個方向的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，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剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類5/25/20235三、內(nèi)力與位移計算思路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算水平荷載下的M、N、V：按照墻的等效剛度分配至各墻對比框架、剪力墻：剪力墻框架剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類5/25/20236四、剪力墻的分類：按照開洞大小、截面應(yīng)力分布特點整體墻整體小開口墻聯(lián)肢墻壁式框架1、整體墻（彎矩圖為曲線，截面應(yīng)力分布為直線）（1）無洞口或洞口面積不超過墻面面積的15％，且孔洞間凈距及孔洞至墻邊凈距大于孔洞長邊（2）雙肢墻，但連梁很弱（<1），作為兩個獨立實體墻剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類5/25/202372、整體小開口墻（1）彎矩圖成鋸齒形，截面應(yīng)力分布接近直線（2）洞口面積>15％，但是整體系數(shù)>10，截面慣性矩比3、聯(lián)肢墻（1）彎矩圖呈顯著鋸齒型，截面應(yīng)力不是直線分布，＝1～104、壁式框架（1）墻肢彎矩圖中各層有反彎點，墻肢拉壓力較大（2）>10(連梁強、墻肢弱），剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類5/25/20238剪力墻結(jié)構(gòu)的計算簡圖和分類5/25/20239§6.2整體墻的計算1、判別條件：洞口<15％；或雙肢<1，成2個獨立墻2、內(nèi)力計算：按豎向懸臂桿（材料力學(xué)方法）

均布荷載為例底部截面內(nèi)力：位移：頂點：（1）無洞口情況5/25/202310整體墻的計算（2）有洞口情況

a.洞口截面面積的削弱：等效截面面積：洞口削弱系數(shù)：剪力墻洞口總立面面積剪力墻立面總墻面面積b.等效慣性矩剪力墻沿豎向各段的慣性矩各段相應(yīng)的高度5/25/202311c.側(cè)移計算：1）頂部集中力2）均布荷載3）倒荷載(d)等效剛度：——剪力不均勻系數(shù)矩形截面取1.2，形截面為全面積/腹板面積，T形截面查表總水平荷載按等效剛度分配到各片墻整體墻的計算5/25/202312§6.3整體小開口墻的計算1、判別條件：洞口>15%，但>10；內(nèi)力特點：正應(yīng)力基本直線分布，局部彎曲不超過整體彎曲的15％，墻肢彎矩沒有反彎點計算方法：材料力學(xué)公式略加修正5/25/202313整體小開口墻的計算2、內(nèi)力計算墻肢彎矩：墻肢軸力：墻肢剪力：底層其他層剪力：M—x截面的外彎矩整體彎曲獨立墻肢彎曲＋最終墻肢彎曲正應(yīng)力5/25/202314§6.3整體小開口墻的計算3、側(cè)移計算整體小開口墻頂點側(cè)移＝（整體墻頂點側(cè)移公式）x1.24、等效剛度整體小開口墻等效剛度＝（整體墻等效剛度）/1.2連梁剪力可由上、下墻肢的軸力差計算個別小墻肢：5/25/202315§6.3整體小開口墻的計算小開口整體墻的判別條件(1)連梁和墻肢的剛度比(整體參與系數(shù)）較大：

≥10(2)保證墻肢的剛度較大：Z為系數(shù)，與及層數(shù)N有關(guān)99表5/25/202316§6.4雙肢墻與多肢墻的計算1、判別條件：＝1～10；2、內(nèi)力計算（連續(xù)連桿方法）（1)計算簡圖和計算假定將連梁沿高度離散為均勻分布的連續(xù)柵片(如圖)，形成連續(xù)結(jié)構(gòu)5/25/202317雙肢墻仁與多肢背墻的計明算基本卷假定適用跑條件栗：開兇洞規(guī)慘則，般墻厚朝、層州高不顛變（1）忽炒略連李梁軸辨向變喜形，藝即假自定兩僅墻肢腰水平棟位移雨完全晨相同（2）兩墻篩肢各截勁面的轉(zhuǎn)壇角和曲備率都相賠等，連希梁兩端苦轉(zhuǎn)角相頭等，連魂梁反彎立點在梁搶的中點（3）墻鵲肢截除面、舅連梁走截面噸、層賢高等報幾何西尺寸陷沿全宋高是熟相同碧的（2腐）基抖本思瘦路沿連蔬桿中理點（鞠反彎煮點）衫切開旨，以矩剪力嗚（x）為未知毀數(shù)，得2個靜定帝懸臂墻荷的基本嚇體系——通過睬切口鋪的變提形協(xié)歪調(diào)（錢相對濃位移克為0）建安立笑（x）的微咐分方薄程（粥力法抄）——求解微拳分方程凱的（x），積分卷得剪掏力V——再通竿過平瞇衡條瞞件求徹出連致梁梁束端彎充矩，倍墻肢乎軸力妄及彎矛矩5/窯5/匆20賽2318（3）建立抬微分綱方程購關(guān)鍵蘿條件變形協(xié)偏調(diào)條件垮：——墻肢彎奸曲變形蜓產(chǎn)生的恐切口相葉對位移——墻肢軸磁向變形尼產(chǎn)生的鵝切口相端對位移——連梁彎開曲變形四和剪切你變形產(chǎn)農(nóng)生的切勵口相對只位移墻肢轉(zhuǎn)貧角變形雙肢群墻與欠多肢增墻的老計算5/今5/費20座2319墻肢濁軸向助變形連梁刪彎曲現(xiàn)及剪域切變屆形得到微貨分方程導(dǎo)(f)雙肢鞠墻與將多肢帝墻的背計算5/5妙/20視2320力平衡海條件——水平欠荷載獵產(chǎn)生痕的傾蛙覆力丘矩——墻肢截局面上的粱彎矩與筍軸力——洞口氣兩側(cè)仗墻肢文軸向早間距雙肢墻嗎與多肢侍墻的計遣算5/藥5/兩20脊2321力與變冒形關(guān)系微分裕方程子及其竭解圖表晴及其捏應(yīng)用——雙肢墻蕩計算步伐驟根據(jù)刑力與群變形醒關(guān)系漆得不銀同荷張載情邪況下揉得微擾分方元程(峰k)代入德方程錫(f綿)中戴，得棵到雙仔肢墻層基本游微分債方程摸式(記L)雙肢權(quán)墻與爭多肢張墻的離計算5/5續(xù)/20戴2322(4)切雙肢墻夸內(nèi)力計夫算步驟糖（連續(xù)扒連桿法濕，圖表慌法）①幾何斜參數(shù)連梁聰：——連愚梁截面組折算慣雹性矩——喪連梁傳截面夕慣性簽矩和壯面積——連矮梁截面螺計算跨般度一半陣，設(shè)連雖梁凈跨澤為2a0，——離洞口斧兩側(cè)專墻肢述軸線家距離鏟一半墻肢：連梁枝剛度雙肢輛墻與仇多肢病墻的植計算5/5件/20頁2323②整體抽系數(shù)h——禮層高（津各層不襪等時可幕取沿高種度的加滔權(quán)平均鴨值）—皮—整拆體系籃數(shù)1——連嫌梁與墻秤肢剛度晶比，未稱考慮墻乖肢軸向皮變形的揀整體系睡數(shù)H—朝—剪嬸力墻衰總高擠度T—?！S膜向變忙形影術(shù)響系惠數(shù)，云2肢雙肢墻圖與多肢才墻的計很算5/5灶/20堆2324③連梁約思束彎矩算函數(shù)根據(jù)：柜荷載形逆式、仍、慶，套查圖表債得V0—底部惕截面剪介力(填)參見居教材列蹄表④連倦梁內(nèi)梯力j層連墻梁約束軍彎矩：頂層：一般層舌：j層茫連梁頸剪力膚：j層連館梁端彎患矩：雙肢墻羊與多肢秩墻的計尾算5/5兩/20浪2325⑤墻肢笨內(nèi)力軸力彎矩剪力——櫻水平畜荷載物在j孤層截島面處孕的傾潮覆力僻矩——貸水平符荷載搶在j件截面垂處的儉總剪鍋力剪力壁計算傍的慣趨性矩沃為考厚慮剪鋸切變膛形影餃響后蠢的折岡算慣嘆性矩見教材雙肢給墻與添多肢平墻的久計算5/曲5/兩20毯2326(5)專多肢墻蛾內(nèi)力計仍算步驟①幾屬何參醉數(shù)（環(huán)同雙故肢）②整體熄系數(shù)T—求—軸肉向變滿形影頑響系陸數(shù)，期3～伙4肢艷時取網(wǎng)0.逼8，門5～院7肢擱時取歐0.秒85片，8掀肢及刷以上顛時取蒸0.巖9③連梁約吊束彎矩別函數(shù)（碧同雙肢雄）雙肢逗墻與頁多肢短墻的樣計算5/帳5/持20倍2327④連都梁內(nèi)憲力將連梁截總約束變彎矩分賞配給各喇列連梁i—多肢碧墻連梁桿約束彎鴿矩分布矩系數(shù)為i列惰連梁跨恩中剪應(yīng)飽力和平康均值之唇比ri—第i輪列連梁央中點距芳墻邊的匯距離B—總寬雙肢斷墻與渴多肢呢墻的唯計算5/5卻/20零2328i列百j層蓄連梁飯剪力嬌：i列j叔層連梁窗彎矩：⑤墻肢顫內(nèi)力軸力（姨考慮墻穩(wěn)肢兩側(cè)叉連梁的帥剪力）邊墻頑肢中間墻禁肢彎矩割剪力雙肢墻泉與多肢吊墻的計希算5/吐5/金20術(shù)23293、啞側(cè)移剝計算倒三紙角荷偉載均布荷狼載頂部通集中撕力雙肢旱墻與析多肢悔墻的稿計算5/神5/告20膝23304、菜等效尚剛度倒三守角荷具載均布岡荷載頂部疫集中泰力——剪切下影響跟系數(shù)，當(dāng)H/涼B>4育，取?。?——系戶數(shù)，根財據(jù)荷載富形式和獲查表雪4－堤8（興P1歡18代）雙肢易墻與歪多肢冬墻的盲計算5/抹5/悶20熟23315、討停論雙肢姿墻側(cè)牙移、逗連梁習(xí)內(nèi)力壘、墻左肢內(nèi)貝力沿問高度透分布似曲線藏如圖連梁最書大剪力承不在底涼層，享愈大連榜梁剪力卷愈大，騾最大值圓下移側(cè)移壓曲線纏呈彎懲曲型踢，歡愈大睜，整微體剛福度愈繞大，蜻側(cè)移抄愈小雙肢墻遣與多肢盆墻的計舌算5/胳5/昏20旦2332墻肢讓軸力懼即為州該截析面以路上連高梁剪渠力之序和，斃向下紛逐漸據(jù)加大墻肢續(xù)彎矩仆與旬有關(guān)句，叫愈頌大連摟梁愈四強，蹲連梁畜內(nèi)力景愈大顧，而前墻肢駝彎矩牽愈小雙肢墻追與多肢臂墻的計買算5/5爛/20童2333總結(jié)盆：在相同Mp作用赴下，獅愈啞大，命則連責(zé)梁愈帝強，慨連梁灶的M、V愈大；而墻最肢軸姨力N愈大席，墻誘肢彎丘矩M愈小因為貝：雙肢墻除與多肢仔墻的計幫算5/5棚/20亂2334§6忙.5壁式框宣架（帶令剛域框新架）的民計算1、判城別條件似：>慮10；壁式悼框架繪與普噸通框價架對幣比：相同錫點：騾在水茂平荷腿載作喪用下崖會出蘿現(xiàn)反偽彎點不同徒點：（1肅）梁課寬柱辟寬，薦其剛齒度要邪考慮硬剪切走變形糠的影皇響而測降低（2）脹梁墻相們交部分蓄面積大慢變形小創(chuàng)，形成尋剛域，丙其剛度要考開慮剛佳域的房誠影響設(shè)而提染高結(jié)論：允壁式框拒架的計炕算考慮頸兩個修遼正后，息內(nèi)力和肺位移計變算方法與普胃通框架熊相同，賢采用D慎值法5/斬5/園20車2335§旗6.漿5壁式框梨架（帶寸剛域框歲架）的殼計算2、剛域的啞取法帶剛域醋框架的掩梁柱軸磨線取連餅梁和墻吸肢的形田心線5/序5/煩20剃2336§爭6.朋5壁式框狡架（帶喉剛域框?qū)埽┑难嬎銊傆蜷L得度梁方向柱方佳向5/5察/20誕2337§漁6.鋒5壁式礦框架芹（帶闖剛域沈框架趕）的吵計算3、裹帶剛騰域框誼架柱都的D今值普通框脫架：(1場)壁式省框架：(1)權(quán)用k代誘替普通鎮(zhèn)框架中倉的i即總可梁柱式中5/5讓/20摟2338