剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算

1、制作：韓小雷、馬宏偉1制作：韓小雷、馬宏偉2要求：要求：n作業(yè)占作業(yè)占20203030分，三次以上不分，三次以上不完成作業(yè)者取消考試資格，抄完成作業(yè)者取消考試資格，抄襲者視為沒完成作業(yè)者。襲者視為沒完成作業(yè)者。n上課三次以上缺席者取消考試上課三次以上缺席者取消考試資格。資格。制作：韓小雷、馬宏偉3第四章第四章 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算n本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo) 第一節(jié)第一節(jié) 剪力墻的分類與計(jì)算方法概述剪力墻的分類與計(jì)算方法概述 第二節(jié)第二節(jié) 整體墻計(jì)算方法整體墻計(jì)算方法 第三節(jié)第三節(jié) 雙肢墻和多肢墻的連續(xù)化計(jì)算方法雙肢墻和多肢墻的連續(xù)化計(jì)算方法 第四節(jié)第四節(jié) 小開口整體

2、墻及獨(dú)立墻肢近似計(jì)算方法小開口整體墻及獨(dú)立墻肢近似計(jì)算方法 第五節(jié)第五節(jié) 帶剛域框架計(jì)算方法帶剛域框架計(jì)算方法制作：韓小雷、馬宏偉4本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo)n通過本章學(xué)習(xí)，了解各種剪力墻形式。了解通過本章學(xué)習(xí)，了解各種剪力墻形式。了解整體墻的計(jì)算方法。掌握雙肢墻和多肢墻的整體墻的計(jì)算方法。掌握雙肢墻和多肢墻的連續(xù)化計(jì)算方法的推導(dǎo)過程，并能利用連續(xù)連續(xù)化計(jì)算方法的推導(dǎo)過程，并能利用連續(xù)化方法來進(jìn)行單肢和多肢剪力墻的計(jì)算。了化方法來進(jìn)行單肢和多肢剪力墻的計(jì)算。了解小開口整體墻及獨(dú)立墻肢近似計(jì)算的適用解小開口整體墻及獨(dú)立墻肢近似計(jì)算的適用范圍和計(jì)算方法，并能進(jìn)行簡單結(jié)構(gòu)的計(jì)算。范圍和計(jì)算方法，并能進(jìn)

3、行簡單結(jié)構(gòu)的計(jì)算。 制作：韓小雷、馬宏偉5第一節(jié)第一節(jié) 剪力墻的分類與計(jì)算方法概述剪力墻的分類與計(jì)算方法概述 用鋼筋混凝土建造的墻體用作抵抗水平荷載（包用鋼筋混凝土建造的墻體用作抵抗水平荷載（包括地震荷載和風(fēng)荷載）和傳遞豎向荷載的豎向構(gòu)件，括地震荷載和風(fēng)荷載）和傳遞豎向荷載的豎向構(gòu)件，稱作稱作鋼筋混凝土剪力墻鋼筋混凝土剪力墻剪力墻亦可稱作結(jié)構(gòu)墻。采剪力墻亦可稱作結(jié)構(gòu)墻。采用剪力墻的目的，主要是為了對付水平荷載，控制建用剪力墻的目的，主要是為了對付水平荷載，控制建筑物的水平位移在容許范圍內(nèi)。筑物的水平位移在容許范圍內(nèi)。 剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由一系列的橫向剪力墻、縱向剪剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由一系列的橫向剪

4、力墻、縱向剪力墻和平面樓蓋組旨在一起所形成的空問盤子式結(jié)構(gòu)力墻和平面樓蓋組旨在一起所形成的空問盤子式結(jié)構(gòu)體系。體系。 剪力墻結(jié)構(gòu)體系高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，由于剪力墻結(jié)構(gòu)體系高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，由于剪力墻在自身平面內(nèi)的剛度很大，水平荷載作用下側(cè)剪力墻在自身平面內(nèi)的剛度很大，水平荷載作用下側(cè)移較小，它的抗風(fēng)與抗震性能都很好，適宜建筑層數(shù)移較小，它的抗風(fēng)與抗震性能都很好，適宜建筑層數(shù)較高的建筑。較高的建筑。制作：韓小雷、馬宏偉6基本假定基本假定：1 1）樓蓋在其自身平面內(nèi)剛度很大可視作）樓蓋在其自身平面內(nèi)剛度很大可視作無限大無限大；而在平面外，由于剛度很小，可忽略不計(jì)。這樣，而在平面外，由

5、于剛度很小，可忽略不計(jì)。這樣，剛性樓蓋將各榀剪力墻連成一體，在樓蓋平面內(nèi)不剛性樓蓋將各榀剪力墻連成一體，在樓蓋平面內(nèi)不產(chǎn)生相對變形。剪力墻結(jié)構(gòu)承受水平荷載后，樓蓋產(chǎn)生相對變形。剪力墻結(jié)構(gòu)承受水平荷載后，樓蓋在自身平面內(nèi)作剛體運(yùn)動。并把水平外荷載按在自身平面內(nèi)作剛體運(yùn)動。并把水平外荷載按等效等效抗彎剛度抗彎剛度分配給各榀剪力墻。分配給各榀剪力墻。 因?yàn)闃巧w是支撐在剪力墻上，規(guī)范又規(guī)定了剪力墻因?yàn)闃巧w是支撐在剪力墻上，規(guī)范又規(guī)定了剪力墻最大間距，則可將樓蓋在其自身平面內(nèi)的剛度視作最大間距，則可將樓蓋在其自身平面內(nèi)的剛度視作無限大無限大制作：韓小雷、馬宏偉72 2）剪力墻在墻平面內(nèi)的剛度很大，而相對

6、來說，在）剪力墻在墻平面內(nèi)的剛度很大，而相對來說，在墻平面外的剛度很小，可忽略不計(jì)采用這項(xiàng)假定，墻平面外的剛度很小，可忽略不計(jì)采用這項(xiàng)假定，剪力墻結(jié)構(gòu)在水平外荷載作用下，各墻片只承受在剪力墻結(jié)構(gòu)在水平外荷載作用下，各墻片只承受在其自身平面內(nèi)的水平（剪）力，而承受垂直于自身其自身平面內(nèi)的水平（剪）力，而承受垂直于自身平面方向上的水平（剪）力是很小的，可忽略不計(jì)。平面方向上的水平（剪）力是很小的，可忽略不計(jì)。這樣，可以把布置在不同方向上的墻片分開，作為這樣，可以把布置在不同方向上的墻片分開，作為平面結(jié)構(gòu)來處理。平面結(jié)構(gòu)來處理。制作：韓小雷、馬宏偉8n力傳遞路線：樓板力傳遞路線：樓板 墻墻 n除了連

7、梁內(nèi)產(chǎn)生彎矩外，墻肢主要受軸向力傳到墻上除了連梁內(nèi)產(chǎn)生彎矩外，墻肢主要受軸向力傳到墻上的集中荷載按擴(kuò)散角向下擴(kuò)散倒整個墻的集中荷載按擴(kuò)散角向下擴(kuò)散倒整個墻 n因此除了考慮集中荷載下局部承受壓力之外，按照分因此除了考慮集中荷載下局部承受壓力之外，按照分布荷載計(jì)算集中力對墻面的影響布荷載計(jì)算集中力對墻面的影響 一、剪力墻在豎向荷載下內(nèi)力一、剪力墻在豎向荷載下內(nèi)力 制作：韓小雷、馬宏偉10n剪力墻為空間結(jié)構(gòu)，為了簡化計(jì)算，按縱、橫兩個方剪力墻為空間結(jié)構(gòu)，為了簡化計(jì)算，按縱、橫兩個方向墻體分別按照平面結(jié)構(gòu)分析。向墻體分別按照平面結(jié)構(gòu)分析。 n橫向水平荷載通過結(jié)構(gòu)剛度中心，不會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；由橫向水平荷載通

8、過結(jié)構(gòu)剛度中心，不會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；由于各片剪力墻通過剛性樓板聯(lián)系在一起，各片剪力墻于各片剪力墻通過剛性樓板聯(lián)系在一起，各片剪力墻在同一樓板標(biāo)高處側(cè)移相等，在同一樓板標(biāo)高處側(cè)移相等，因此總水平荷載將按照因此總水平荷載將按照各片剪力墻剛度大小向各片墻比例分配。各片剪力墻剛度大小向各片墻比例分配。 n橫向水平荷載沒有通過結(jié)構(gòu)剛度中心，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭橫向水平荷載沒有通過結(jié)構(gòu)剛度中心，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。有扭轉(zhuǎn)作用時候，各片剪力墻分配的剪力與不考轉(zhuǎn)。有扭轉(zhuǎn)作用時候，各片剪力墻分配的剪力與不考慮扭轉(zhuǎn)時候分配的剪力不同，部分剪力墻內(nèi)力將加大，慮扭轉(zhuǎn)時候分配的剪力不同，部分剪力墻內(nèi)力將加大，部分將減小。部分將減小。二、

9、水平荷載下剪力墻計(jì)算截面以及剪力分配二、水平荷載下剪力墻計(jì)算截面以及剪力分配 制作：韓小雷、馬宏偉11n剪力墻結(jié)構(gòu)是剪力墻結(jié)構(gòu)是彎曲型變形曲線彎曲型變形曲線。n實(shí)際中，與水平荷載正交方向的單元對抵抗水實(shí)際中，與水平荷載正交方向的單元對抵抗水平力也有一定作用，因此在簡化成平面結(jié)構(gòu)時，平力也有一定作用，因此在簡化成平面結(jié)構(gòu)時，可以把與計(jì)算方向正交的另一方向墻作為翼緣，可以把與計(jì)算方向正交的另一方向墻作為翼緣，這樣更符合實(shí)際。這樣更符合實(shí)際。 制作：韓小雷、馬宏偉12制作：韓小雷、馬宏偉13剪力墻有效翼緣寬度剪力墻有效翼緣寬度bi bi 取下表所列各項(xiàng)較小值。取下表所列各項(xiàng)較小值。制作：韓小雷、馬宏

10、偉14剪力分配：剪力分配：第第j j層第層第i i片墻分配的剪力：片墻分配的剪力：制作：韓小雷、馬宏偉15三三 剪力墻的分類：剪力墻的分類：n為滿足使用功能，剪力墻常開有門窗洞口，理為滿足使用功能，剪力墻常開有門窗洞口，理論分析與試驗(yàn)研究表明：剪力墻受力特點(diǎn)和變論分析與試驗(yàn)研究表明：剪力墻受力特點(diǎn)和變形形態(tài)主要取決于剪力墻上的開洞情況。洞口形形態(tài)主要取決于剪力墻上的開洞情況。洞口是否存在、洞口的大小、形狀與位置的不同都是否存在、洞口的大小、形狀與位置的不同都將影響剪力墻的受力特點(diǎn)。將影響剪力墻的受力特點(diǎn)。n剪力墻按受力特性的不同可分為：剪力墻按受力特性的不同可分為：無洞口單肢無洞口單肢剪力墻、

11、整截面墻、小開口整體墻、聯(lián)肢剪力剪力墻、整截面墻、小開口整體墻、聯(lián)肢剪力墻、壁式框架。墻、壁式框架。制作：韓小雷、馬宏偉16n無洞口單肢剪力墻無洞口單肢剪力墻n這種墻實(shí)際上是豎向懸臂構(gòu)件，在水平荷載這種墻實(shí)際上是豎向懸臂構(gòu)件，在水平荷載作用下，如懸臂梁的工作彎曲變形符合平作用下，如懸臂梁的工作彎曲變形符合平截面假定正應(yīng)力按直線規(guī)律分布。內(nèi)力和截面假定正應(yīng)力按直線規(guī)律分布。內(nèi)力和變形的計(jì)算，可按材料力學(xué)中計(jì)算懸臂梁的變形的計(jì)算，可按材料力學(xué)中計(jì)算懸臂梁的方法進(jìn)行方法進(jìn)行制作：韓小雷、馬宏偉17n整截面墻整截面墻n剪力墻開有很小的洞口剪力墻開有很小的洞口( (不大于不大于0.15)0.15)，但對

12、截面，但對截面的整體工作不產(chǎn)生影響。在水平荷載作用下，的整體工作不產(chǎn)生影響。在水平荷載作用下，通過洞口的橫截面上的正應(yīng)力分布，除洞口范圍通過洞口的橫截面上的正應(yīng)力分布，除洞口范圍沒有應(yīng)力外，橫裁面上所有點(diǎn)的正應(yīng)力分布均在沒有應(yīng)力外，橫裁面上所有點(diǎn)的正應(yīng)力分布均在一條直線上。一條直線上。n計(jì)算仍按懸臂粱受彎的公式進(jìn)行，僅對一些結(jié)構(gòu)計(jì)算仍按懸臂粱受彎的公式進(jìn)行，僅對一些結(jié)構(gòu)參數(shù)修正，以考慮洞口削弱的影響參數(shù)修正，以考慮洞口削弱的影響制作：韓小雷、馬宏偉18制作：韓小雷、馬宏偉19n 小開口整體墻小開口整體墻n當(dāng)門窗洞口稍大一些時，通過洞口的槽截面上的正應(yīng)當(dāng)門窗洞口稍大一些時，通過洞口的槽截面上的正

13、應(yīng)力分布已不成一直線，而是在洞口兩側(cè)的部分橫截面力分布已不成一直線，而是在洞口兩側(cè)的部分橫截面上，其正應(yīng)力分布各自成一直線。這說明除了整個橫上，其正應(yīng)力分布各自成一直線。這說明除了整個橫截面產(chǎn)生整體彎矩外，每個墻肢還出現(xiàn)了局部彎矩，截面產(chǎn)生整體彎矩外，每個墻肢還出現(xiàn)了局部彎矩，因?yàn)閷?shí)際正應(yīng)力分布，相當(dāng)于在沿整個截面直線分布因?yàn)閷?shí)際正應(yīng)力分布，相當(dāng)于在沿整個截面直線分布的應(yīng)力之上疊加局部彎曲應(yīng)力。但由于洞口還不很大，的應(yīng)力之上疊加局部彎曲應(yīng)力。但由于洞口還不很大，局部彎矩不超過水平外荷載的懸臂彎矩的局部彎矩不超過水平外荷載的懸臂彎矩的1515。n可以認(rèn)為小開口剪力墻截面變形大體上仍符合平面截可以

14、認(rèn)為小開口剪力墻截面變形大體上仍符合平面截面假定，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點(diǎn)。內(nèi)力和變面假定，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點(diǎn)。內(nèi)力和變形的計(jì)算，仍按材料力學(xué)的原理和方法進(jìn)行，但需加形的計(jì)算，仍按材料力學(xué)的原理和方法進(jìn)行，但需加以適當(dāng)修正以適當(dāng)修正制作：韓小雷、馬宏偉20n 朕肢剪力墻朕肢剪力墻n洞口開得比較大，截面的整體性巳經(jīng)破壞，橫截面上洞口開得比較大，截面的整體性巳經(jīng)破壞，橫截面上正應(yīng)力的分布遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是沿一根直線的規(guī)律。但墻肢的正應(yīng)力的分布遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是沿一根直線的規(guī)律。但墻肢的線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點(diǎn)，各墻肢

15、單獨(dú)彎曲作用較為明每根連梁中部有反彎點(diǎn)，各墻肢單獨(dú)彎曲作用較為明顯，顯，但僅在個別或少數(shù)層內(nèi)，墻肢出現(xiàn)反彎點(diǎn)但僅在個別或少數(shù)層內(nèi)，墻肢出現(xiàn)反彎點(diǎn)，這種，這種剪力墻可視為由連梁把墻肢聯(lián)結(jié)起來的結(jié)構(gòu)體系，故剪力墻可視為由連梁把墻肢聯(lián)結(jié)起來的結(jié)構(gòu)體系，故稱聯(lián)肢剪力墻。稱聯(lián)肢剪力墻。n其中，僅由一列連梁把兩個墻肢聯(lián)結(jié)起來的聯(lián)肢剪力其中，僅由一列連梁把兩個墻肢聯(lián)結(jié)起來的聯(lián)肢剪力墻，稱為雙肢剪力墻；由兩列以上的連梁把三個以上墻，稱為雙肢剪力墻；由兩列以上的連梁把三個以上的墻肢聯(lián)結(jié)起來的聯(lián)肢剪力墻，稱為多肢剪力墻。的墻肢聯(lián)結(jié)起來的聯(lián)肢剪力墻，稱為多肢剪力墻。制作：韓小雷、馬宏偉21制作：韓小雷、馬宏偉22n

16、 壁式框架壁式框架n洞口開得比聯(lián)肢剪力墻更大，以至墻肢的寬度很小，洞口開得比聯(lián)肢剪力墻更大，以至墻肢的寬度很小，墻肢和連粱的線剛度相差不太遠(yuǎn)，墻肢明顯出現(xiàn)局部墻肢和連粱的線剛度相差不太遠(yuǎn)，墻肢明顯出現(xiàn)局部彎矩，在許多樓層內(nèi)墻肢有反彎點(diǎn)。這時，剪力墻的彎矩，在許多樓層內(nèi)墻肢有反彎點(diǎn)。這時，剪力墻的內(nèi)力分布和形態(tài)，已經(jīng)趨近于框架，故稱為壁式框架。內(nèi)力分布和形態(tài)，已經(jīng)趨近于框架，故稱為壁式框架。n壁式框架實(shí)質(zhì)上是介于剪力墻和普通框架之間的一種壁式框架實(shí)質(zhì)上是介于剪力墻和普通框架之間的一種過渡形式結(jié)構(gòu)。當(dāng)開洞更大，墻肢和連梁的頂面更小，過渡形式結(jié)構(gòu)。當(dāng)開洞更大，墻肢和連梁的頂面更小，壁式框架就蛻變?yōu)槠?/p>

17、通框架了。一般認(rèn)為，當(dāng)柱截面壁式框架就蛻變?yōu)槠胀蚣芰?。一般認(rèn)為，當(dāng)柱截面高度跟柱高之比小于高度跟柱高之比小于0.20.2，梁高和梁跨之比亦小于，梁高和梁跨之比亦小于0.20.2時，就屬于普通框架。時，就屬于普通框架。制作：韓小雷、馬宏偉24n框支剪力墻框支剪力墻 n當(dāng)?shù)讓有枰罂臻g，采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部剪當(dāng)?shù)讓有枰罂臻g，采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部剪力墻，稱為框支剪力墻。也可稱作柱支剪力墻、力墻，稱為框支剪力墻。也可稱作柱支剪力墻、框架柱可以用常截面和變截面。底部框架可以框架柱可以用常截面和變截面。底部框架可以是單層的和多層的，視建筑使用上的需耍和結(jié)是單層的和多層的，視建筑使用上的需耍和結(jié)構(gòu)前要求

18、而定。構(gòu)前要求而定。制作：韓小雷、馬宏偉25制作：韓小雷、馬宏偉26三、剪力墻在水平荷載作用下的計(jì)算方法三、剪力墻在水平荷載作用下的計(jì)算方法 制作：韓小雷、馬宏偉27制作：韓小雷、馬宏偉28第二節(jié)第二節(jié) 整體墻計(jì)算方法整體墻計(jì)算方法n使用范圍：凡是墻面使用范圍：凡是墻面上的門窗、洞口等開上的門窗、洞口等開孔面積不超過墻面面孔面積不超過墻面面積積1515，而且孔洞，而且孔洞之間凈距離以及孔洞之間凈距離以及孔洞至墻邊凈距離大于孔至墻邊凈距離大于孔洞長邊。洞長邊。n計(jì)算原則：忽略洞口影響，按照整體懸臂計(jì)算原則：忽略洞口影響，按照整體懸臂梁方法計(jì)算墻在水平荷載作用下內(nèi)力梁方法計(jì)算墻在水平荷載作用下內(nèi)力

19、 n計(jì)算位移時候，考慮洞口對截面面積以及計(jì)算位移時候，考慮洞口對截面面積以及剛度的削弱。剛度的削弱。n等效截面面積等效截面面積A Aq 取無洞口截面面積取無洞口截面面積A 乘以乘以洞口削弱系數(shù)洞口削弱系數(shù)ro 制作：韓小雷、馬宏偉30制作：韓小雷、馬宏偉31n等效慣性距等效慣性距 取由洞口截面與無洞口截面慣取由洞口截面與無洞口截面慣性距沿豎向的加權(quán)平均值。性距沿豎向的加權(quán)平均值。 制作：韓小雷、馬宏偉32制作：韓小雷、馬宏偉33計(jì)算位移時候，除了彎曲變形外，剪切變計(jì)算位移時候，除了彎曲變形外，剪切變形不容忽視。在三種常用水平荷載下，懸形不容忽視。在三種常用水平荷載下，懸臂桿頂點(diǎn)位移計(jì)算公式如下

20、：臂桿頂點(diǎn)位移計(jì)算公式如下： 制作：韓小雷、馬宏偉34T T形：見表形：見表制作：韓小雷、馬宏偉35引入等效剛度引入等效剛度 制作：韓小雷、馬宏偉36可以把剪切變形與彎曲變形綜合成用彎曲變可以把剪切變形與彎曲變形綜合成用彎曲變形形式表達(dá)形形式表達(dá) 制作：韓小雷、馬宏偉37小開口整體墻的計(jì)算小開口整體墻的計(jì)算n整體小開口墻是指門窗洞口沿豎向成列布置、整體小開口墻是指門窗洞口沿豎向成列布置、洞口的總面積雖然超過了總立面面的洞口的總面積雖然超過了總立面面的1515，但，但總的來說洞口仍很小?？偟膩碚f洞口仍很小。n書上用兩個指標(biāo)來判定：書上用兩個指標(biāo)來判定：10)(iAAIIIZII制作：韓小雷、馬宏

21、偉38n試驗(yàn)研究結(jié)果表明：整體小開口墻在水平荷載作試驗(yàn)研究結(jié)果表明：整體小開口墻在水平荷載作用下，整個剪力墻既要繞組合截面的形心軸產(chǎn)生用下，整個剪力墻既要繞組合截面的形心軸產(chǎn)生整體的彎曲變形，各墻肢還要繞各自截面的形心整體的彎曲變形，各墻肢還要繞各自截面的形心軸產(chǎn)生局部彎曲變形，并在各墻肢中產(chǎn)生相就座軸產(chǎn)生局部彎曲變形，并在各墻肢中產(chǎn)生相就座的整體彎曲應(yīng)力與局部彎曲應(yīng)力。的整體彎曲應(yīng)力與局部彎曲應(yīng)力。n相比之下，整體彎曲變形是主要的，而局總彎曲相比之下，整體彎曲變形是主要的，而局總彎曲變形是次要的，它不超過整體彎曲變形的變形是次要的，它不超過整體彎曲變形的1515。n局部彎曲變形的存在對墻肢正

22、應(yīng)力分布有著一定局部彎曲變形的存在對墻肢正應(yīng)力分布有著一定影響，但截面大體上保持平截面假定，各墻肢正影響，但截面大體上保持平截面假定，各墻肢正應(yīng)力接近于線性分布。應(yīng)力接近于線性分布。制作：韓小雷、馬宏偉39墻肢彎矩與內(nèi)力的計(jì)算公式：墻肢彎矩與內(nèi)力的計(jì)算公式：iipipiIIMIIMM15. 085. 0IyAMNiipi85. 0制作：韓小雷、馬宏偉40制作：韓小雷、馬宏偉41制作：韓小雷、馬宏偉42n剪力計(jì)算 非底層： 底 層：)(21iiiipiIIAAVViioiAAVV制作：韓小雷、馬宏偉43頂點(diǎn)側(cè)移的計(jì)算頂點(diǎn)側(cè)移的計(jì)算n仍按整截面剪力墻的公式計(jì)算，但將計(jì)算結(jié)果乘以1.2。制作：韓小雷

23、、馬宏偉44第三節(jié)第三節(jié) 雙肢墻的連續(xù)化計(jì)算方法雙肢墻的連續(xù)化計(jì)算方法 n大多數(shù)建筑中，門窗洞口在剪力墻中排列整齊，大多數(shù)建筑中，門窗洞口在剪力墻中排列整齊，剪力墻可以劃分為許多墻肢與連梁。剪力墻可以劃分為許多墻肢與連梁。n將連梁看成墻肢間的連桿并且沿著墻高離散為均將連梁看成墻肢間的連桿并且沿著墻高離散為均勻分布的連續(xù)連桿，用微分方程求解，稱為勻分布的連續(xù)連桿，用微分方程求解，稱為連續(xù)連續(xù)連桿法連桿法。n這是連肢墻內(nèi)力以及位移分析的一種較好的近似這是連肢墻內(nèi)力以及位移分析的一種較好的近似方法。這種方法把解制成曲線或者圖表，使用也方法。這種方法把解制成曲線或者圖表，使用也方便。方便。制作：韓小雷

24、、馬宏偉45制作：韓小雷、馬宏偉46一、雙肢墻的計(jì)算一、雙肢墻的計(jì)算 n基本假定：基本假定：n1 1、忽略連梁軸向變形，假定兩墻肢水平位、忽略連梁軸向變形，假定兩墻肢水平位 移完全相同。移完全相同。n2 2、兩墻肢各截面轉(zhuǎn)角與曲率相等，故連梁、兩墻肢各截面轉(zhuǎn)角與曲率相等，故連梁 兩端轉(zhuǎn)角相等，連梁反彎點(diǎn)在梁中點(diǎn)。兩端轉(zhuǎn)角相等，連梁反彎點(diǎn)在梁中點(diǎn)。n3 3、各個墻肢、連梁截面以及層高等幾何尺、各個墻肢、連梁截面以及層高等幾何尺 寸沿著雙肢墻全高相同。寸沿著雙肢墻全高相同。制作：韓小雷、馬宏偉47n適用范圍：開洞比較規(guī)則，由下到上墻厚度以適用范圍：開洞比較規(guī)則，由下到上墻厚度以及層高都不變的聯(lián)肢墻

25、。及層高都不變的聯(lián)肢墻。n實(shí)際工程如果變化不多，取各樓層平均值計(jì)算，實(shí)際工程如果變化不多，取各樓層平均值計(jì)算，很不規(guī)則剪力墻，本方法不適用。很不規(guī)則剪力墻，本方法不適用。n結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多，本方法計(jì)算結(jié)果愈好。對于低結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多，本方法計(jì)算結(jié)果愈好。對于低層和多層結(jié)構(gòu)中的墻，計(jì)算誤差較大。層和多層結(jié)構(gòu)中的墻，計(jì)算誤差較大。 每一樓層處連梁假設(shè)為均勻分布在該樓層高度每一樓層處連梁假設(shè)為均勻分布在該樓層高度 內(nèi)的連續(xù)連桿內(nèi)的連續(xù)連桿n基本思路：基本思路：采用力法來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算，采用力法來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算，沿著連梁中點(diǎn)將結(jié)構(gòu)切開，切開后結(jié)構(gòu)為沿著連梁中點(diǎn)將結(jié)構(gòu)切開，切開后結(jié)構(gòu)為靜定結(jié)構(gòu)，根據(jù)假定靜定結(jié)構(gòu)

26、，根據(jù)假定2 2（反彎點(diǎn)在中點(diǎn)），（反彎點(diǎn)在中點(diǎn)），切開后連桿端彎矩為切開后連桿端彎矩為0 0。連桿有剪力。連桿有剪力 與軸力與軸力 ，有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)中，有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)中, ,連梁中部連梁中部無拉壓應(yīng)力無拉壓應(yīng)力( (當(dāng)墻肢強(qiáng)度比連梁強(qiáng)度大很當(dāng)墻肢強(qiáng)度比連梁強(qiáng)度大很多多) )。n由切開處的變形連續(xù)條件可以建立由切開處的變形連續(xù)條件可以建立 的微分方程，求解微分方程可以得到連桿的微分方程，求解微分方程可以得到連桿剪力剪力 。將一個樓層高度范圍內(nèi)的各點(diǎn)剪。將一個樓層高度范圍內(nèi)的各點(diǎn)剪力積分，還原成一根連梁中的剪力。然后力積分，還原成一根連梁中的剪力。然后可以求出所有墻肢和連梁的內(nèi)力?？梢郧蟪鏊袎χ?/p>

27、連梁的內(nèi)力。 ( )x( )x( )x制作：韓小雷、馬宏偉50利用切開處沿著變形連續(xù)條件可得下式：利用切開處沿著變形連續(xù)條件可得下式：1( )x123( )( )( )0 xxx2( )x3( )x:由墻肢彎曲變形產(chǎn)生的相對位移由墻肢彎曲變形產(chǎn)生的相對位移 :由墻肢軸向變形產(chǎn)生的相對位移由墻肢軸向變形產(chǎn)生的相對位移:由連梁彎曲和剪切變形產(chǎn)生的相對位移由連梁彎曲和剪切變形產(chǎn)生的相對位移制作：韓小雷、馬宏偉51制作：韓小雷、馬宏偉52制作：韓小雷、馬宏偉53n 由墻肢彎曲變形產(chǎn)生的相對位移由墻肢彎曲變形產(chǎn)生的相對位移n由假定由假定2 2連梁兩端轉(zhuǎn)角相等連梁兩端轉(zhuǎn)角相等n n則則n墻肢轉(zhuǎn)角以順時針為

28、正，連梁剪力方向如圖，墻肢轉(zhuǎn)角以順時針為正，連梁剪力方向如圖， 為負(fù)表明其方向與為負(fù)表明其方向與 相反相反1( )x11mmm12xmC 1( )x制作：韓小雷、馬宏偉54由墻肢軸向變形產(chǎn)生的相對位移由墻肢軸向變形產(chǎn)生的相對位移制作：韓小雷、馬宏偉55制作：韓小雷、馬宏偉56n 將墻肢分成兩段，顯然在水平荷載下，一將墻肢分成兩段，顯然在水平荷載下，一個墻肢受拉，另外一個受壓（大小相等，方向個墻肢受拉，另外一個受壓（大小相等，方向相反）。墻肢軸向變形使得連梁產(chǎn)生相對位移相反）。墻肢軸向變形使得連梁產(chǎn)生相對位移 n n n在墻肢底截面切口處無相對位移，越向上位移在墻肢底截面切口處無相對位移，越向上位移越大，在越大，在X X處處2( ) x制作：韓小雷、馬宏偉57由連梁彎曲和剪切變形產(chǎn)生的相對位移 制作：韓小雷、馬宏偉58制作：韓小雷、馬宏偉