当前位置:文档之家› 剪力墙结构近似计算方法

剪力墙结构近似计算方法


令m(x) 2c (x) M p (x) M1 (x) M 2 (x) N (x)a

E
(
1 I1
I
2
)
(
dM dx
p
m)

E
(
1 I1
I
2
)
(V
p
m)(顶部集中力)
m

1

E(I1

I
2
)
(V p
x H
m)(均布荷载)
2019/10/4
2、按洞口大小分
双(多)肢墙:开洞较大,排列整齐,整体性削弱,可划分 为墙肢和连梁。
壁式框架:开洞较大,受力性能与框架结构类似。
不规则开洞墙:开洞较大,且排列不规则。
(c)双肢墙
(d)多肢墙
(e)壁式框架
(f)不规则开洞墙
二、剪力墙类型判别方法
1、整体性系数α
α即连梁与墙肢刚度之间的比列关系,体现 q
最终墙肢弯曲 正应力
Ai Ii
AjI j
22
6.5.3 整体小开口墙的计算
个别细小墙肢:M
' j
Mj
M
Mj
Vjh / 2
连梁剪力(可由上、下墙肢的轴力差计算)、弯矩
Vbij Nij N(i1) j M bij lbijVbij / 2
3、侧移计算: 整体小开口墙顶点侧移=(整体墙顶点侧移公式)x1.2 4、等效刚度 整体小开口墙等效刚度=(整体墙等效刚度)/1.2
2 (x)ha3 (1 3EJb ) 2 (x)ha3
3EJb
Ab Ga 2
3EJb0
2cm

11 (
E A1

1 )
A2
H x
x

(x)d
( x)d ( x)

2t(x)ha3
0
3EJb0
0
对x求导
2cm

1(1 E A1

1) A2
x
(x)d(x)
Vbt
V1
M1V2
M2
N1
N2
c
V1
M1
N1
c1
Nc c Vbt m
6.5.3 整体小开口墙的计算
1、判别条件: 洞口>15%,但≥10; 内力特点:
正应力基本直线分布,局部弯曲 不超过整体弯曲的15%,墙肢弯 矩没有反弯点
计算方法:材料力学公式略加修正
2019/10/4
21
6.5.3 整体小开口墙的计算
i 1
M2
I2
2
Mj
Ii
i 1
n
M j M pj ms s j
V1
M1V2
M2
N1
N2
c
(5)双肢墙的内力计算
j层墙肢剪力,可直接考虑弯曲和剪切变形后的抗剪刚度进行分配:
V1
2 I~1 I~i Vj
1
V2
I~2
2
I~i
Vj
1
这里I~i 是墙肢考虑剪切变形后的折算惯性矩
6.5.2整体墙近似计算方法
一、整体墙的概述 1、整体墙判别条件:洞口<15%;或双肢α<1,成2个独立墙
2、弯矩图为曲线,截面应力分布为直线
6.5.2整体墙近似计算方法
二、整体墙的计算 1、不开洞情况——悬臂杆(材料力学 q
方法) 均布荷载为例
底部截面内力: M qH 2 2
顶点位移: =1 V0H 3
端弯矩,墙肢轴力及弯矩
2019/10/4
26
(3)力法方程的建立
变形协调条件: 1 (x) 2 (x) 3 (x) 0
1(x) ——墙肢弯曲变形产生的切口相对位移 2 (x) ——墙肢轴向变形产生的切口相对位移
3 (x) ——连梁弯曲变形和剪切变形产生的切口相对位移
2、内力计算
墙肢弯矩:
Mj
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.85M
Ij I
0.15M
Ij Ij
墙肢轴力:N j 0.85MA j y j / I
墙肢剪力:
底层 V j V
Aj Aj
其他层剪力:
Vi
Vp
1 2
(
Ai Ai
Ii ) Ii
M—x截面的外弯矩
2019/10/4
整体弯曲

独立墙肢弯曲
3EIq H 2GAq
)
顶点集中荷载
1
H 1
侧移计算: 等效刚度:
1 PH3
顶部集中力 3 EIeq
EI eq

EI q
/1
3EI q GAq H 2 q
均布荷载
1 qH 4 8 EIeq
EI eq

EI q
/1
4EI q
GAq H 2

I j 剪力墙沿竖向各段的惯性矩 h j 各段相应的高度
c>b
C1 C2 C3
hj
b1 b2
h2
h1
整体墙的计算位移和等效刚度计算
q
= 11 V0 H 3 60 EIeq
EIeq

EIq
/(1
3 64EIq
H 2GAq
)
倒三角荷载
=1 V0 H 3 3 EIeq
EIeq

EIq
/(1
墙的整体性
双肢墙:
Ib
hb
h
多肢墙:
A1
A2
I1
I2 H
a
二、剪力墙类型判别方法
2、墙肢惯性矩比In/I 反映沿墙肢高度上弯矩的变化情况 墙肢是否出现反弯点,与墙肢的惯性矩In/I,整体性系 数α、层数有关
表格
二、剪力墙类型判别方法
3、剪力墙计算方法判别
单肢墙
(b)小开口整体墙
(c)双肢墙
6.3 翼缘有效宽度确定方法
0
2 (x)ha3
3EJb0
0
再次求导
2cm

1(1 E A1

1 ) (x) 2ha3 (x) 0
A2
3EJb0
双肢墙连续化方法的基本微分方程
力平衡条件 M p (x) M1 (x) M 2 (x) N (x)a
M p (x)
——水平荷载产生的倾覆力矩
6.2 分类及判别方法
一、剪力墙的类型
1、按墙肢截面高度和厚度之比分
短肢剪力墙 (4~8)
普通剪力墙 (>8)
2、按洞口大小分
(a)整体墙
(b)小开口整体墙
整截面剪力墙:无洞或开洞面积不大于剪力墙总面积的15%。
整体小开口墙:开洞面积大于剪力墙总面积的15%,但洞口 对剪力墙的受力影响仍较小。
一、剪力墙的类型
1
2
2 1 (1 )2(倒三角形荷载)

(
)


2
(
)


2(均布荷载)

2 (顶部集中荷载)
( ) m(x) (x)
(5)双肢墙的内力计算
求得任意高度ξ处的φ(α、ξ)值 由φ(α、ξ)可求得连梁的约束弯矩为:
m( )
V0

H
倒荷载 11 qmaxH 4
120 EIeq
——剪力不均匀系数
EI eq

EI q
/1
3.64EI q
GAq H 2

1
1
矩形截面取1.2,形截面为全面积/腹板面积,T形截面查表
2019/10/4
18
整体墙水平荷载分配
总水平荷载按等效 刚度分配到各片墙
M p M 1 M 2 Nc N Vbt
4)弹性假定
2、剪力墙在竖向荷载作用下的内力计算
竖向荷载:恒、活荷载
内力:轴力(墙肢)、弯矩(连梁)
按照每片墙的承载面积计算 3、剪力墙在水平荷载作用下的剪力分配
水平荷载:风和地震作用(主要部分)
内力:M,V,N
V j V ji
Ei I eqji Ei I eqji
Vj
M
N V
EA2
11 (
E A1

1 )
A2
H
N(x)d(x)
x

1(1

1
)
H
(x)d(x)d(x)
E A1 A2 x
2019/10/4
28
连梁弯曲及剪切变形
连梁——端部作用力为 (x)d(x) 的悬臂梁
3 (x)
3m
3v

(x)ha3
2 3EJb

2
(x)ha
AbG
墙肢转角变形
2019/10/4
1m 2m m
1
(
x)

2c
m
(
x)

2c
dym dx
27
墙肢轴向变形
x
N (x) 0 (x)d (x)
dN ( x) ( x)
d ( x)
2(x)
H x
N(x) d (x)
EA1
H x
N(x) d(x)
连梁反弯点在梁的中点 (3)墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高是相同的
(2)基本思路
沿连杆中点(反弯点)切开,以剪力(x)为未知数,得2 个静定悬臂墙的基本体系——通过切口的变形协调(相对 位移为0)建立(x)的微分方程(力法)——求解微分方 程的(x),积分得剪力V——再通过平衡条件求出连梁梁
相关主题