剪切变形、弯曲变形
弯曲变形、剪切变形:这两个是材料力学和结构力学中的概念,分别指构件中的某一个截面的弯矩、剪力产生的变形,可以由弯矩和抗弯刚度EI、剪力和抗剪刚度GA计算得到。
框架结构、剪力墙结构和框剪结构在侧向力作用下的水平位移曲线的特点:
(1)框架结构
抗侧刚度较小,其位移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的位移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线呈弯曲型,自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的,第二部分很小可以忽略,所以框架结构在侧向力作用下的侧移曲线以剪切型为主,故称为剪切型变形,如下图1。
图1(a)剪切型变形图1(b)剪切型曲线
(2)剪力墙结构
抗侧刚度较大,剪力墙的剪切变形产生位移,侧向位移呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大,相当于一个悬臂梁,故称为弯曲型变形,如下图2。
图2(a)弯曲型变形图2(b)弯曲型曲线
(3)框剪结构
位移曲线包括剪切型和弯曲型,由于楼板的作用,框架和墙的侧向位移必须协调。
在结构的底部,框架的侧移减小;在结构的上部,剪力墙的
侧移减小,侧移曲线呈弯剪型,层间位移沿建筑物的高度比较均匀,改善了框架结构及剪力墙结构的抗震性能,也有利于减少小震作用下非结构构件的破坏,此变形称为弯剪型变形,如下图3。
图3 弯剪型曲线
弯曲型或剪切型可由构件是否有反弯点来判别。
(1)由位移曲线与弯矩的关系可知道,弯曲型构件变形曲线连续,越往上曲率越大(y轴曲率为0),比如剪力墙、梁、悬臂构件;
(2)剪切型构件,反弯点在构件高度或长度范围内,变形曲线有变化、不连续的,比如框架柱、连梁,当然有的框架柱反弯点不在层高范
围内,但《抗规》第6.2.2条规定,就算不在层高范围内柱端弯矩
也要乘以增大系数。
对于结构来说,主要构件为剪切型组成的结构就为剪切变形为主的结构;主要构件为弯曲变形组成的结构就为弯曲变形为主的结构。