最新剪力墙等效抗弯刚度
剪力墙等效抗弯刚度计算公式

剪力墙等效抗弯刚度计算公式剪力墙是建筑结构中常见的抗侧力构件,在结构设计中,准确计算其等效抗弯刚度非常重要。
那咱们就来好好聊聊剪力墙等效抗弯刚度的计算公式。
先来说说剪力墙等效抗弯刚度的概念。
想象一下,剪力墙就像一个大力士,它要抵抗水平方向的力量,比如风或者地震。
而等效抗弯刚度呢,就是用来衡量这个大力士有多强壮,能不能稳稳地扛住这些外力。
剪力墙等效抗弯刚度的计算公式有好几种,咱先来讲讲比较常用的一种。
它涉及到剪力墙的几何尺寸、混凝土的弹性模量等参数。
公式看起来有点复杂,但别怕,咱们一点点来拆解。
就拿我曾经参与过的一个建筑项目来说吧。
那是一个高层写字楼,在设计过程中,剪力墙的等效抗弯刚度计算可是关键的一环。
当时,我们的设计团队围坐在一起,对着图纸和各种数据,眉头紧锁。
我记得特别清楚,有个年轻的设计师,头发都快被他自己抓乱了,嘴里还不停地念叨着那些参数。
我们先确定了剪力墙的厚度、高度,还有混凝土的强度等级。
然后,按照公式一步一步地计算。
每一个数字都不敢马虎,因为哪怕一点点的误差,都可能影响整个结构的安全性。
在计算过程中,还遇到了一些小插曲。
有个数据怎么算都觉得不太对劲,大家一起重新检查,才发现原来是测量的时候把尺寸记错了。
这可把我们吓出了一身冷汗,好在及时发现,没有造成大的影响。
经过一番努力,终于算出了剪力墙的等效抗弯刚度。
这就像是给这个建筑穿上了一层坚固的铠甲,让我们心里踏实了不少。
回到公式本身,具体来说,剪力墙等效抗弯刚度的计算公式可以表示为:$E_{eq}I_{eq} = \frac{EcI_{w}}{1 + \varphi (E_{c}I_{w} /E_{s}A_{s})}$这里面,$E_{eq}$是等效抗弯刚度,$E_{c}$是混凝土的弹性模量,$I_{w}$是剪力墙的截面惯性矩,$\varphi$是考虑墙肢剪切变形影响的系数,$E_{s}$是钢筋的弹性模量,$A_{s}$是墙肢竖向分布钢筋的截面面积。
剪力墙等效抗弯刚度

《高层建筑结构与抗震》辅导文章五剪力墙结构内力与位移计算学习目标1、了解剪力墙结构的分类,以及各种剪力墙的受力特点;2、熟悉剪力墙的分类判别式。
3、掌握整体墙和小开口整体墙的内力及位移计算、掌握双肢墙的内力及位移计算。
学习重点1、剪力墙的分类及分类判别式;2、整体和小开口整体墙的内力及位移计算;3、双肢墙的内力及位移计算。
剪力墙主要承受两类荷载:一类是楼板传来的竖向荷载,在地震区还应包括竖向地震作用的影响;另一类是水平荷载,包括水平风荷载和水平地震作用。
剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。
在竖向荷载作用下,各片剪力墙所受的内力比较简单,可按照材料力学原理进行。
在水平荷载作用下剪力墙的内力和位移计算都比较复杂,因此本章着重讨论剪力墙在水平荷载作用下的内力及位移计算。
一、基本假定剪力墙结构是一个比较复杂的空间结构,为了简化,剪力墙在水平荷载作用下计算时,作如下假定:(1)楼板在其自身平面内的刚度极大,可视其为刚度无限大的刚性楼盖;(2)剪力墙在其自身平面内的刚度很大,而在其平面外的刚度又极小,可忽略不计。
因此可以把空间结构化作平面结构处理,即剪力墙只承受在其自身平面内的水平荷载。
基于以上两个假定,剪力墙结构在水平荷载作用下可按各片剪力墙的等效抗弯刚度分配水平力给各片剪力墙,然后分别进行内力和位移计算。
例如图6-1(a)所示的剪力墙结构可分别按图6-1(b)和图6-1(c)的剪力墙考虑。
同时,现行国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)为考虑纵、横墙的共同工作,将纵墙的一部分作为横墙的有效翼缘,横墙的一部分也可以作为纵墙的有效翼缘。
剪力墙的等效抗弯刚度是一个非常重要的概念,是指按剪力墙顶点侧移相等的原则,考虑弯曲变形和剪切变形后,折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。
图6-1 剪力墙结构计算图二、剪力墙的分类为满足使用要求,剪力墙常开有门窗洞口。
结构设计中的刚度运用和控制

结构设计中的刚度运用和控制引言刚度的运用和控制是贯穿结构设计始终的一条主线。
一方面,刚度可控制结构或构件的变形能力,另一方面,对超静定结构而言,结构的内力分布也是通过相对刚度的大小来控制的,也就是说,外力在结构内部产生的效应、力的传递与分配以及所引起的结构变形都是通过刚度来控制的。
事实上,结构工程师从结构方案阶段的结构布置和选型、结构的计算模型、结构构件的设计和调整,以至于在简单的楼面板配筋的结构设计全过程中,都在寻求科学合理的刚度,而一栋建筑物设计质量的优劣关键也在于结构的整体刚度和构件的相对刚度控制得是否合理。
1、刚度的概念刚度为产生单位变形所需要的力,其中力和变形都是广义的。
力可以是应力、轴力、弯矩、剪力或扭矩等;变形可以是应变、位移、曲率、剪切角、扭转角等。
刚度包括截面刚度、杆件刚度、结构刚度。
1. 1杆件刚度杆件刚度是在截面刚度(轴向刚度EA 、弯曲刚度E1、剪切刚度GA、扭转刚度GI P等)的基础上考虑第三方向的尺度L,也称为线刚度。
杆件刚度主要有轴向刚度、弯曲刚度、剪切刚度、扭转刚度等。
轴心受压(拉)下的变形△N=,可知轴向受压(拉)杆件刚度为。
弯矩作用下杆件产生弯曲变形,曲率=,小变形下L=则弯曲转角,可知,杆件弯曲刚度为。
剪力作用下产生相对剪切变形: d=γ0ds,则小变形下剪切位移=γ0s==,可知杆件剪切刚度为。
扭矩作用下产生扭转变形,扭矩M n=GI P,其中为单位扭转角,则小变形下扭转角,可知杆件扭转刚度为。
可以看出,各种状态下,杆件越长,杆件刚度越小,其变形越大。
对于内力一定的状况下,杆件刚度越大,则变形越小;而对于变形一定的情况,杆件刚度越大,内力越大。
这也是支座位移(沉降)、温度变化、材料收缩、制造误差等引起的结构变形,欲通过加大截面尺寸来改善结构受力状态并不是一个有效途径的原理所在。
1. 2结构刚度结构是由若干构件组成的,结构刚度可采用特定荷载作用下特定方向的变形来表征越小则结构刚度越大,由上式可以看出,获得更大结构刚度的途径主要有:(1)缩短结构的传力路径,使求和号及积分号后的项数减少;(2)改变约束条件,使结构内力值(如 ,)变小、内力分布更均匀,从而使积分值趋小;(3)使截面刚度(如EI)更大。
框架剪力墙结构的协同工作计算

5.4.3 框剪结构位移与内力的分布规律 刚度特征值
H Cf
Ew I
(537)
是总框架和总剪力墙刚度相对大小的度量。
大小对框-剪内力分配、侧移的影响为:
较小时:框架刚度相对较小、综合剪力墙承担大部 分剪力,变形为弯曲型。 =0为纯剪力墙
1. 框架梁(连续梁)在竖向荷载下的内力调幅(方法节)。 2. 框-剪结构中框架的内力调整(方法节)。 3. 框-剪结构中框架与剪力墙之间的联系梁的调整(方法节) 4. 联肢剪力墙中连梁的调整(用方法(1)或方法节)。
5.4.4 框-剪结构内力的调幅
1
2
联系梁(两类梁)弯矩的调幅
出现塑性铰后,联系梁的刚度降低。 设计前降低其刚度(最低可为0.5EI) 调幅后,连梁设计荷载效应将减小,因而 更容易出现塑性铰。
协同工作原理:框架和剪力墙之间 相互作用,使得上下部分的位移分 布均衡。
计算目的:确定框架和剪力墙各承 担多少内力。
条件:平面假设和无限刚度假设前 提下,只考虑侧移时剪力的分配。
方法:按总框架和总剪力墙形成计 算简图,用连续连杆法得到微分方 程求解。
重点内容: ○ 计算简图; ○ 刚度特征值λ(相当于整体系数)
框-剪结构的内力及其分配
计算结果及其分配:
总框架的层间剪力-再按刚 度分给每根柱 总剪力墙的层间剪力和弯矩 -分给每片墙 总联系梁的梁端弯矩和剪力 -分给每根梁
两类计算体系-绞结和刚结体系
根据框架和剪力墙之间的联系情况进行划分: 楼板连接:楼板平面外刚度为零,联系为绞结 楼板+联系梁连接:联系梁(如果刚度较大)对剪力 墙产生约束弯矩,因而为刚结连接。 代表5榀框架 代表4片剪力墙
剪力墙等效抗弯刚度

《高层建筑结构与抗震》辅导文章五剪力墙结构内力与位移计算学习目标1、了解剪力墙结构的分类,以及各种剪力墙的受力特点;2、熟悉剪力墙的分类判别式。
3、掌握整体墙和小开口整体墙的内力及位移计算、掌握双肢埴的内力及位移计算。
学习重点1、剪力墙的分类及分类判别式;2、整体和小开口整体墙的内力及位移计算;3、双肢墙的内力及位移计算。
剪力墙主要承受两类荷载:一类是楼板传来的竖向荷载,在地震区还应包括竖向地震作用的影响;另一类是水平荷载.包括水平风荷载和水平地震作用。
剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。
在竖向荷载作用下,各片剪力墙所受的内力比较简单,可按照材料力学原理进行。
在水平荷载作用下剪力墙的内力和位移计算都比较复杂,因此本童着重讨论剪力墙在水平荷载作用下的内力及位移计算。
—、基本假定剪力墙结构是一个比较复杂的空间结构,为了简化,剪力墙在水平荷载作用下计算时,作如下假定:(1) 楼板在其自身平面内的刚度极大,可视其为刚度无限大的刚性楼盖;(2) 剪力墙在其自身平面内的刚度很大,而在其平面外的刚度又极小,可忽略不计。
因此可以把空间结构化作平面结构处理,即剪力墙只承受在其自身平面内的水平荷载。
基于以上两个假定,剪力墙结构在水平荷载作用下可按各片剪力墙的等效抗弯刚度分配水平力给各片剪力壇,然后分别进行内力和位移计算,例如图6-1 (a)所示的剪力壇结构可分别按图6-1 (b)和图6-1 (c)的剪力墙考虑。
同时,现行国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)为考虑纵、横墙的共同工作,将纵墙的一部分作为横墙的有效翼缘,横墙的一部分也可以作为纵墙的有效翼缘。
剪力墙的等效抗弯刚度是一个非常重要的概念,是指按剪力壇顶点侧移相等的原则,考虑、7、|弯曲变形和剪切变形后,折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。
图6J 剪力墙结构计算图WWW 力墙(b)二、剪力墙的分类为满足使用要求,剪力墙常开有门窗洞口。
2024全新剪力墙结构

3D打印技术
应用于复杂形状剪力墙的 制造,缩短施工周期,降 低成本。
智能化监测和运维管理体系建立
结构健康监测
通过传感器、物联网等技术,实时监 测剪力墙结构的状态和性能,为运维 管理提供依据。
智能化运维管理
数字化孪生技术
建立剪力墙结构的数字孪生模型,实 现物理世界与信息世界的交互与融合, 为智能化监测和运维管理提供有力支 持。
利用大数据、云计算等技术,对监测 数据进行分析和处理,实现剪力墙结 构的预防性维护和智能化管理。
THANK YOU
感谢聆听
04
稳定性讨论
耗能能力评价
05
详细记录试件的裂缝开展情况、破坏形态等。
根据试验数据绘制荷载-位移曲线,分析试件的承载能力。
通过对比试验数据和理论计算结果,评估试件的变形能力。 结合试验现象和数据分析,讨论试件在极端情况下的稳定性表 现。 根据试验过程中能量耗散的情况,评价试件的耗能能力。
05
工程应用案例展示பைடு நூலகம்
施工技术
在施工过程中,采用了先进的模板技术和大模板施工方法,提高了施工 效率和质量。同时,加强了现场管理和安全措施,确保了施工的顺利进 行。
案例二:某商业综合体项目应用
项目概况
该项目为一座大型商业综合体,包括购物中心、酒店、写字楼等多种功能。总建筑面积达到 20万平方米。采用2024全新剪力墙结构设计,实现了复杂建筑形式的稳定性和安全性。
应用领域与优势
良好的抗震性能
通过合理的设计和构造措施,可以 提高结构的延性和耗能能力,从而
减小地震作用对建筑物的影响。
高强度和刚度
能够承受较大的水平荷载和竖向荷 载,保证建筑物的稳定性和安全性。
剪力墙的抗侧力刚度

剪力墙的抗侧力刚度
剪力墙的抗侧力刚度可以通过以下方式进行计算:
1. 墙体刚度计算:首先需要计算墙体的刚度,可以通过墙体截面的几何特性和材料特性来进行计算。
墙体刚度通常可以用弯曲刚度和剪切刚度来表示。
- 弯曲刚度:弯曲刚度是衡量墙体抗侧力的能力,可以通过墙
体截面的惯性矩来计算。
弯曲刚度的计算公式为:EI=(E ×
I)/L,其中E为墙体材料的弹性模量,I为墙体截面的惯性矩,L为墙体长度。
- 剪切刚度:剪切刚度是衡量墙体抗剪切力的能力,可以通过
墙体截面的剪切模量来计算。
剪切刚度的计算公式为:
GA=(G × A)/L,其中G为墙体材料的剪切模量,A为墙体截
面的面积,L为墙体长度。
2. 墙体组合刚度计算:在实际工程中,多个墙体常常组合在一起共同承担侧向荷载。
在这种情况下,可以将墙体间的刚性连接考虑在内,计算墙体组合刚度。
墙体组合刚度的计算方法取决于具体的连接形式,可以根据墙体之间的刚性连接方式来进行计算。
3. 墙体间剪力传递的计算:在剪力墙组合中,剪力荷载通常会从一侧的墙体传递到另一侧的墙体,通过墙体间的水平切面传递。
墙体间剪力传递的计算可以通过计算剪力墙之间的剪力传递系数来进行。
总之,剪力墙的抗侧力刚度是根据墙体的弯曲刚度、剪切刚度以及墙体之间的刚性连接等因素综合计算出来的。
在实际工程中,应根据具体的设计条件和要求来确定剪力墙的抗侧力刚度。
剪力墙的分类与受力特点

剪力墙的分类与受力特点
1.关于剪力墙结构的基本假定
剪力墙结构体系建筑是由一系列纵向和横向剪力墙及楼盖组成的空间结构。
剪力墙承受竖向和水平荷载作用。
在竖向荷载作用下,各片剪力墙受力分析比较简单,但
(1)
1/10 (2)
·(3)
算为竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。
对于沿竖向刚度比较均匀的结构,各片剪力墙可以按下式之一计算其等效刚度。
均布荷载、倒三角形荷载、顶点集中荷载。
2.剪力墙的分类和受力特点为
(1)一般剪力墙的墙肢截面高度uh和厚度ub之比大于8;短肢剪力墙的墙肢高度与厚度之比为5~8。
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(2)一般剪力墙根据墙面开洞大小情况,分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
它们的受力特点如下:
①整截面剪力墙。
当剪力墙不开门窗洞口或虽开有洞口,但洞口很小时(洞口面积不大于剪力墙总面积的15%、且洞口净矩及洞口至墙边的净距都大于洞口长边的尺寸),把其看作整截面墙(如图4.21(a)所示)。
此时,它们的受力性能犹如一悬臂杆,截面
所示)
架的变形以剪切型为主。
(3)剪力墙的墙肢截面高度wh与厚度wb之比小于5时,称为小墙肢。
其中,当之比≤3时,宜按框架柱进行截面设计。
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剪力墙等效抗弯刚度《高层建筑结构与抗震》辅导文章五剪力墙结构内力与位移计算学习目标1、了解剪力墙结构的分类,以及各种剪力墙的受力特点;2、熟悉剪力墙的分类判别式。
3、掌握整体墙和小开口整体墙的内力及位移计算、掌握双肢墙的内力及位移计算。
学习重点1、剪力墙的分类及分类判别式;2、整体和小开口整体墙的内力及位移计算;3、双肢墙的内力及位移计算。
剪力墙主要承受两类荷载:一类是楼板传来的竖向荷载,在地震区还应包括竖向地震作用的影响;另一类是水平荷载,包括水平风荷载和水平地震作用。
剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。
在竖向荷载作用下,各片剪力墙所受的内力比较简单,可按照材料力学原理进行。
在水平荷载作用下剪力墙的内力和位移计算都比较复杂,因此本章着重讨论剪力墙在水平荷载作用下的内力及位移计算。
一、基本假定剪力墙结构是一个比较复杂的空间结构,为了简化,剪力墙在水平荷载作用下计算时,作如下假定:(1)楼板在其自身平面内的刚度极大,可视其为刚度无限大的刚性楼盖;(2)剪力墙在其自身平面内的刚度很大,而在其平面外的刚度又极小,可忽略不计。
因此可以把空间结构化作平面结构处理,即剪力墙只承受在其自身平面内的水平荷载。
基于以上两个假定,剪力墙结构在水平荷载作用下可按各片剪力墙的等效抗弯刚度分配水平力给各片剪力墙,然后分别进行内力和位移计算。
例如图6-1(a)所示的剪力墙结构可分别按图6-1(b)和图6-1(c)的剪力墙考虑。
同时,现行国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)为考虑纵、横墙的共同工作,将纵墙的一部分作为横墙的有效翼缘,横墙的一部分也可以作为纵墙的有效翼缘。
剪力墙的等效抗弯刚度是一个非常重要的概念,是指按剪力墙顶点侧移相等的原则,考虑弯曲变形和剪切变形后,折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。
图6-1 剪力墙结构计算图二、剪力墙的分类为满足使用要求,剪力墙常开有门窗洞口。
理论分析和试验研究表明,剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。
洞口是否存在,洞口的大小、形状及位置的不同都将影响剪力墙的受力性能。
剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙(多肢墙)和壁式框架等几种类型。
1.整体剪力墙无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口,但洞口的面积不超过墙体面积的15%,且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时,可以忽略洞口对墙体的影响,这种墙体称为整体剪力墙。
2.小开口整体剪力墙当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时,在水平荷载作用下,这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律,变成了相当于在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力,当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时,其截面变形仍接近于整体截面剪力墙,这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。
3.联肢剪力墙当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时,由于洞口较大,剪力墙截面的整体性已被破坏,剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。
这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。
开有一列洞口的联肢墙称为双肢墙,当开有多列洞口时称之为多肢墙。
4.壁式框架当剪力墙的洞口尺寸较大,墙肢宽度较小,连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时,剪力墙的受力性能已接近于框架,这种剪力墙称为壁式框架。
图6-2为剪力墙墙体上洞口大小对剪力墙工作性能的影响图6-2剪力墙的分类不同类型的剪力墙,其相应的受力特点、计算简图和计算方法也不相同,计算其内力和位移时则需采用相应的计算方法。
以下分别介绍几种常见剪力墙的内力与位移计算方法。
三、整体剪力墙的内力与位移计算对于整体剪力墙,在水平荷载作用下,根据其变形特征,可视为一整体的悬臂弯曲杆件,用材料力学中悬臂梁的内力和变形的基本公式进行计算。
1.内力计算按上端自由,下端固定的悬臂梁计算其任意截面的弯矩和剪力。
2.位移计算在位移计算时,由于剪力墙的截面高度较大,应考虑其剪切变形影响。
当开洞时,应考虑洞口对位移增大的影响。
整体剪力墙的顶点位移 可按以下公式计算:(1)均布荷载作用时,如图6-3(a)所示,(6-1)图6-3 剪力墙结构顶点位移计算图(2)倒三角形荷载作用时,如图6-3(b )所示,(6-2)(3)顶点集中力下作用时,如图6-3(c )所示。
(6-3)式中,0V 为剪力墙底部的总剪力;H 为剪力墙总高度;w A 为考虑洞口影响的剪力墙水平截面的折算面积;μ为剪应力分布不均匀系数;w J 为考虑洞口影响的剪力墙水平截面的折算惯性矩;d EJ 为剪力墙的等效抗弯刚度;E 为混凝土的弹性模量;G 为混凝土的剪力模量。
由式(6-1)、式(6-2)、式(6-3)分别得出各种水平荷载作用下剪力墙的等效抗弯刚度。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫+=+=+=2223164.3141H GA EJ EJ EJ H GA EJ EJ EJ H GA EJ EJ EJ w w w d w w w d w w w d μμμ顶点集中荷载时倒三角形荷载时均布荷载时 (6-4)将式(6-4)用c E G 42.0=代人,可近似归并为一个统一的计算式:291H A J EJ EJ w w w d μ+= (6-5)四、小开口整体墙的内力及位移计算小开口整体墙的洞口总面积虽超过了墙总立面面积的15%,但总的来说洞口仍很小,其受力性能仍能接近于整体剪力墙,各墙肢中仅有少量的局部弯矩,在沿墙肢的高度方向,弯矩图形不出现反弯点。
因此,在计算中仍可用材料力学公式计算其内力和侧移,但须考虑局部弯曲应力的作用,作一些修正。
1.内力计算先将小开口整体墙作为一悬臂构件,按图6-4算出其标高之处的截面所承受的总弯矩FZM和总剪力FZV。
图6-4小开口整体墙计算图(1)墙肢弯矩计算小开口整体墙墙肢的总弯矩是由两部分弯矩叠加而成,其一是作为整体悬臂墙产生整体弯曲的弯矩'ZiM,另一为产生局部弯曲的弯矩''ZiM。
第i墙肢的全部弯矩ZiM为(6-6)式中,K为整体弯矩系数,可取K=0.85;iJ为墙肢i的惯性矩;J为剪力墙整个截面的惯性矩。
(2)墙肢剪力计算墙肢剪力,底层按墙肢截面面积分配;其余各层墙肢剪力,可按材料力学公式计算截面面积和惯性矩比例的平均值分配剪力,第i墙肢分配到的剪力ZiV 可近似地表达为:⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∑∑iiiiFZZi JJAAVV21(6-7)式中,iA为墙肢截面面积。
(3)墙肢轴力计算各墙肢所受的轴力应为整体弯曲使墙肢受到的正应力的合力,局部弯曲并不在墙肢中产生轴力。
因此()∑-+=+=iiFZiFZZiZiZi JJMKJJKMMMM1'''(6-8)式中,i x 为微面积i dA 的形心到墙肢i 的截面形心间的距离;i y 为墙肢i 的截面形心到剪力墙整个截面的形心间的距离。
2.侧移小开口整体墙的侧移计算仍可按整体剪力墙公式计算,但应考虑洞口对截面刚度的削弱。
因此,应将计算结果乘侧移增大系数1.2,即按整体截面墙计算小开口墙∆=∆2.1 (6-9)五、双肢墙的内力与位移计算当墙上的门窗洞口尺寸较大时,剪力墙已被洞口分割成彼此联系较弱的若干墙肢,于是在整个剪力墙截面上的正应力分布己不再成直线。
墙面上开有一排洞口的墙称双肢墙;当开有多排洞口时,称多肢墙。
双肢墙由于连系梁的连结,而使双肢墙结构在内力分析时成为一个高次超静定的问题。
为了简化计算,一般可用解微分方程的办法计算。
1.基本假定(1)将每一楼层处的连系梁简化为均匀连续分布的连杆,见图6-5;图6-5 双肢剪力墙计算图(2)忽略连系梁的轴向变形,即假定两墙肢在同一标高处的水平位移相等;(3)假定两墙肢在同一标高处的转角和曲率相等,即变形曲线相同;(4)假定各连系梁的反弯点在该连系梁的中点;(5)认为双肢墙的层高h 、惯性矩1J 、2J ;截面积1A 、2A ;连系梁的截面积l A 和惯性矩l J 等参数,沿墙高度方向均为常数。
根据以上假定,可得双肢墙的计算简图,如图6-5(b )所示。
图中连系梁的计算跨度20l h l l +=(l h 为连系梁的高度)。
2.内力及侧移计算将连续化后的连续梁沿中线切开,见图6-5(c ),由于跨中为反弯点,故切开后在截面上只有剪力集度V (z )及轴力集度()z N l 。
根据外荷载、V (z )及()z N l 共同作用下,沿V (z )方向的相对位移等于零的变形协调条件,可建立一个二阶常系数非齐次线性微分方程,考虑边界条件后,可求得微分方程的解,进而可求得双肢剪力墙在水平荷载作用下的内力和侧移。
其具体的计算过程如下:(1)计算几何参数。
计算连系梁的折算惯性矩l J 200301l A J J J l l l l μ+= (6-10) 计算连系梁的刚度特征值 322la J D l = (6-11) 计算双肢剪力墙组合截面形心轴的面积矩S 1111A A A aA S += (6-12) 计算未考虑轴向变形的系数21α()212216J J h D H +=α (6-13) 计算整体系数2α=2α()hSa D H J J h D H 221266++ (6-14) 计算剪切参数1γ()()()()2122121221138.2A A H J J A A G H J J E ++≈++=μγ (6-15) 计算等效抗弯刚度d EJ()12212212141γψααααα++-+J J E (均布荷载)d EJ = ()12212212164.31γψααααα++-+J J E (倒三角形荷载) (6-16) ()12212212131γψααααα++-+J J E (顶点集中荷载)其中⎪⎭⎫ ⎝⎛--+αααααααch sh ch 22211218 (均布荷载) αψ= ⎪⎭⎫ ⎝⎛--+αααααααααch sh ch sh sh 23222321160 (倒三角形荷载) (6-17)αααth 3233- (顶点集中荷载) (2)双肢剪力墙的内力计算计算连系梁的约束弯矩()ξm()ξm =()ξφαα2210V (6-18) 式中()ξφ根据ξ和α查表得到。
计算连系梁的剪力li V()()n i h m V i i li ,,, 21==αξ (6-19)计算连系梁端弯矩li M20l V M li li ⋅= (6-20) 计算墙肢的轴力ji N()),,2,1(2,11n i j V N n k lk ji ===∑= (6-21)计算墙肢的弯矩ji M()ξ∑-=ni i Fi i m M M (6-22)i i M J J J M 2111+=; i i M J J J M 2122+= (6-23) 计算墙肢的剪力ji Vi i V J J J V 2111'''+=; i i V J J J V 2122'''+= ()n i ,,2,1 = (6-24) 2121'h GA EJ J J j ji j μ+=()2,1=j (6-25) (3)计算双肢剪力强的侧移∆。