剪力墙结构内力与位移计算(多肢墙).ppt

-多肢墙多肢墙第四章第四章 剪力墙结构内力与位移计算剪力墙结构内力与位移计算多肢墙的连续化计算方法多肢墙的连续化计算方法当具有多于一排且排列整齐的洞口时，就称为多肢剪力墙。多肢剪力墙也可以采用连续连杆法求解，基本假定和基本体系的取法与双肢墙类似。在每个连梁切口处都可建立一个变形协调方程，共可建立k个方程，要注意：在建立第i个切口处协调方程时，除第i跨连梁内力影响外，还要考虑第i-1跨及第i+1跨连梁内力对i墙肢影响。多肢墙与双肢墙的区别多肢墙与双肢墙的区别为了便于求解微分方程，将k方程叠加，设各排连梁切口处未知力之和为未知量，在求出m(x)后再按一定比例分配各排连梁上，从而可以求出连梁和墙肢的内力。经过一定的变化，可建立与双肢墙完全相同的微分方程，双肢墙公式和图表均可应用，但必须注意以下区别：多肢墙中共有k+1个墙肢，要用代替(I1+I2)；代替(A1+A2)；多肢墙中有k个连梁，每个连梁刚度Di用公式计算ai第i列连梁计算跨度之半；ci第i和i+1墙肢轴线距离之半。计算连梁与墙肢刚度比参数1，要用各排连梁刚度之和与墙肢惯性矩之和：多肢墙整体系数计算与多肢墙不同，计算比较复杂为了便于计算，T用近似值代替。多肢墙轴向变形影响系数T墙肢数目34578肢以上T0.800.850.90整体系数由下式计算：求出m()后，按分配系数i计算各跨连梁的约束弯矩mi()，ri第i列连梁中点至墙边距离；B总宽i多肢墙连梁约束弯矩分配系数，可根据ri/B和由表4.9查得同一层各个连梁剪力大小的分布图形，与有关 0，墙的整体性很差，连梁剪力呈均匀分布；，墙的整体性很强，连梁剪力呈抛物线分布，两端为0，中间最大；0，介于两种情况之间。四、双肢墙、多肢墙计算步骤及计算公式汇总四、双肢墙、多肢墙计算步骤及计算公式汇总1、计算几何参数首先出墙肢Ai，Ii，连梁Abi，Ibi连梁折算惯性矩：连梁刚度：连梁计算跨度：其中：ai0连梁净跨的一半；hbi连梁高度梁、墙刚度比参数：墙肢轴向变形影响系数：双肢墙：多肢墙：由表4.9查T整体系数：剪切影响系数：当H/B4的剪力墙中，取=02、计算墙肢等效刚度3、计算连梁约束弯矩函数()及m()由表4.4表4.6查出，约束弯矩系数()，4、计算连梁内力首先计算多肢墙连梁约束弯矩分配系数，双肢墙无需计算j层连梁总约束弯矩：j层第i个连梁剪力：j层第i个连梁梁端弯矩：5、计算墙肢轴力6、计算墙肢弯矩与剪力j层第i墙肢弯矩：j层第i墙肢剪力：其中，7、计算顶点位移例例4.1：求如图所示：求如图所示11层剪力墙的内力和位移。层剪力墙的内力和位移。解：连梁惯性矩连梁计算跨度连梁折算惯性矩连梁刚度系数D计算见表（1）。12 11.055611.05562.1810-22.1810-24.3610-2墙肢按惯性矩计算分配系数见表（2）123Ai0.6601.2000.662.52Ji0.5993.6000.5994.8Ji/Ji0.1250.7500.125Ji00.1340.2900.1340.558Ji0/Ji00.2400.5200.240墙肢惯性矩墙肢折算惯性矩计算基本参数：表（1），表（2）对于3肢墙，由表4-2取T=0.8（轴向变形影响系数），可得计算剪切参数，各墙肢在顶层及基底处(=0.1)求mj时，应乘该层层高的一半，所以因为只有两列连梁，且对称布置，所以取=1/2。各层连梁剪力和弯矩是墙肢弯矩墙肢轴力墙肢剪力列成表格计算，过程和结果如表（3）（4），其中()查表4-5。等效刚度由表4-7，按=4.97，查得均布荷载下=0.108顶点位移小开口整体墙及独立墙肢近似计算方法小开口整体墙及独立墙肢近似计算方法在某些特定条件下，联肢墙的计算可进一步简化，可按静定悬臂的计算公 式计算内力和位移。这可以大大减少计算工作量。但计算结果较粗糙，使用应慎重。有两种特定情况，按两种方法计算：洞口宽而墙肢较窄：墙肢每层均会出现反弯点，连梁及墙肢刚度均较小，联肢墙的受力性能已接近框架，侧移曲线呈剪切型。可视为宽梁宽柱的壁式框架，计算方法见第五节。洞口窄而墙肢较宽：只在少数层墙肢中出现反弯点，大部分墙肢无反弯点，联肢墙侧移曲线呈弯曲型，可按小开口整体墙方法计算墙肢及连梁内力。一、小开口整体墙计算方法一、小开口整体墙计算方法适用范围：10，并且IA/I 其中：联肢墙整体系数，双肢墙：多肢墙：按表4.3选用或或IA/IZ 或或IA/IZiI组合截面惯性矩z，zi系数，与以及层数n有关，当各墙肢以及各连梁都比较均匀时候，查表4.9得z值。当各墙肢相差较大时，根据表4.10先查出S值，按照下式计算第i个墙肢的zi值：IA各墙肢面积与yi2乘积之和，yi各面积形心到组合截面形心距离小开口整体墙小开口墙的内力和应力分布有如下特点：墙肢中的大部分层都没有反弯点；截面上正应力分布接近直线分布。当=10时，底截面=1.0的k=0.85，因此，小开口墙可以近似按照下述公式计算墙肢内力：Mi(x)，=1.0第i个墙肢在x截面处的弯矩及轴力；MP(x)x截面处的外弯矩；Ai，Ji，yi第i个墙肢截面面积，惯性矩以及截面形心到组合截面形心距离；J组合截面惯性矩。剪力墙截面几何参数墙肢截面剪力为宽度大的墙肢易满足JA/JZi，计算内力按照宽度小的墙肢不易满足JA/JZi，需要对Mi进行修正。小墙肢内力墙肢有反弯点，假定反弯点在中点。修正后：连梁剪力可以由上下层轴力之差求得，再由剪力计算连梁端部弯矩。顶点位移公式为P61（46）乘上1.2的修正系数二、独立墙肢计算方法二、独立墙肢计算方法当连梁刚度很小时，它对墙肢约束弯矩很小，可以忽略连梁约束作用，把用洞口分割的各个墙肢当作独立墙肢进行计算。适用范围：1的时候计算步骤：1、计算连梁墙肢几何参数及整体系数。如果1，则可以按独立墙肢来计算。2、将底部水平荷载按照各个墙肢的刚度分配到各个墙肢，第i个墙肢的底部剪力为：独立墙肢计算简图其中：V0联肢墙基底剪力；Ji0第i个墙肢折算惯性矩，如不考虑剪切的话，则Ji0=Ji。3、再将V0作为底部水平荷载按原来荷载分布形式作用到每个独立墙肢上，各个独立墙肢按悬臂墙计算其内力。