剪力墻結構的內(nèi)力及位移計算(編輯修改稿)
2024-07-14 01:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的凈距大于孔洞長邊尺小時，可以忽略洞口的影響，認為平面假定仍然適用，截面應力的計算可以按照材料力學公式進行計算。計算位移時，可按整體懸臂墻的計算公式進行，但要考慮洞口對截面面積及剛度的削弱，按以下公式取值。 等效截面面積取無洞截面的橫截面面積乘以洞口削弱系數(shù)：等效慣性矩取有洞與無洞截面慣性矩沿豎向的加權平均值：此外，計算位移時，由于截面比較寬，宜考慮剪切變形的影響。在三種常用荷載作用下，考慮彎曲和剪切變形后的頂點位移公式為：式中，是基底處的總剪力，即全部水平力之和。括號內(nèi)后一項反映剪切變形的影響。為了方便，常將頂點位移寫成如下形式，即用只考慮彎曲變形的等效剛度的形式寫出：式中為考慮剪切變形后的等效剛度，即T形截面見下表：當有多片墻共同承受水平荷載時，總水平荷載也是按各片墻的等效剛度比例分配給各片墻：（2）小開口整體墻的計算公式1）小開口整體墻的判別條件 這里先給出判別整體小開口墻的條件。關于這個條件的依據(jù)，放在雙肢墻的計算之后討論。 當剪力墻連梁剛度和墻肢寬度基本均勻時．如滿足下述的條件，可按小開口整體墻作近似計算：定義為肢強系數(shù)，越小，洞寬小，墻肢強。定義為剪力墻整體性系數(shù)，大，連梁對墻肢的約束彎矩大，整體性大，局部彎矩小。Z值可查下表取得：2）小開口整體墻的計算公式滿足上述小開口整體墻的條件下，墻肢內(nèi)力將具有下述特點：①正應力在整個截面上基本上是直線分布的，局部彎矩不超過整體彎短的15％。②大部分樓層上，墻肢彎矩不應有反彎點。因此，計算內(nèi)力和位移時，仍可應用材料力學的計算公式，略加修正即可。 墻肢彎矩、軸力按下式計算：墻肢剪力，底層按墻肢截面面積分配，即式中：為底層總剪力，即全部水平荷載的總和。 其他各層墻肢剪力，可按材料力學公式計算截面的剪應力，各墻肢剪應力之合力即為墻肢剪力；或按墻肢截面面積和慣性矩比例的平均值分配剪力，即：式中，為層總剪力。 當剪力墻多數(shù)墻肢基本均勻，又符合小開口整體墻的條件，但夾有個別細小墻肢(常不滿足的要求)，作為近似，仍可按上述小開口整體墻計算內(nèi)力，僅小墻肢端部宜附加局部彎矩的修正：修正后的小墻肢彎矩為：雙肢墻的計算當，且時，為一般聯(lián)肢剪力墻當，且時，為鉸接連桿聯(lián)結的兩片剪力墻下面介紹一般聯(lián)肢雙肢剪力墻的計算方法。1）連續(xù)連桿法的基本假設 下圖 (a)所示為雙肢剪力墻結構的幾何參數(shù)。墻肢可以為矩形截面或T形截面(翼緣參加工作)，但都以截面的形心線作為墻肢的軸線，連梁一般取矩形截面。圖中為連梁的計算跨度：從圖可以看出，雙肢剪力墻是柱梁剛度比很大的一種框架。內(nèi)于柱梁剛度比太大，用一般的漸近解法就比較麻煩，特別是要考慮軸向變形的影響更是如此。因此，下面采用了一些進一步的假設，然后用力法求解。為了稱呼方便就叫此方法為連續(xù)連桿法。 連續(xù)連桿法的假設如下：①將每一樓層處的連梁簡化為均布在整個樓層高度上的連續(xù)連桿，這樣就把雙肢僅在樓層標高處通過連梁連接在—起的結構變成在整個高度上雙肢都由連續(xù)連桿連接在一起的連續(xù)結構，將有限點的連接變成無限點的連接的這一假設，是為了建立微分方程的需要而設的。 ②連梁的軸向變形忽略不計，即兩墻肢的水平位移是相同的。不僅如此，還假設同一標高處、兩墻肢的轉(zhuǎn)角和曲率是相等的，并假定連梁的反彎點在梁的跨中。這個假定，已經(jīng)得到國內(nèi)外光彈性試驗的驗證。③層高h和慣性矩、及面積、等參數(shù)，沿高度均為常數(shù)，這一假定是為了使微分方程是常系數(shù)微分方程，出而便于得到解答而設的。當遇到截面尺寸或?qū)痈哂猩倭孔兓那闆r時，可取幾何平均值代入進行計算，這樣雖對計算精度有—定影響，但在工程上是允許的。在以上假設下，圖(a)雙肢剪力墻結構的計算簡圖如圖(b)所示。用力法求解時，基本體系選取如圖（c）所示。將兩片墻沿連梁的反彎點處切口，成靜定的懸臂墻。取連梁切口處的內(nèi)力為多余未知力；連梁切口處沿未知力方向的相對位移等于零是變形連續(xù)條件。需要指出的是，沿連梁切口處，兩片墻還互相作用有軸力，因此，求變形連續(xù)條件時，應是基本體系在外荷載、切口處軸力和切口處剪力共向作用下，沿未知力方向的相對位移為零。由于有假設2的存在，切口處軸力的影響并沒有以未知力的形式出現(xiàn)在基本方程中(詳見下段推導)，所以，也就無需再列出切口處軸向相對位移為零的變形連續(xù)條件求它了。
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