百科知识

弯矩二次分配法的深度解析:剪力墙分类与计算要点详解

弯矩二次分配法的深度解析:剪力墙分类与计算要点详解

剪力墙结构是一种由一系列纵向和横向墙体以及楼盖所构成的空间结构体系,主要用于承受建筑物承受的竖向和水平方向的荷载。这种结构形式在高层建筑中尤为常见。由于其内部结构的特殊性,这种结构在承受水平荷载时,具有较小的侧移,表现出优越的抗震和抗风性能。由于其承载力的要求相对容易满足,因此特别适合用于建造层数较多的高层建筑。

接下来我们来详细了解一下剪力墙的主要荷载类型和承受方式。剪力墙主要承受两类荷载:首先是楼板传递的竖向荷载,同时在特定区域内还需考虑竖向分量的作用;其次是包括风荷载在内的水平荷载以及由此产生的水平力。在对剪力墙进行内力分析时,需要重点考虑这两类荷载的作用。在竖向荷载下,各片剪力墙的内力相对简单明了,可以按照材料力学的原理进行分析计算。而在水平荷载下,由于情况较为复杂,剪力墙的内力和位移计算相对更为困难。

接下来让我们深入探讨不同类型剪力墙的特点和受力性能。根据受力特性的不同,剪力墙可以分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、联肢墙(包括双肢墙和多肢墙)以及壁式框架等类型。不同类型的剪力墙具有不同的结构特点和受力特性,因此在计算其内力和位移时需要使用相应的计算方法和计算简图。

一、各种类型剪力墙简介及特性

1. 整体剪力墙:这是一种没有洞口或洞口比例极小的剪力墙。其受力状态类似于一个竖向的悬臂梁,截面变形符合平面假定。其截面应力可按材料力学公式进行计算。整体墙的变形特点以弯曲型变形为主,弯矩图既不突变也没有反弯点。

2. 小开口整体剪力墙:这种剪力墙在整体墙上开有一些较大的洞口。由于洞口的存在,应力分布在洞口两侧的部分横截面上不再成一直线。除了整个墙截面产生整体弯矩外,每个墙肢还会出现局部弯矩。但由于洞口比例还不大,局部弯矩不超过水平荷载的悬臂弯矩的15%,因此可以认为剪力墙的截面变形仍然符合平面假定。

3. 联肢剪力墙:当剪力墙的洞口开得更大时,墙肢间的联系被切断,横截面上正应力的分布不再遵循单一的直线规律。这种情况下,各墙肢单独弯曲作用较为显著。联肢剪力墙通常分为双肢墙和多肢墙两类,一般通过连续化的方法如连续薄片法等进行计算。

4.壁式框架:这是一种特殊的剪力墙形式,其洞口更宽而墙肢宽度较小。当连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时,剪力墙的受力性能类似于框架,被称为壁式框架。壁式框架的计算需要考虑剪切变形的影响,其计算简图包括壁梁(连梁)和壁柱(墙肢)的轴线。

二、各类剪力墙的计算要点

不同类型的剪力墙由于其结构和受力特性的不同,需要采用不同的计算方法和计算简图。整体墙和小开口整体墙可视为单根竖向悬臂杆,按材料力学公式进行计算。而对于其他类型的剪力墙,由于其受力状态的复杂性,需要采用更为精细的结构体系进行计算。在进行内力分配时,需要考虑各片剪力墙的等效抗弯刚度;在进行位移计算时则需综合考虑各种变形因素如弯曲、剪切和轴向变形等的影响。


弯矩二次分配法的深度解析:剪力墙分类与计算要点详解

你可能也会喜欢...