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带刚域框架计算方法 带刚域框架计算简图及计算方法 杆件有限元法：适合计算机进行计算，不适合手算。 竖向荷载作用下剪力墙结构内力计算 竖向荷载作用下一般取平面计算简图进行内力分析，不考虑结构单元内各片剪力墙之间的协同工作。 每片剪力墙承受的竖向荷载为该片墙受荷范围内的永久荷载和可变荷载。 当为装配式楼盖时，各层楼面传给剪力墙的为均布荷载； 当为现浇楼盖时，各层楼面传给剪力墙的可能为三角形或梯形分布荷载以及集中荷载，如图所示。 剪力墙自重按均布荷载计算。 竖向荷载作用下剪力墙内力的计算，不考虑结构的连续性，可近似地认为各片剪力墙只承受轴向力，其墙体平面外的弯矩和剪力等于零。 各片剪力墙承受的轴力由墙体自重和楼板传来的荷载两部分组成，其中楼板传来的荷载可近似地按其受荷面积进行分配。 各墙肢承受的轴力以洞口中线作为荷载分界线，计算墙自重重力荷载时应扣除门洞部分。 （1）整截面墙计算截面的轴力为该截面以上全部竖向荷载之和。 （2）整体小开口墙，每层传给各墙肢的荷载按图所示范围计算，第j墙肢的轴力为该墙肢计算截面以上全部荷载之和。 （3）无偏心荷载时，联肢墙内力计算方法与整体小开口墙相同，但应计算竖向荷载在连梁中产生的弯矩和剪力，可近似按两端固定梁计算连梁的弯矩和剪力； 偏心竖向荷载作用下，双肢墙内力计算可查相关计算表格； 多肢墙在偏心竖向荷载作用下，端部墙肢可与邻近墙肢按双肢墙计算，中部墙肢可分别与相邻左右墙肢按双肢墙计算，近似取两次结果的平均值。 （4）壁式框架在竖向荷载作用下，壁梁、壁柱的内力计算和框架在竖向荷载作用下的相似，可采用分层法或力矩分配法。 * 作业 如图,壁式框架，C30钢筋混凝土 墙厚240mm， E=3.0×104N/mm2 G=0.42E。 试用D值法求其在水平均布荷载作用下的M图。 在联肢墙中，当洞口较大，连梁刚度接近或大于墙肢刚度时，可以按带刚域框架计算简图进行内力及位移分折。如果当α≥10，且In/I ＞ξ时，这种联肢墙的性能已接近框架、大部分层的墙肢具有反弯点。 但是，它具有宽梁、宽柱，不能简单地简化为一般杆件体系。它的梁、墙相交部分面积大、变形小，可以看成“刚域”。 于是，我们可以把粱、墙肢简化为杆端带刚域的变截面杆件。 假定刚域部分没有任何变形，因此称为带刚域框架，有时也称作壁式框架。 壁式框架的轴线，取壁梁、壁柱的形心线。 两层壁梁形心线之间距离为hw。 hw hw与层高h不一定相等。 h 为了简化起见，同时考虑楼板的作用，我们常常令 ● ● ● ● ● ● ● ● ● hw＝h 壁式框架刚域的取值比较复杂，刚域长度与壁梁、壁柱的截面高度有关。 刚域长度的取法 通过试验与比较，目前常用的取值如图和下列公式所示。 刚域尺寸 壁梁刚域长度： lb1＝a1－hb/4 ?? lb2＝a2－hb/4 壁柱刚域长度： lc1＝c1－hc/4 ? lc2＝c2－hc/4 如果计算所得的刚域长度为负值，则刚域长度取为零。 D值法：只需修改杆件刚度，即可以用D值法来计算杆件内力，并用相应表格确定反弯点高度，是一种较为方便的近似计算方法。适合于手算，不考虑柱轴向变形，但是梁、柱的剪切变形可以通过修正杆件刚度考虑进去。 D值法：要确定柱的D值和柱的反弯点高度 V Vc ych Mc Mb Vb Nc 壁柱的D值计算 带刚域框架梁、柱与一般杆件区别： ① 杆端有刚域。 ② 杆件截面高度大，剪切变形不能忽略。 考虑杆件剪切变形时，杆件转角刚度系数（在单位转角下）可写成： ——剪切影响系数 ?一般杆件 ?带刚域杆件 两端有刚域（刚域长度不同）的杆件在θ1＝θ2＝1，对1′2′而言，除了两端有转角1处，还有转角 故 由刚域段平衡，可得 求D值时候，用杆件修正刚度k代替线刚度i，梁取k=cib 或者k=c’ib； 柱取 其中： a、b——刚域长度系数 故带刚域杆的刚度可以看作成等截面杆的刚度乘上系数 D值计算公式 壁柱的反弯点高度系数 y 将带刚域框架看成上图虚线表示的等截面梁、柱框架。 假定 a’b’?柱杆端弯矩为 ab?柱的s倍，即假想框架梁的刚度应减少s倍，框架柱线刚度相应的减少为ic/s。 故柱反弯点高度系数 其中：yn——标准反弯点高度，根据 由表3.4，3.5查得， a——柱下端刚域长度与柱高 h 的比值 y1——上下梁刚度变化的修正值，由 K’ 以及α1查3.6得到 y2——上层层高变化时候的修正值，由 K’ 以及α2查3.7得到 y3——下层层高变化时候得修正值，由 K’ 以及α3查3.7得到 V Vc ych Mc Mb Vb Nc 例4.2：用D值法求如图所示壁式框架的弯矩图 解： 取梁面为梁轴线、柱中线为柱轴线如图所示。2～6层为标准层。底层及标准层