一、整体剪力墙
1、凡墙上门窗洞口等开洞面积不超过墙面面积的15%,且孔洞净距及孔洞至墙边净距大于孔洞长边时,可忽略洞口的影响,按整体悬臂墙方法计算墙在水平荷载作用下截面的内力(M、V)。
2、内力分析
洞口对截面应力分布的影响可以忽略,在弹性阶段,水平荷载作用下沿截面高度的正应力成线性分布。可直接应用材料力学公式,按竖向悬臂梁计算剪力墙任意点的应力或任意水平面上的内力。
剪力墙在水平荷载作用下的内力计算公式:
M=PH(顶部集中力);V=P
M=q/2H2(均布荷载) ;V=qH
M=q/3H2 (倒三角形) ;V=qH/2
M:墙体底部弯矩;V:墙体底部剪力。
3、计算位移:
(1)考虑洞口对截面面积及刚度的削弱:
其中:等效截面面积,:截面毛面积。
(2)等效截面惯性矩:即取有洞和无洞截面惯性矩沿竖向的加权
平均值。
有洞口处墙截面惯性矩的计算:
(3)V为基底的总剪力,即全部水平力之和,括号内后一项反映剪切变形的影响。为方便计算,引入等效刚度的概念,把剪切变形与弯曲变形综合成用弯曲变形的形式表达:
二、整体小开口剪力墙的计算
一)、内力计算原理
1、整体小开口剪力墙是指门窗洞口沿竖竖向成列布置、洞口的总面积虽然超过总立面面积的16%,但总的来说洞口仍很小。
2、整体小开口剪力墙在水平荷载作用下,整体剪力墙既要绕组合截面的形心轴产生整体弯曲变形,各墙肢还要绕各自截面的形心轴产生局部弯曲变形,并在各墙肢产生相应的整体弯曲应力和局部弯曲应力。相比之下,整体弯曲变形是主要的,而局部弯曲变形是次要的,它不超过整体弯曲变形的15%。
二)、内力计算方法
1、任一墙肢的弯矩:
Mp-外荷载作用下,计算截面所产生的弯矩(总弯矩)
-第j墙肢的截面惯性矩
I-组合截面惯性矩
r-整体弯矩系数(整体弯矩占总弯矩的比例),可近似取0.85。
2、各墙肢受到的轴力-由整体弯矩产生
Aj-第j墙肢的截面积
Rj-第j墙肢的截面行心到整个剪力墙组合截面行心的距离
3、各墙肢受到的剪力:假定外荷载所产生的总剪力在各墙肢之间可以按抗侧刚度分配,而墙肢的抗侧刚度与截面惯性矩和截面面积有关。近似地取两者的平均值进行分配:
4、当剪力墙的多数墙肢基本均匀,符合整体小开口剪力墙的条件,但存在个别小墙肢j时,作为近似计算,仍可以按上述公式计算内力,但小墙肢宜考虑附加的局部弯矩:
Vj-按前式计算的第j墙肢的剪力
h0-洞口高度
三)、位移计算
整体小开口墙的侧移可按材料力学公式计算,但由于洞口的存在使墙体的整体抗弯刚度减弱,可将材料力学公式计算出的侧移增大20%,即:
整体悬臂墙的等效抗弯刚度和整体墙一致。