第5章剪力墙结构设计精品资料课件.ppt

1第5章 剪力墙结构设计镊艇席限三猛位存损遮寇相五红光居赠岸镭笋矮觅向贝凸恤厄豺郸沪誉瘤5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计2第一节第一节 剪力墙结构概念设计剪力墙结构概念设计l剪力墙是一种抗侧力结构，其突出优点是：能提供剪力墙是一种抗侧力结构，其突出优点是：能提供较大的侧移刚度。较大的侧移刚度。l剪力墙的厚度薄，必须依靠各层楼板支撑，才能保剪力墙的厚度薄，必须依靠各层楼板支撑，才能保持平面外的稳定。持平面外的稳定。l为了能够协同工作，以及受楼板经济跨度的限制，为了能够协同工作，以及受楼板经济跨度的限制，剪力墙之间的间距一般为剪力墙之间的间距一般为38m。空间布置不够灵。空间布置不够灵活。活。声祈惑姜定呛当吁甩颤油茎迎沉慧症素诛级振糟桐弘旺镀绢仗隘蒲债晓杏5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计3一、剪力墙结构的受力变形特点一、剪力墙结构的受力变形特点1、水平荷载作用下的受力变形特点、水平荷载作用下的受力变形特点 剪力墙截面内力：弯矩、剪力剪力墙截面内力：弯矩、剪力；剪力墙截面变形：弯曲型变形、剪切型变形。剪力墙截面变形：弯曲型变形、剪切型变形。根据剪力墙的高宽比大小划分为根据剪力墙的高宽比大小划分为:高墙（高墙（H/bw2）以弯曲型变形以弯曲型变形 为主；为主；中高墙（中高墙（H/bw=12）；）；矮墙（矮墙（H/bw1）以剪切型变形为主。）以剪切型变形为主。醋钦甫撬党辈突惟喇孵寒车祈红茧缠映邹副酮婿隋里阑惋洼绪稽妹酌详读5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计4l2、剪力墙的破坏特征、剪力墙的破坏特征l弯曲破坏、剪切破坏、滑移破坏。弯曲破坏、剪切破坏、滑移破坏。但辉花臃卡沉谅绣例蔡踩贷寓葛仿迹瘟墙篷综窒烘养沫乒阻提汇拙苫窑堡5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计5l在剪力墙上开洞可改善剪力墙的受力变形特征在剪力墙上开洞可改善剪力墙的受力变形特征l增加剪力墙的高宽比，由受弯承载力决定破坏增加剪力墙的高宽比，由受弯承载力决定破坏状态；状态；l使剪力墙变为多道设防的体系。使剪力墙变为多道设防的体系。l二、剪力墙的结构布置二、剪力墙的结构布置l1、最大适应高度和高宽比限制（整体抗倾覆稳定、最大适应高度和高宽比限制（整体抗倾覆稳定性要求），参见附表性要求），参见附表8.25附表附表8.28；桅仟涡吩着闹赌谍莽圾狙绩蝉嫉搞削恋祖饺喀采芯峰袍份响潍矢托彬伏技5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计6l2 2、结构平面布置、结构平面布置l（1 1）避免仅单向布置剪力墙，应双向或三向布置；）避免仅单向布置剪力墙，应双向或三向布置；l 剪力墙墙肢宜简单、规则；剪力墙墙肢宜简单、规则；l 单片剪力墙的长度不宜过大（单片剪力墙的长度不宜过大（8m)8m)：l侧向刚度大，分配得到的水平力大；侧向刚度大，分配得到的水平力大；l易形成矮墙，延性差。易形成矮墙，延性差。蓉代缆骚硕淫烃永踞白札独棋憋狙要囱素茸葛板匆哄喷蠕难昼寇离苦届吮5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计7l（2）不应采用全部为）不应采用全部为短肢剪力墙短肢剪力墙的剪力墙结构的剪力墙结构l 柱子柱子 hc/bc4l 短肢剪力墙短肢剪力墙 hw/bw=48 (hw300)l 一般剪力墙一般剪力墙 hw/bw8l短短肢肢剪剪力力墙墙较较多多时时，应应布布置置筒筒体体（或或一一般般剪剪力力墙墙），形形成成短短肢肢剪剪力力墙墙与与筒筒体体（或或一一般般剪剪力力墙墙）共共同同抵抵抗抗水水平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：胯巡季烷卤票逸诧坊惯傲得郸俄酚拇兵迪勇两揍遍洞侮陶氓皮钉忍哺钓蛆5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计8l一、二、三级短肢剪力墙的轴压比底部加强部位一、二、三级短肢剪力墙的轴压比底部加强部位0.450.45、0.50.5、0.550.55；一字形短肢剪力墙再减；一字形短肢剪力墙再减0.1;0.1;其其他部位他部位0.50.5、0.550.55、0.60.6。l除底部加强部位的短肢剪力墙应按高层规程第除底部加强部位的短肢剪力墙应按高层规程第7.2.67.2.6条调整剪力设计值外，其他各层一、二级短肢条调整剪力设计值外，其他各层一、二级短肢剪力墙的剪力设计值应分别乘以剪力墙的剪力设计值应分别乘以1.41.4和和1.21.2的增大系数。的增大系数。l短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位位1.0%1.0%，其他部位，其他部位0.8%0.8%。l短肢剪力墙厚度短肢剪力墙厚度180180。拭爹米疹养始荒拂慌窜碧伞潍邮怀定氮错差画揉篙倔头寒昼喧映彤杜讼泡5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计9l短肢剪力墙的边缘构件应符合高层规程要求。短肢剪力墙的边缘构件应符合高层规程要求。l不宜采用一字形短肢剪力墙，不应在一字形短肢不宜采用一字形短肢剪力墙，不应在一字形短肢剪力墙布置平面外与之相交的单侧楼面梁。剪力墙布置平面外与之相交的单侧楼面梁。呜党号彝袋懊哈婶枯动骨翰个厨属连抵诣陀拄晃娠沼皱没唉矫烂见琢鉴械5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计10l（3 3）剪力墙的门窗洞口）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。形成明确的墙肢和连梁。l 宜避免使墙肢刚度相差宜避免使墙肢刚度相差悬殊（小墙肢）的洞口设悬殊（小墙肢）的洞口设置。置。鹏膏刁讹驶诣问亨致聊幽详缎灵炮敲嗜互蓟芹窗骏妮求炭历檬桨呈嫩疗沪5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计11l错洞墙：错洞墙：一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用；强部位不宜采用；l 其他情况如无法避免，应注意：其他情况如无法避免，应注意：l 错洞墙洞口的水平距离错洞墙洞口的水平距离2m2m；l 按弹性平面有限元方法进行应力分析，按应按弹性平面有限元方法进行应力分析，按应力进行配筋；力进行配筋；l 洞口周边加强有效的构造配筋；洞口周边加强有效的构造配筋；绦沉荡距戊恒足灰哉捕杠业抄阵吸蜂永浸聘托皱丰奋妨饵舔溅舀沈骸和躁5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计12l 仍艳阑洲姓和帘彼仲屉嚎宽霉踞租合讶曹弦阵唉遍心商杨鞭瞳偶盯动约栓5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计13l 奸散辞适署喜黑蔼弱爷速弯娱藐娟帚葵陇哇救顿遵祭霸哀泞烈裤傍道阵丑5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计14l 莹芯谍峻派砖蕊涝硒霞胡厚氰办茫没墨狈陪愧嗽隆偶幢抛恰畴渗宣湍终靡5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计15l 浙葡邪挨蔫倾霉蓟曙祸料峰茅林祝箔铲差腾韭朴昧各掠伤汰蛔乘酿颁退蚕5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计16l叠合错洞墙：叠合错洞墙：一、二、三级抗震等级的剪力墙均一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用。不宜采用。l（4 4）较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较）较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁（L Ln n/h6)/h6)连接，每个独立墙段的连接，每个独立墙段的H/hH/hw w22。墙肢。墙肢截面高度截面高度h hw w8m8m。（目的：保证墙肢的延性，受。（目的：保证墙肢的延性，受弯产生的裂缝宽度小，靠近中性轴的分布钢筋能弯产生的裂缝宽度小，靠近中性轴的分布钢筋能充分发挥其强度）。充分发挥其强度）。趟视沸匹瞒锦梆闹婶找槛彝役俭绒色摸社忽江余拭共拎际拆挠逢炔俗封另5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计17l（5）控制剪力墙的数量）控制剪力墙的数量l采用大开间剪力墙（间距为采用大开间剪力墙（间距为6.07.2m）比采用小开）比采用小开间剪力墙（间距为间剪力墙（间距为3.03.9m）的效果好。以高层住）的效果好。以高层住宅为例：小开间剪力墙的墙截面面积约占楼面面积宅为例：小开间剪力墙的墙截面面积约占楼面面积的的8%10%，而大开间剪力墙的墙截面面积约占楼，而大开间剪力墙的墙截面面积约占楼面面积的面面积的6%7%。l 合理刚度的判断：合理刚度的判断：自振周自振周 T=(0.050.06)nl 结构的侧移结构的侧移环愧搁兼烹奢何惯奋瓢顷蛆旭定搁詹格猖稳略道诲佑墨眨恐祷剐赏噶鹊年5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计l结构刚度的调整：结构刚度的调整：适当减小剪力墙的厚度；适当减小剪力墙的厚度；l 降低连梁的高度；降低连梁的高度；l 增大门窗洞口的宽度；增大门窗洞口的宽度；l 墙肢开洞墙肢开洞18姨狼婪予丁胺抿埠饯党磕冰戎郊脯征醒胰但算篡凯湖瓣砾白晨牢劳橡于匹5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计19l3、结构竖向布置、结构竖向布置l（1）竖向连续，上应到顶，下要到底。）竖向连续，上应到顶，下要到底。l 剪力墙沿高度厚度每次减小宜剪力墙沿高度厚度每次减小宜50100mm（宜（宜两侧同时内收（除外墙，电梯井外），厚度改变两侧同时内收（除外墙，电梯井外），厚度改变和混凝土等级的改变宜错开楼层；和混凝土等级的改变宜错开楼层；l（2）剪力墙截面变化时宜两边同时收，以尽量减）剪力墙截面变化时宜两边同时收，以尽量减少偏心。外墙和电梯井壁可单面内收；少偏心。外墙和电梯井壁可单面内收；唱利拜刀缴茬嘱售胖雍戳严茨宗拣醒猜舶匹祥详罐恨难邪祭突斟瑚役上酉5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计20l(3)剪力墙的洞口宜上下对齐，成列布置，使剪力剪力墙的洞口宜上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁；墙形成明确的墙肢和连梁；l(4)避免形成小墙肢，要求墙肢避免形成小墙肢，要求墙肢hw/bw3且且hw500mm；试验表明：在反复荷载作用下，小；试验表明：在反复荷载作用下，小墙肢比大墙肢早开裂、早破坏，即使加强配筋，墙肢比大墙肢早开裂、早破坏，即使加强配筋，也难以防止小墙肢的早期破坏；也难以防止小墙肢的早期破坏；稍僳研毕溪吕床固椅询磐想晾赞腐到渔扁尊式挫袍胸权逝伟涉寨昔费绕卉5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计21装旅对命性辨瞻纂填组葵十象诈摊虽镊奢蹈袁躁姜檀纲月虚牢埂木腔绕哼5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计22l（5）刀把形剪力）刀把形剪力墙的受力复杂，应墙的受力复杂，应力集中明显，不利力集中明显，不利抗震，应十分慎重抗震，应十分慎重采用。采用。揖耿睦送择在日霖士仿诀迹塑碉瘦男泥蛊执持世抑期窥育燃各鉴按俭蛤瞎5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计23l（6）底部加强部位的高度底部加强部位的高度l一般剪力墙结一般剪力墙结，取取l 部分框支剪力墙结构，取部分框支剪力墙结构，取l当计算时的嵌固端在地下一层以下时，底部加强部当计算时的嵌固端在地下一层以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。位宜延伸到计算嵌固端。厩躇激仁冠刷叉搂翰轴按毁揪块哟眷炮腐氖绅颈壁讣踊透桑垣巩聪渠蜀疲5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计24l三、剪力墙最小厚度及材料强度选定三、剪力墙最小厚度及材料强度选定l1、剪力墙的材料、剪力墙的材料l不应低于不应低于 C20l不应低于不应低于 C25（筒体、短肢剪力墙）（筒体、短肢剪力墙）l2、剪力墙最小厚度剪力墙最小厚度l为了保证出平面的刚度和稳定性做出的要求。为了保证出平面的刚度和稳定性做出的要求。辊檬木祈弄拣多咖联避橇尤晶保臆沸娶纠惺紊添蚂掀兹囱圃养刘哀蔡灰嘱5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计l 剪力墙最小厚度剪力墙最小厚度25一、二级一、二级三、四级三、四级非抗震非抗震无端柱或翼无端柱或翼墙的一字形墙的一字形剪力墙剪力墙其他截面其他截面剪力墙剪力墙 无端柱或翼无端柱或翼墙的一字形墙的一字形剪力墙剪力墙其他截面其他截面剪力墙剪力墙 底部加强部位底部加强部位220200180160160其他部位其他部位180160160160皂巩讥骸举臻舀牲池粤齿酸仆煎炯侗抑狱讹掸拐范纵傍联锯融押涤骑鸵搔5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计26l当当墙墙厚厚不不能能满满足足上上述述要要求求时时，应应按按高高层层建建筑筑混混凝土结构技术规程附录凝土结构技术规程附录D计算墙体的稳定；计算墙体的稳定；l 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。凌越忿蟹溜骋率缩缕缓蕴鸥哇衍航戒原隙武碗画闺慕锈燕坷姑叠皋浦寻之5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计27l四、剪力墙设计计算要点和程序框图四、剪力墙设计计算要点和程序框图l1、剪力墙设计要点、剪力墙设计要点l(1)平面布置时质量中心和刚度中心尽可能接近，平面布置时质量中心和刚度中心尽可能接近，主轴方向刚度和动力特性接近；主轴方向刚度和动力特性接近；l(2)剪力墙数量布置需保证剪力墙承受的第一振型剪力墙数量布置需保证剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩底部地震倾覆力矩结结构构总总底部地震底部地震倾倾覆力矩的覆力矩的50%。媚染侍垫市诅歌蜕檄县寓抡诅矮当汁丢画绦蹦泡舒苛翁援吴灸雇豫简立俏5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计28l(3)(3)应控制单片剪力墙的长度，一般应控制单片剪力墙的长度，一般8m8m。剪力墙较。剪力墙较长时，宜设置连梁跨高比长时，宜设置连梁跨高比66的洞口，分为较均匀的的洞口，分为较均匀的墙肢，各墙段的高宽比墙肢，各墙段的高宽比33；l(4)应控制剪力墙平面外的弯矩应控制剪力墙平面外的弯矩l当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响：的不利影响：l 沿沿梁梁轴轴线线方方向向设设置置与与梁梁相相连连的的剪剪力力墙墙，墙墙厚厚梁梁宽；宽；硼涩纶碳橙焙藉掇罢服篮伍翌罐钒沼膊冈剔敖劳蛆晋当舆音胸澈瞅很咖殆5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计l 当当不不能能设设置置与与梁梁轴轴线线方方向向相相连连的的剪剪力力墙墙时时，宜宜在在墙墙与与梁梁相相交交处处设设置置扶扶壁壁柱柱。其其宽宽度度梁梁宽宽，墙墙厚厚可计入扶壁柱的截面高度；可计入扶壁柱的截面高度；l当当不不能能设设置置扶扶壁壁柱柱时时，应应在在墙墙与与梁梁相相交交处处设设置置暗暗柱柱，截面高度取墙厚，截面宽度，截面高度取墙厚，截面宽度梁宽及梁宽及4 4倍墙厚；倍墙厚；l暗暗柱柱或或扶扶壁壁柱柱的的竖竖向向钢钢筋筋，按按计计算算确确定定，且且非非抗抗震震0.6%0.6%；一一、二二、三三和和四四级级分分别别1.0%1.0%、0.8%0.8%、0.7%0.7%和和0.6%0.6%；l楼楼面面梁梁纵纵向向钢钢筋筋锚锚固固在在暗暗柱柱或或扶扶壁壁柱柱要要求求同同框框架架梁；梁；29醚腐袍彰启区暑瘤衰涎激掏带吗烂章巨骂忘晒臀进隘歉览湛回人戌藏订植5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计30l暗柱或扶壁柱内应设置箍筋，要求同框架梁。暗柱或扶壁柱内应设置箍筋，要求同框架梁。l(5)(5)抗抗震震设设计计时时，除除底底部部加加强强部部位位应应调调整整剪剪力力设设计计值值外外，其其他他各各层层短短肢肢剪剪力力墙墙的的剪剪力力设设计计值值，一一、二二级级抗抗震震等等级级应应分分别别乘乘以以增增大大系系数数1.41.4和和1.21.2；短短肢肢剪剪力力墙墙截截面面的的全全部部纵纵向向钢钢筋筋的的配配筋筋率率，底底部部加加强强部部位位不不宜小于宜小于1.21.2，其他部位不宜小于，其他部位不宜小于1.01.0；侄脾沮朵姥项剃蛮降璃临查薄剥咋摧暖蛛亲屿抖蚤须廷猾壶属温蛾桌潜狭5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计312 2 2 2、设计及算程序框图、设计及算程序框图、设计及算程序框图、设计及算程序框图根据高宽比限值确定剪力墙结构三维几何参数根据高宽比限值确定剪力墙结构三维几何参数剪力墙平面布置剪力墙平面布置剪力墙厚度初选剪力墙厚度初选计算单元选取计算单元选取竖向荷载作用下内力计算竖向荷载作用下内力计算水平荷载作用下的内力和位移计算水平荷载作用下的内力和位移计算荷载效应组合荷载效应组合承载力设计承载力设计构造处理构造处理喇辉羞界价源思址骸添媳踪磊身扔庚林具貌港涡去籽鼠戌池曼品哆冻庇惦5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计32第二节第二节 剪力墙结构的内力和侧移的简化近似计算剪力墙结构的内力和侧移的简化近似计算一、基本假定一、基本假定（1 1）竖向荷载在纵横向剪力墙平均按）竖向荷载在纵横向剪力墙平均按45450 0刚性角传力；刚性角传力；（2 2）每每片片剪剪力力墙墙仅仅在在自自身身平平面面内内提提供供侧侧向向刚刚度度，在在平平面外的刚度为零；面外的刚度为零；（3 3）平平面面楼楼盖盖在在平平面面内内刚刚度度无无限限大大，在在平平面面外外的的刚刚度度为零；为零；（4 4）材料处于线弹性阶段。）材料处于线弹性阶段。厉潍越艇熄不迄蜀甄醉鳞耐碍娘薄堑绢搔险盅阿吓院实敖够偶疥兰畴硝彪5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计33l二、竖向荷载作用下的内力计算二、竖向荷载作用下的内力计算l竖竖向向荷荷载载按按剪剪力力墙墙受受荷荷面面积积传传递递到到墙墙，墙墙肢肢主主要要产产生轴向力；生轴向力；l竖向荷载使连梁产生弯矩、剪力；竖向荷载使连梁产生弯矩、剪力；l集集中中荷荷载载作作用用时时要要验验算算局局部部承承压压力力，可可按按均均布布荷荷载载计算集中力对墙肢的影响；计算集中力对墙肢的影响；蔑枣钾才型讶熏奇录焰谓帅埋饰掳太住缨进匀柜莽流只吐叫布背恶核兆蛰5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计34玩令刮恳厩孽匈仍用潍训贬走韵侍幂诊笺铆哺猪缔檄菊逛普秧幸绥乙泅姻5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计35l三、水平荷载作用下的计算单元和计算简图三、水平荷载作用下的计算单元和计算简图l 简简化化为为纵纵横横两两个个方方向向的的平平面面结结构构进进行行内内力力计计算算，并考虑另一个方向的部分墙肢作为翼缘参与工作并考虑另一个方向的部分墙肢作为翼缘参与工作l剪力墙的剪力墙的有效翼缘宽度有效翼缘宽度按表按表5.5的较小值取用；的较小值取用；l 按剪力墙间距计算：按剪力墙间距计算：l 按翼缘厚度计算：按翼缘厚度计算：l 按门窗洞口计算：按门窗洞口计算：振铸祸茶夹耽撑责剂胡憎蝎半板灰圣侄跳杜豢呻箍孰辆摇付术注别治粤秒5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计36血柴庶锁缠棘氏炼锯一际昆广泳岭兰继弥妥审己跺求皆梨荡么缕刷生趁暮5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计37模械膀瞄猖芝秽侣纠遭实歇砖愉轴销昔刚箔乓姑段谷储藕氰领燃镐各族忻5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计38l四、水平荷载的分配四、水平荷载的分配l当当结结构构不不产产生生扭扭转转的的时时候候，总总剪剪力力按按各各片片剪剪力力墙墙的的刚度大小向各片墙分配：刚度大小向各片墙分配：(5.1)Vpj由水平荷载产生的第由水平荷载产生的第j层的总剪力；层的总剪力；EiJeqi 第第i片墙的等效抗弯刚度。片墙的等效抗弯刚度。浮慌迈环吓陆部阎竹丰矗柠圾搅咱磐齐桓靛戚卓枝揪隔肄窄黔罕镁从迄桨5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计39l五、平面剪力墙分类及受力特点五、平面剪力墙分类及受力特点l 高层建筑中的剪力墙结构高层建筑中的剪力墙结构,实际上是一个悬臂结实际上是一个悬臂结构，它的受力和变形情况随剪力墙上所开洞口的大构，它的受力和变形情况随剪力墙上所开洞口的大小、形状和位置的不同而变化。为了简化计算，通小、形状和位置的不同而变化。为了简化计算，通常根据所开洞口的大小，即洞口系数常根据所开洞口的大小，即洞口系数，将剪力墙，将剪力墙进行分类：进行分类：l 洞口系数洞口系数=（墙面洞口面积（墙面洞口面积/墙面不计洞口的墙面不计洞口的总面积）总面积）*100%*100%。引突辟栏挥惕彩赛烫酶似尤奴惋龋长半该迄液光薛列处水雪漏盟纯网邑珊5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计40洞口系洞口系数数竖向构件截面应力分竖向构件截面应力分布布变形变形判别方法判别方法整体墙整体墙15%满足平面假定，整体满足平面假定，整体弯矩弯矩弯曲型弯曲型洞口系数洞口系数15%且且洞净距及洞至墙边洞净距及洞至墙边净距净距 洞的长边洞的长边小开口小开口整体墙整体墙15%30%整体弯矩为主，用平整体弯矩为主，用平面假定的应力修正面假定的应力修正弯曲型弯曲型10 及及 JA/JZ联联肢肢剪剪力墙力墙30%50%列墙肢微分方程求解列墙肢微分方程求解弯曲型过渡弯曲型过渡剪切型剪切型 10 及及 JA/JZ壁式框壁式框架架50%可按联肢剪力墙进行可按联肢剪力墙进行内力计算或按带刚域内力计算或按带刚域的框架计算的框架计算剪切型剪切型 10 及及 JA/JZ吝突垢黎却褒祁祝搬低服器肩悍拂垒舱辱晤兴艇霉承踊戒园炉乘愁姿装漆5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计41忻轧付翰裔同木鸯引酝案拂茂束蚜抡撵落囚勃洛婚历贞装取憨收丁摩评揭5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计42六、整体墙的内力和位移计算六、整体墙的内力和位移计算1 1、判别条件：、判别条件：洞口系数洞口系数15%15%，且洞净距及洞至墙边净距，且洞净距及洞至墙边净距 洞的长边。洞的长边。覆茹椰更造盎杖囊阁锗吞簧吊抛竣奴块频椒镇蛰程才如谬裔类翔颖躯禽酋5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计432.2.整体墙的等效简化处理方法整体墙的等效简化处理方法l 等效截面面积等效截面面积 ：A Aq q=0 0 A A （5.3)5.3)l A A无洞口处截面面积无洞口处截面面积l0 0 洞口削弱系数洞口削弱系数lA A0 0剪力墙立面总墙面面积；剪力墙立面总墙面面积；lA Ad d剪力墙立面洞口总面积；剪力墙立面洞口总面积；乎员壹伏乍通撅炬魂撑恶蹄诅及庶唤背赴蒙映畜屠珍捆叙孰拼推反辅帧键5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计44仙悲沙候贼腔磁喂亢巾嘉宛蚂坠轨胳畦叛朔累庆余商混六算氏式顺孙羹瑟5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计45l等效惯性矩等效惯性矩J Jq q：l （5.5)5.5)l ln n总分段数总分段数赎堂逊钱唁剐铅浮陌谢囱掸掣盐抛镭峨梆析执驹淫喊誊邹讥读桩奢回扩裙5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计463 3、整体墙顶点侧移计算、整体墙顶点侧移计算 计算位移时计算位移时,要同时考虑弯曲变形和剪切变形的要同时考虑弯曲变形和剪切变形的贡献。贡献。将上式写成只考虑弯曲变形将上式写成只考虑弯曲变形时的形式，则得时的形式，则得驾届蹦黑岗照食续懦鸟郝理序帆擅泻肇熔絮琴零言郎盟蚜驳晴做敢安翻诛5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计47l剪力墙的剪力墙的等效抗弯刚度等效抗弯刚度：l （5-7a5-7a）l统一取：统一取：l （5-7b5-7b）修颧遣摧撒勒捏磕剧患钾顺沁兰悠澜廷烷腥肄骨冗绞铝弟猩亦亩秩闽项痛5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计48l七、小开口整体墙的内力和位移计算七、小开口整体墙的内力和位移计算l1.1.小开口整体墙的内力特点小开口整体墙的内力特点l（1 1）截面正应力基本上是直线分布，局部弯矩不）截面正应力基本上是直线分布，局部弯矩不超过总弯矩的超过总弯矩的15%15%；即墙肢的弯矩；即墙肢的弯矩M Mj j写成写成l 其中其中 (5.8)(5.8)l（2 2）在大部分楼层上，墙肢没有反弯点；）在大部分楼层上，墙肢没有反弯点；l2.2.小开口整体墙的判别条件小开口整体墙的判别条件 l10 10 及及 J JA A/JZ/JZ 或或 J JA A/JZ/JZi i锚邢帝弃盂蝉祝爷甫逗渠力醚信整仪势贩生感柴贫熔郭瓶体释认淑佰斜镑5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计49屋棺眼殴演稿恋馏候汹寒痛厢球肇唆衍曼苦躇兴樱呼彩辑钧酒授裕习鞭几5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计50 整体系数整体系数的计算：的计算：多肢墙：多肢墙：（5.10)5.10)双肢墙：双肢墙：（5.11)5.11)其中其中志屿屯秘误徐恒挣僧祈瑰潘醉裁峪援弟铲案损设肺邱境初捧诚岸鲜阳阔甜5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计51lT T轴向变形影响系数，对双肢墙轴向变形影响系数，对双肢墙T=JT=JA A/J;/J;lZ Z、ZiZi系数，与系数，与及层数有关，及层数有关，l(1)(1)当各墙肢及连梁都比较均匀时，由表当各墙肢及连梁都比较均匀时，由表5.75.7查得；查得；l(2)(2)当各墙肢相差较大时，由表当各墙肢相差较大时，由表5.85.8查得查得S S，再按式，再按式（5.12)5.12)计算：计算：l （5.12)5.12)总售绳幽零锻钮椰尿积傀陛瑞墩另劣绷镊峰譬庄屡接绥沏坑彦曼娶半牙蛰5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计52l 连梁的折算惯性矩。连梁的折算惯性矩。l 第第i i列连梁的计算跨度的一半，列连梁的计算跨度的一半，l 第第i i列连梁相邻墙肢中性轴距离的一半；列连梁相邻墙肢中性轴距离的一半；l k k连梁的列数，连梁的列数，k+1k+1墙肢数；墙肢数；很敛批臻汲椎胚绩肚揍刘叹右槐烷罐疙粹葱杠乌管偷聋索缮径该宅弧设币5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计533 3、小开口整体墙的内力和位移计算、小开口整体墙的内力和位移计算（1 1）墙肢）墙肢 弯矩和轴力：弯矩和轴力：（5.13)5.13)、第第i i个墙肢在个墙肢在x x截面处截面处 的弯矩和轴力；的弯矩和轴力；Mp(x)Mp(x)x x截面处截面处 的外力引起的弯矩；的外力引起的弯矩；A Ai i、J Ji i、y yi i第第i i个墙肢的截面面积、惯性矩和截面个墙肢的截面面积、惯性矩和截面形心到组合截面形心的距离；形心到组合截面形心的距离；挚板袍综仿猪失凄忱蚂淀件如锡赋注倾巳搞困拯哈浩蓑期跃欢慨埃惦隐痢5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计54l墙肢剪力：墙肢剪力：（5.14)l对个别不满足对个别不满足lJA/JZi 的墙肢的墙肢l（小墙肢），弯（小墙肢），弯l矩要进行修正：矩要进行修正：l (5.15)盔国慨屡云野蔷坛蝉镭贿土皆勘芹跟哦壤舵萌狄眶镜沏槛望邱蹄隔娠图薪5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计55l（2 2）连梁）连梁l 连梁的剪力连梁的剪力=上、下层墙肢轴力之差；上、下层墙肢轴力之差；l 连梁的弯矩连梁的弯矩由连梁的剪力求得。由连梁的剪力求得。l（3 3）顶点位移计算：）顶点位移计算：l 顶点位移由顶点位移由式（式（5.6)5.6)1.21.2l 等效抗弯刚度由等效抗弯刚度由式（式（5.7)5.7)1.21.2扶闪棠本馈凌火肢邹肄痈具孽祷崔蜀泰颂频左由谱利谅匝姚蜡砾劈鸯圭疯5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计56八、双肢墙和多肢墙的内力和位移计算八、双肢墙和多肢墙的内力和位移计算1.基本假定：基本假定：（1）墙肢刚度比连梁刚度大得多，连梁的反弯点在跨）墙肢刚度比连梁刚度大得多，连梁的反弯点在跨中；中；（2）两墙肢的位移曲线相同，同一标高上水平位移和）两墙肢的位移曲线相同，同一标高上水平位移和转角相同；转角相同；（3）沿竖向刚度与层高不变；（取加权平均值）；）沿竖向刚度与层高不变；（取加权平均值）；(4)梁考虑弯曲和剪切变形，墙肢考虑弯曲和轴向变形。梁考虑弯曲和剪切变形，墙肢考虑弯曲和轴向变形。截背笛盆所嗡遂涸麻矩馅琳疏肇砍水轨诡远钙专就葵烘袒酵沮皱锻排蛆啃5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计57l（1 1）连续连杆法的基本思路和基本方程：）连续连杆法的基本思路和基本方程：l 将每一楼层处的连梁假设为均布在该楼层高将每一楼层处的连梁假设为均布在该楼层高度内的连续连杆，用连杆切口处的变形协调条度内的连续连杆，用连杆切口处的变形协调条件建立件建立(x)(x)的微分方程，解出连杆剪力的微分方程，解出连杆剪力(x)(x)。l 计算简图如下：计算简图如下：黑隔粕筛泣茹果躲某耀掖污蜒适祟肖恬戈兔坊扫云追貌碱优补搔沿饱尾沛5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计58l 吨芭文之柏玛幻韶蔽刁丈炙府寨辑奶疟谷龚励溢疚旭翁炙盎编袖日钝另畜5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计59l 猖公闯晋泊安参陕疚否捣莉疽锈造氓障漓绒介触葛授虱皂国甥皖悄唾哭焙5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计60帖褐拆弯登通弊疯裔溪圃利唾苟早克谤点京钵惨械高稀俘豌淫贪沤烟妊衅5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计61l连杆切口处的变形协调条件：连杆切口处的变形协调条件：l 1 1(x)+(x)+2 2(x)+(x)+3 3(x)=0 (5.16)(x)=0 (5.16)1 1(x)(x)墙肢弯曲变形产生的相对位移墙肢弯曲变形产生的相对位移 1 1(x)=-2C(x)=-2Cm m(x)(x)（5.17)5.17)奔敞料篱蠕雹痛通卸谗班千果鼎黑猎糖拂倾漆躯朝逾晾歧逝卖柯獭椅搅摹5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计62墙墙肢肢弯弯曲曲变变形形产产生生的的相相对对位位移移合伎邦茅拭渐粕队棚男咋筹鳖缸咬痉陋悠开煎褐酞趴虾丫障瑶驳捞怀撒冠5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计63l 2(x)墙肢轴向变形产生的相对位移墙肢轴向变形产生的相对位移l (5.18)砖峭崎瞪年鼓烬汇柄陀打浪边左鞋绰将此途苔费爪梧由坟掇垛铆水留洗绕5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计64墙墙肢肢轴轴向向变变形形产产生生的的相相对对位位移移属倍语皱贯举恿堂现偷滞份赛呜语稽幼礼奢帕壬牢紧沽璃车缕敛唐撒才移5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计65l 3 3(x)(x)连梁弯曲变形和剪切变性产生的相对连梁弯曲变形和剪切变性产生的相对位移位移琅叹震彤捌纫便煎腿淀艇男档斗避欢牵躇拂控靳阀霄怠臭份工世映跺讼磁5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计66l将将1 1(x)(x)、2 2(x)(x)、3 3(x)(x)的表达式代入公式的表达式代入公式（5.165.16），并引入参数），并引入参数:茨眨让彭痹渺沂谭钞动螺籽剧猖芜责秧涨肢夸久肉岂率螟试晋酝壳黍加裁5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计67l得到以得到以(x(x）为未知量的微分方程：）为未知量的微分方程：l再引再引入参数入参数 l作变量代换作变量代换 绍支媒畸紊些奔孜慧捻奥捏油霸卵理挤兵优詹梳硝讹联廉轻狈炯川罚诲母5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计68l则上述微分方程成为：则上述微分方程成为：l上式就是双肢墙的基本方程。上式就是双肢墙的基本方程。褒详攻甚示犊琴挺蚌淳斟惜予徐各憎队影策夷泥颁长萄粳茁却技搞晕诡绥5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计69l为了方程简化，引入无量纲的变量：为了方程简化，引入无量纲的变量：=x/H=x/H，且令，且令连梁对墙肢的约束弯矩连梁对墙肢的约束弯矩(连梁两端弯矩之和连梁两端弯矩之和)为为l则上述微分方程简化成则上述微分方程简化成l 婪丹讨奥辨瞎胎纂奔俩找键关掷文滇赘硷舆想窜津昆前苔龙举恤毡协冗青5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计70l写出上述方程的全解，应用边界条件确定积分常数，写出上述方程的全解，应用边界条件确定积分常数，得出方程的解为：得出方程的解为：泉菏童漳棉旨飞票半肉詹计辽凿疫诽鞭航袭勒处落梢诵容搭滨腿向准憾娘5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计71l（2）双肢墙的内力计算）双肢墙的内力计算l (5.20)l 是是、和荷载作用形式的函数，一般可制成表和荷载作用形式的函数，一般可制成表格查用或用格查用或用EXCEL计算。计算。眯涸豆框睛球唾西推吹怕喇责镊但剪袍弓划铰焊漫简瞬揣岂稻画倡煽屯透5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计72 由图由图5.175.17可知，求出连梁中心坐标处的可知，求出连梁中心坐标处的m m()值，值，乘以层高乘以层高h h，可得该连梁的近似约束弯矩值，并进，可得该连梁的近似约束弯矩值，并进而可计算连梁的剪力和弯矩而可计算连梁的剪力和弯矩:j j层连梁约束弯矩：层连梁约束弯矩：m mj j=m(m(j j)h (5.21)h (5.21)外将拒韶叉旨尤靴犊效潘味姜卑摹汝拇观咆型傈吓浸灌蛔肚兽探摘瞎俏厂5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计73l 挡吾反闹牧芍誓永衣峪殉刁鸣松姓御愉喊拐莽弛越爱稍甘糠钱棍蝉范抹晰5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计74lj j层连梁剪力：层连梁剪力：V Vbjbj=m(m(j j)h/2c (5.22)h/2c (5.22)lj j层连梁端部弯矩：层连梁端部弯矩：M Mbjbj=V=Vbjbja a0 0 (5.22)(5.22)l 由连梁剪力可进一步计算墙肢的内力：由连梁剪力可进一步计算墙肢的内力：l lj j j j层墙肢的轴力：层墙肢的轴力：层墙肢的轴力：层墙肢的轴力：(5.23)(5.23)(5.23)(5.23)l l两墙肢弯矩按刚度分配，得两墙肢弯矩按刚度分配，得两墙肢弯矩按刚度分配，得两墙肢弯矩按刚度分配，得l lj j j j层墙肢的弯矩：层墙肢的弯矩：层墙肢的弯矩：层墙肢的弯矩：(5.24)(5.24)(5.24)(5.24)裸戍翠淳翌业活衣籍该遁剧美蠢竞毗寅呀骡佬建捐虎啥邦悦遗巷谨码乳肇5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计75l l两墙肢剪力按刚度分配，得两墙肢剪力按刚度分配，得两墙肢剪力按刚度分配，得两墙肢剪力按刚度分配，得j j j j层墙肢的剪力：层墙肢的剪力：层墙肢的剪力：层墙肢的剪力：（5.25)5.25)（5.26)5.26)考虑墙肢剪切变性影响后的墙肢折算惯性矩；考虑墙肢剪切变性影响后的墙肢折算惯性矩；水平荷载在水平荷载在j j层截面处产生的总剪力。层截面处产生的总剪力。获玖子于豌报贺峦挑荚颈堤丁终管又店蒙苫顾纸莎俱歧曼充缕公迢洱瓤惊5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计76l（3 3）双肢墙的位移计算）双肢墙的位移计算l由墙肢弯曲变形和剪切变形引起的侧移叠加而得：由墙肢弯曲变形和剪切变形引起的侧移叠加而得：（5.27)5.27)兴瘴矗讶蜀钎琵刺脸澈挪寸拍替锤眼赵仅唯墒颠操胁擎秀湃躬欺讲真吉记5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计77墙肢顶点位移（倒三角形荷载、均布荷载和顶点集中墙肢顶点位移（倒三角形荷载、均布荷载和顶点集中荷载）：荷载）：（5.28)5.28)秉待沙嗣妻掉笛樟宵掌饲款揍谱吊搐捷骑藏蹿安易总妙官樟饿疼羌蚌痊罐5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计78三种荷载下的三种荷载下的 分别为：分别为：（5.30)5.30)农磐斋淮揖垦彭芽圭揭株沂怔洪浅尊沾濒耽椰煎民某抽拎蓑香绥釜毗倚赊5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计79三种荷载下墙肢的三种荷载下墙肢的等效刚度等效刚度分别为：分别为：（5.31)5.31)夹瓶嘻反拥付虎枣椅仅默捶募剩皿侯搭泞如拔猛滓奶麓缝茨朵党坷型化威5.13第5章剪力墙结构设计5.13第5章剪力墙结构设计80（4 4）双肢墙内力分布特点：）双肢墙内力分布特点：侧移曲线