剪力墙结构的内力与位移计算ppt课件.ppt

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1、（1）剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向）剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。（2）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。 （3）矩形、）矩形、T、l形及井字形剪力墙沿两个正交主轴方向布置；形及井字形剪力墙沿两个正交主轴方向布置；（4）高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。）高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。是指是指，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。的剪力墙。 短肢剪力墙有利于住宅建筑布置，又

2、可进一步减轻结构自重。短肢剪力墙有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重。但但，地震区应用经验不多。，地震区应用经验不多。 1）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。宜墙肢和连梁。宜。 2）抗震设计时，一、二、三级抗震等级剪力墙的）抗震设计时，一、二、三级抗震等级剪力墙的；一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜；一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。采用叠合错洞墙。 3）较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若）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连接，每个独立墙段

3、的总高度干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不宜小于与其截面高度之比不宜小于3。墙肢截面高度不宜大于。墙肢截面高度不宜大于8m。 细高的剪力墙（高宽比大于细高的剪力墙（高宽比大于3）容易设计成弯曲破坏的）容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏 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不利影响：以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙不利影响： 1） 沿梁轴线方向沿梁轴线方向，抵抗该墙肢平面，抵抗该墙肢平面

4、外弯矩；外弯矩； 2） 当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处相交处。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋；。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋； 3） 当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处，并，并宜按计算确定配筋；宜按计算确定配筋； 4） 必要时，剪力墙内可必要时，剪力墙内可。 （7 7） 一般剪力墙的间距可分为：小开间剪力墙和大开间剪一般剪力墙的间距可分为：小开间剪力墙和大开间剪力墙力墙 小开间剪力墙，横墙间距为小开间剪力墙，横墙间距为2.7-4m 一般在一般在3.0-3.6m，剪力墙间距密，墙体多，底层

5、墙截面与底层，剪力墙间距密，墙体多，底层墙截面与底层楼面面积之比可达楼面面积之比可达8%-10%，结构所占面积大，混凝土用量较，结构所占面积大，混凝土用量较大，结构自重大，楼板跨度小大，结构自重大，楼板跨度小 大开间剪力墙的间距较大，可达大开间剪力墙的间距较大，可达6-8m，墙体的数量较少，使，墙体的数量较少，使用比较灵活，底层墙总截面面积与底层楼面面积之比，可在用比较灵活，底层墙总截面面积与底层楼面面积之比，可在7%之内。之内。 （8 8）控制剪力墙的刚度）控制剪力墙的刚度 减薄剪力墙厚度减薄剪力墙厚度 降低混凝土强度等级降低混凝土强度等级 加大洞口宽度，如果建筑不需要太大洞口，可在加宽的加

6、大洞口宽度，如果建筑不需要太大洞口，可在加宽的 洞口边砌砖填塞洞口边砌砖填塞 减少连梁高度减少连梁高度 将长的剪力墙分成二、三段，中间只保留楼板或很小的将长的剪力墙分成二、三段，中间只保留楼板或很小的 连梁的连接连梁的连接 将过大的墙肢开一列施工洞口划分两肢，施工洞口可用砖将过大的墙肢开一列施工洞口划分两肢，施工洞口可用砖填充填充 取消部分剪力墙，用轻质墙代替。取消部分剪力墙，用轻质墙代替。 T T1 1= =（0.050.060.050.06）N NS S（s s） V V0 0= =GG 式中式中N NS S为总层数为总层数 G G为建筑总重力荷载，方案阶段可按单位面积计算估计为建筑总重力

7、荷载，方案阶段可按单位面积计算估计重力荷载为重力荷载为1416KN/m21416KN/m2估计，如果超过估计，如果超过16kn/m216kn/m2，宜适当修改，宜适当修改方案方案（9 9）单片剪力墙）单片剪力墙 H/B2H/B2单片剪力墙不超过总水平力的单片剪力墙不超过总水平力的40%40%（1010）温度收缩缝）温度收缩缝 现浇剪力墙伸缩缝间距不宜大于现浇剪力墙伸缩缝间距不宜大于45m45m 外墙为装配式大板不宜超过外墙为装配式大板不宜超过65m65m（1111）剪力墙的洞口）剪力墙的洞口洞口之间的距离及洞边距墙边距离都不应小于三倍墙厚，也不洞口之间的距离及洞边距墙边距离都不应小于三倍墙厚，

8、也不应小于应小于500mm500mm设备管道尽量从连梁下面通过，不穿过剪力墙。设备管道尽量从连梁下面通过，不穿过剪力墙。在必须穿起时，尽量从墙肢通过，洞口尺寸不宜大于在必须穿起时，尽量从墙肢通过，洞口尺寸不宜大于800mm800mm（6 6）剪力墙的截面尺寸）剪力墙的截面尺寸墙肢的最大宽度墙肢的最大宽度墙肢宽度不宜大于墙肢宽度不宜大于8m8m，超过时容易发生剪切破坏，而且中间部，超过时容易发生剪切破坏，而且中间部分的竖向分布钢筋很难发挥。可用施工洞划分为两个单独墙肢分的竖向分布钢筋很难发挥。可用施工洞划分为两个单独墙肢墙肢最小宽度墙肢最小宽度墙肢宽度不应小于墙肢宽度不应小于3b3bw w（bw

9、bw为墙厚），也不小于为墙厚），也不小于500mm500mm。一、二级抗震等级，小墙肢的轴压比一、二级抗震等级，小墙肢的轴压比nn宜控制在宜控制在0.60.6以下。以下。 墙肢的最小厚度墙肢的最小厚度 按一二级抗震等级的剪力墙厚度按一二级抗震等级的剪力墙厚度 底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的l/16l/16，且不应小于且不应小于200mm200mm，其它部位不应小于层高或剪力墙无支长度，其它部位不应小于层高或剪力墙无支长度的的l/20l/20，且不应小于，且不应小于160mm160mm，当无端柱或翼墙的一字型剪力墙，当无端柱或翼墙的一字型剪力

10、墙时，其底部加强部位截面厚度不应小于层高的时，其底部加强部位截面厚度不应小于层高的l/12,l/12,其它部位其它部位尚不应小于层高的尚不应小于层高的l/15l/15，且不应小于，且不应小于180mm180mm； 三、四级抗震等级设计剪力墙截面厚度底部加强部位不应三、四级抗震等级设计剪力墙截面厚度底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的小于层高或剪力墙无支长度的l/20，且不应小于，且不应小于160mm，其它，其它部位不应小于层高或剪力墙无支长度的部位不应小于层高或剪力墙无支长度的l/25，且不应小于，且不应小于160mm。非抗震设计截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度。非抗震设计截面厚度不

11、应小于层高或剪力墙无支长度的的l/25，且不应小于，且不应小于160mm。 自下而上逐渐减薄其厚度，每次减薄不宜超过自下而上逐渐减薄其厚度，每次减薄不宜超过100mm，减，减薄的两面同时内收，保持上下墙体轴线一致。薄的两面同时内收，保持上下墙体轴线一致。墙肢的抗剪要求墙肢的抗剪要求墙肢的剪力设计值应满足墙肢的剪力设计值应满足无地震组合：无地震组合： 有地震组合：有地震组合：大于大于2.5时，时， 不大于不大于2.5时，时，式中式中c不大于不大于C50取取c=1.0，C80取取0.8，在，在C50和和C80之间按线之间按线性插入性插入式中式中Vw剪力墙的剪力设计值剪力墙的剪力设计值Bw矩形截面剪

12、力墙的宽度或矩形截面剪力墙的宽度或I型，型，T型截面的腹板宽度型截面的腹板宽度hw0截面有效高度截面有效高度wowccwhbfV25. 0)2 . 0(1wowccREwhbfrV)15. 0(1wowccREwhbfrV7.2.1 剪力墙结构混凝土强度等级不应低于剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20；带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度；带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于等级不应低于C25。 7.2.2 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求：剪力墙的截面尺寸应满足下列要求： 1 按一、二级抗震等级设计的按一、二级抗震等级设计的： 不应小于不应小于不应小于不应小于20

13、0mm； 不应小于不应小于160mm。 当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时：当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时： 截面厚度尚不应小于截面厚度尚不应小于220mm； 尚不应小于尚不应小于180mm； 2 的截面厚度，底部加强的截面厚度，底部加强部位不应小于部位不应小于180mm；其他部位不应小于；其他部位不应小于160mm； 3 ，其截面厚度不应小于，其截面厚度不应小于160mm； 4 当墙厚还要符合本规程附录当墙厚还要符合本规程附录D； 5 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于当减小，但不宜小于160mm； 剪力墙受

14、力特性与变形状态取决于剪力墙受力特性与变形状态取决于。 剪力墙剪力墙可分为可分为、及及几种类型。几种类型。 ，且洞口至墙边的净，且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，称为整体剪力墙。，称为整体剪力墙。 洞口面积洞口面积时，这类剪力墙截面的时，这类剪力墙截面的，变成了，变成了。 但当墙肢中局部弯矩不超过墙体整体弯矩的但当墙肢中局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15时，其时，其截面变形仍接近于整体截面剪力墙，称为整体小开口墙。截面变形仍接近于整体截面剪力墙，称为整体小开口墙。 当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞当剪力墙沿竖向开有一列或多

15、列较大的洞口时，由于洞口较大，口较大，、剪力墙的截面变、剪力墙的截面变形形。 剪力墙成剪力墙成所组成的联肢墙。所组成的联肢墙。 开有一列洞口的联肢墙称为开有一列洞口的联肢墙称为，当开有多列洞口时，当开有多列洞口时称之为称之为。 当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连，这种剪力墙称为壁，这种剪力墙称为壁式框架。式框架。 1），可视为刚度无限大，可视为刚度无限大的刚性楼板；而在平面外刚度可忽略不计。的刚性楼板；而在平面外刚度可忽略不计。 2），而其平面，而其平面外的刚度可忽略不计。外的刚度可忽略不计。 3）为便于计算，）为便于计算，的影响。的影响。 剪力墙

16、结构的内力和位移队剪力墙结构的内力和位移队，即，即纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘；横墙的一部分也可作为纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘；横墙的一部分也可作为纵墙的有效翼缘。纵墙的有效翼缘。 剪力墙的剪力墙的：、和和四者中的最小值。四者中的最小值。 整体墙、小开口剪力墙，在水平力作用下整体墙、小开口剪力墙，在水平力作用下，法，法向应力呈线性分布，可采用材料力学中有关公式计算内力及变形。向应力呈线性分布，可采用材料力学中有关公式计算内力及变形。 计算双肢墙和多肢墙的计算双肢墙和多肢墙的就属于这一类。就属于这一类。 此法是将每一楼层的连粱假想为在层高内均布的一系列连续连杆，此法是将每一楼层的连粱假

17、想为在层高内均布的一系列连续连杆，由连杆位移协调条件建立墙内力微分方程，从中求解出外力。由连杆位移协调条件建立墙内力微分方程，从中求解出外力。 将开有较大洞口的剪力墙视为将开有较大洞口的剪力墙视为，借助计算机求解。，借助计算机求解。 精度较高的计算方法。精度较高的计算方法。 凡墙上开洞面积凡墙上开洞面积，洞口至墙边的净，洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可忽略洞口对距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可忽略洞口对墙体的影响，墙体的影响，。 ：面积等效、组合截面惯性矩等效：面积等效、组合截面惯性矩等效 （1）等效截面面积）等效截面面积Aw的计算的计算 （5.15.2） 式中：

18、式中：0洞口削弱系数。洞口削弱系数。w00opf1 1.25AAAA Iw取有洞口与无洞口截面惯性矩沿竖向的加权平均值：取有洞口与无洞口截面惯性矩沿竖向的加权平均值： （5.3） nwiii=1wnii=1I hIh 位移计算中，需同时位移计算中，需同时。 三种荷载作用下，悬臂杆顶点位移计算公式如下：三种荷载作用下，悬臂杆顶点位移计算公式如下： （5.4） 式中：式中：V0底部截面剪力；底部截面剪力；剪力不均匀系数，矩形截面剪力不均匀系数，矩形截面取取1.2；工形截面；工形截面全面积全面积/腹板面积；腹板面积；T形截面查表得。形截面查表得。30w2ww30w2ww30w2ww3.6411160

19、41183113V HEIuEIH GAV HEIuEIH GAV HEIuEIH GA倒三角形均布集中 为简便计算，引入为简便计算，引入，将剪切变形和弯曲变形，将剪切变形和弯曲变形的形式表达：的形式表达： （5.5） 式中：式中： （5.6）weqw2wweqw2wweqw2w3.6414131EIEIEIH GAEIEIEIH GAEIEIEIH GA倒三角形均布集中30eq30eq30eq11601813V HuEIV HuEIV HuEI倒 三 角 形均 布集 中 进一步简化，进一步简化，式内系，式内系数取平均值，混凝土剪切模量取数取平均值，混凝土剪切模量取（材料力学），（材料力学），

20、则（则（5.6）可变为：）可变为： （5.7）weqw2w91EIEIIH A 试验研究表明，整体小开口试验研究表明，整体小开口墙在水平荷载作用下：墙在水平荷载作用下： 1）绕组合截面绕组合截面的形心轴产生的形心轴产生； 2）绕各自截面的形绕各自截面的形心轴心轴。 整体弯曲变形是整体弯曲变形是，而，而局部弯曲变形是局部弯曲变形是，不超，不超过整体弯曲变形的过整体弯曲变形的15。 第第i墙肢在高度墙肢在高度z处总弯距：处总弯距： （5.8） 式中：式中： 由剪力墙整体弯曲在由剪力墙整体弯曲在i墙肢上产生的墙肢上产生的； 由由i墙肢绕自身截面形心弯曲产生的墙肢绕自身截面形心弯曲产生的。 外荷载在外

21、荷载在z处产生弯距：处产生弯距： （5.95.11） 式中：式中： 产生整体弯曲的外弯距；产生整体弯曲的外弯距； 产生局部弯曲的产生局部弯曲的外弯距；外弯距；k整体弯距系数，取整体弯距系数，取0.85。ziziziMMMpzpzpzpzpzpzpz1MMMMkMMk MziMziMpiMpiM 第第i墙肢受到的整体弯曲和局部弯曲的弯距分别为：墙肢受到的整体弯曲和局部弯曲的弯距分别为： （5.125.14）区分区分I（组合墙惯性矩）和（组合墙惯性矩）和Ii （各墙惯性矩之（各墙惯性矩之和）和） ； 2）Mzi、Mpz。 iizipzpziizipzpziiiizizizipzpzi11IIMMk

22、MIIIIMMk MIIIIMMMkMk MII 试验研究证实：试验研究证实：。 当各墙肢当各墙肢时，基本上时，基本上，当各，当各墙肢墙肢时，基本上是时，基本上是。 实际的整体小开口墙中，各堵肢宽度相差较大，故墙实际的整体小开口墙中，各堵肢宽度相差较大，故墙肢肢，即：，即： （5.15） iizipiii12AIVVAI Nzi由整体弯曲产生，局部弯曲将不产生轴向力。由整体弯曲产生，局部弯曲将不产生轴向力。 （5.16） 考虑到各墙肢有共同变形曲线的曲率，因此考虑到各墙肢有共同变形曲线的曲率，因此，此时需，此时需将式（将式（5.14）的分配弯距进行修正：）的分配弯距进行修正： （5.17） p

23、zziziiiii0.85MNNAy AI0zi0zizizizi2hMMMMV 整体小开口墙的侧移可整体小开口墙的侧移可计算，但由于计算，但由于，因此，因此高层规程高层规程规规定将材料力学公式计算出的定将材料力学公式计算出的，即：，即： （5.18）3maxw2ww3w2ww3w2ww3.64111.21120411.218311.213qHEIuEIH GAEIqHuEIH GAEIPHuEIH GA倒三角形均布集中 将连粱看成墙肢间的连杆，并将它们将连粱看成墙肢间的连杆，并将它们，这种方法称为，这种方法称为，又称为，又称为，是联肢墙内力及位移分析的一种，是联肢墙内力及位移分析的一种经典的

24、方法。经典的方法。 ，连梁的作用可以用沿高度均匀，连梁的作用可以用沿高度均匀分布的分布的； 各墙肢的刚度相差不过分悬殊，因而各墙肢的刚度相差不过分悬殊，因而； 连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形；墙肢还应考虑轴向连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形；墙肢还应考虑轴向变形的影响。变形的影响。将连梁中点切开，去掉多余联系，建立静定将连梁中点切开，去掉多余联系，建立静定基本体系。基本体系。 切开后连杆弯矩为切开后连杆弯矩为0，是多余未知力，一个连续是多余未知力，一个连续函数，函数，虽然存在，但与求解剪力无关，不必解出。虽然存在，但与求解剪力无关，不必解出。 连杆切开后，由变形连续条件可建立平衡方程连杆切开后，由变

25、形连续条件可建立平衡方程1： （5.19） 在高度在高度x处截断剪力墙，由弯距平衡可建立平衡方程处截断剪力墙，由弯距平衡可建立平衡方程2： （5.26） 由平衡方程由平衡方程1、2可推导出关于可推导出关于的微分方程，的微分方程，即问题可解出。即问题可解出。 1230 xxx 12pp0220 xM xMxMxN xcMxcx dx)由墙肢弯曲变形产生的相对位移；由墙肢弯曲变形产生的相对位移； 1(x) =2cm(x) （5.20） 2(x)由墙肢轴向变形产生的相对位移；由墙肢轴向变形产生的相对位移； 3(x)由连梁弯曲和剪切变形产生的相对位移；由连梁弯曲和剪切变形产生的相对位移； 折算惯性矩折

26、算惯性矩，以弯曲变形形式表达弯曲和剪切变形。，以弯曲变形形式表达弯曲和剪切变形。 201212111HHHxxxxN XN Xxdxdxx dxdxEAEAEAA 333b33m3v20bbbbb223221333x hax hax hax haEIxEIA GEIA GaEI0bbb2b31IIEIA Ga 若连梁截面为矩形，则可得：若连梁截面为矩形，则可得： 将将1(x)、2(x)、3(x)代入平衡方程代入平衡方程1，即可得：，即可得：2bbb0bb2b;1.2;0.421210.7/IhGEAIIha 3m0012b3m012b211120(5.25)3111220(5.26)3Hxxx

27、 hacx dxdxEAAEIhacxxEAAEI 21m11 1m1221m212m221m2mm1m2mm2mmp20123mmp312(5.27 29)1212xd yEIEIMxdxd yEIEIMxdxyyyd yMxcx dxdxE IId yVxcxdxE II 由平衡方程由平衡方程1、2和假定条件和弯曲理论，可得微分方程：和假定条件和弯曲理论，可得微分方程： （5.36） 式中：式中： D连梁刚度系数；连梁刚度系数；，又，又称称； 2210222102221021(1)xVHHxmxm xVHHHVH 倒三角形均布集中 22112222122b36622HDh IIHDhscI

28、 cDam xcx引入：引入： （注意：（注意：m(x)连梁沿高度方向的连梁沿高度方向的约束弯距），则式（约束弯距），则式（5.36）可化简为：）可化简为： （5.39）该方程通由通解和特解（边界条件）组成，略，见表。该方程通由通解和特解（边界条件）组成，略，见表。 2102xHm xx V 2222211 由式（由式（5.38）可得连梁的约束弯距）可得连梁的约束弯距m(x)： ：m(x)，乘以层高，乘以层高h，即可得连梁的近似约束弯距值，并进而，即可得连梁的近似约束弯距值，并进而可计算出连梁的剪力、弯距和轴力：可计算出连梁的剪力、弯距和轴力： i层连梁的约束弯距、剪力：层连梁的约束弯距、剪力

29、： i层连梁梁端弯距：层连梁梁端弯距：bibi0(5.49)MV a ibi(5.47)/2(5.48)mmhVmhc 2102(5.46)mV :查表计算查表计算 i层墙肢轴力：层墙肢轴力： i层墙肢弯距：层墙肢弯距： ibj(5.50)nj iNV1i1pijj=i122i2pijj=i12(5.51)nnIMMmIIIMMmIIi层墙肢剪力：层墙肢剪力：式中：式中： 考虑剪切变形后墙肢折算惯性矩；考虑剪切变形后墙肢折算惯性矩； Vpi水平荷载在水平荷载在i层处的总剪力。层处的总剪力。01i1pi001202i2pi0012(5.52)IVVIIIVVII0iii2i121IIEIGAh双

30、肢墙侧向位移由墙肢的弯曲变形和剪切变形叠加而成：双肢墙侧向位移由墙肢的弯曲变形和剪切变形叠加而成： 同样引入等效抗弯刚度，用悬臂墙顶点位移公式表达：同样引入等效抗弯刚度，用悬臂墙顶点位移公式表达：2vmv2111(5.54)dyd yyyyd dddd 30eq30eq30eq11601(5.62)813V HuEIV HuEIV HuEI倒三角形均布集中式中：式中： a可查表得。可查表得。 ieq21ieq21ieq211 3.64(5.63)1 41 3EIEIEIEIEIEI 倒三角形均布集中 壁式框架与框架异同：壁式框架与框架异同：壁式框架由于洞口大，壁式框架由于洞口大，。由于墙肢宽度

31、与连梁高度较大，与一般框架又有区别，其由于墙肢宽度与连梁高度较大，与一般框架又有区别，其相交部分不再能看作一个节点，而形成有较大尺寸的节点区；相交部分不再能看作一个节点，而形成有较大尺寸的节点区；梁柱在进入节点区之后，形成弯曲刚度无限大的梁柱在进入节点区之后，形成弯曲刚度无限大的。 壁式框架的梁、柱轴线取连梁和墙肢的截面形心轴线。壁式框架的梁、柱轴线取连梁和墙肢的截面形心轴线。 试验和有限元计算结果表明，连梁不能在洞口边缘完全试验和有限元计算结果表明，连梁不能在洞口边缘完全固定，因此刚域的长度不能取到洞口。固定，因此刚域的长度不能取到洞口。的计算可按下式进行：的计算可按下式进行： 梁刚域长度：

32、梁刚域长度： 柱刚域长度：柱刚域长度： 当计算的刚域长度为当计算的刚域长度为时，可不考虑刚域的影响。时，可不考虑刚域的影响。 b11bb22b0.25(5.76)0.25lahlahc11cc22c0.25(5.77)0.25lchlch 进行，但在计算时应注意以下几点：进行，但在计算时应注意以下几点： 1) 由于壁梁和壁柱截面都比较宽，由于壁梁和壁柱截面都比较宽，； 2) 在梁柱节点处有在梁柱节点处有。 由于这两个因素的存在，对框架柱的抗侧刚度由于这两个因素的存在，对框架柱的抗侧刚度D和反和反弯点高度都有一定的影响，弯点高度都有一定的影响，。 概念：概念：，即杆件产生单位转角时的所需的弯距。

33、，即杆件产生单位转角时的所需的弯距。 如图，当两端有如图，当两端有1时，由于时，由于11段和段和22段为刚性段，在段为刚性段，在1、2点出除有单位转角外，还有线位移点出除有单位转角外，还有线位移al和和bl，则转角，则转角为：为： (5.78)11ab lalblablab lab 计算计算m12和和m21，可把当成铰接点。，可把当成铰接点。 先使刚性边先使刚性边11和和22段产生单位转角，段产生单位转角，由于由于1和和2点设为铰接点，刚性段有转角时在杆件内并不产生内力，然后再点设为铰接点，刚性段有转角时在杆件内并不产生内力，然后再在在1和和2点上加上弯矩点上加上弯矩m12和和m21使使1、2

34、段从虚线位置变到所要求的变形位段从虚线位置变到所要求的变形位置，这时置，这时1、2段两端都转了一个角度段两端都转了一个角度(1十十)。 杆件杆件1、2段为等截面杆件，考虑剪切变形后，段为等截面杆件，考虑剪切变形后，时，时，l、2端的弯矩为：端的弯矩为： 令线刚度令线刚度iEI/l，则上式可写为：，则上式可写为： 相应的杆端剪力为：相应的杆端剪力为：122126611(5.79)111iimmllab1221261(5.80)11immab12211221312(5.81)11mmiVVlabl2121212336112111116611iimmVblblabablabiicab12121223

35、36112111116611iimmValalabablabiicab由平衡条件有：由平衡条件有： （5.82） （5.83） 式中：式中： ； 剪切变形影响系数。剪切变形影响系数。 33212211111111212 ()2abcababcabEIGAlccmmmi 对于同跨度同刚度的等截面杆件，当不考虑剪切变形影对于同跨度同刚度的等截面杆件，当不考虑剪切变形影响时，转角位移方程为响时，转角位移方程为m12m216i与带刚域的杆件相比，与带刚域的杆件相比，因此带刚域杆件的刚度可按下式计算，因此带刚域杆件的刚度可按下式计算取值：取值： 取：取：； 取：取：。 、K值可查表计算得。值可查表计算得

36、。 jjkcjk2j12ViDuh 可按下式进行计算：可按下式进行计算： 式中：式中：；sh/h；y0标准反标准反弯点高度比，查表得；弯点高度比，查表得；y1壁柱上下壁梁刚度变化时反弯点高壁柱上下壁梁刚度变化时反弯点高度得修正值，由度得修正值，由、K查表得；查表得； y2、y3上下成层高变化时对反弯点高上下成层高变化时对反弯点高度的修正值，分别度的修正值，分别1h上上/h、2h下下/h由及由及K查表得。查表得。 由壁柱侧移刚度由壁柱侧移刚度D及反弯点高度确定后及反弯点高度确定后即可按即可按D值法计算壁式框架结构内力。值法计算壁式框架结构内力。 壁式框架的位移包括：壁式框架的位移包括：。故梁柱故

37、梁柱“弯曲变形弯曲变形”（考虑了剪切变形）产生的侧移：（考虑了剪切变形）产生的侧移： 层间侧移：层间侧移： 总侧移：总侧移： 式中：式中：m为为j层壁柱数；层壁柱数；n为层数。为层数。 Fjjmjii=1VuDnFjmj=1jii=1VuD 第一准则：第一准则： 推导多肢墙中的整体系数推导多肢墙中的整体系数（见书，考虑轴向变形）：（见书，考虑轴向变形）： 式中：式中：Di连梁刚度系数；连梁刚度系数；Ii各剪力墙墙肢惯性矩；各剪力墙墙肢惯性矩； 剪力墙的整体性程度如何，剪力墙的整体性程度如何，即，即。 （1），连梁犹如铰接的一，连梁犹如铰接的一个连杆，每一墙肢相当于一个单肢的剪力墙，单铰剪力墙完

38、全承担个连杆，每一墙肢相当于一个单肢的剪力墙，单铰剪力墙完全承担了水平荷裁，墙肢轴力为零，各墙肢横截面上正应力呈线性分布。了水平荷裁，墙肢轴力为零，各墙肢横截面上正应力呈线性分布。k2i2i=1k+1ii=16HDhI（2），整个剪力墙的整体性很，整个剪力墙的整体性很好。剪力墙犹如一片整体墙或整体小开口墙，整个剪力墙的截面中，好。剪力墙犹如一片整体墙或整体小开口墙，整个剪力墙的截面中，正应力呈线性分布或接近于线性分布。正应力呈线性分布或接近于线性分布。（3）当连梁对墙肢的约束作用介于上述两种情况之间时，它的受力）当连梁对墙肢的约束作用介于上述两种情况之间时，它的受力状态也介于上述两种情况之间，

39、这时整个剪力墙截面正应力不再呈状态也介于上述两种情况之间，这时整个剪力墙截面正应力不再呈线性分布，墙肢中局部弯曲正应力的比例增大。线性分布，墙肢中局部弯曲正应力的比例增大。 经过以上分析，对剪力墙类别的判别可给出一个定性的标准：经过以上分析，对剪力墙类别的判别可给出一个定性的标准： 1)当当时，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，剪力墙按独立墙肢时，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，剪力墙按独立墙肢进行计算；进行计算； 2)当当时，连梁对墙肢的约束作用很强，剪力墙可按整体小开口时，连梁对墙肢的约束作用很强，剪力墙可按整体小开口墙进行计算；墙进行计算； 3)当当时，可按联肢墙进行计算。时，可按联肢墙进行计

40、算。 上面给出了判断剪力墙类别的一个标准，但并不是唯一标准。上面给出了判断剪力墙类别的一个标准，但并不是唯一标准。 第二准则：第二准则： ：整体参数：整体参数反映了剪力墙整体性的强弱，反映了剪力墙整体性的强弱，能反映出剪力墙的受力状态，但能反映出剪力墙的受力状态，但，因此在某些情况下，仅靠，因此在某些情况下，仅靠值的值的大小还不足以完全判别剪力墙的类型。大小还不足以完全判别剪力墙的类型。 通过分析表明，墙肢是否出现反弯点，与墙肢惯性矩通过分析表明，墙肢是否出现反弯点，与墙肢惯性矩的比值的比值IAI、剪力墙的整体参数、剪力墙的整体参数及结构的层数及结构的层数N等诸多等诸多因素有关。因素有关。 理

41、论分析与试验研究的结果证明，当理论分析与试验研究的结果证明，当值相同时，随着值相同时，随着IAI的增大，出现反弯点的层数就增多；反之就减小。的增大，出现反弯点的层数就增多；反之就减小。 高规高规根据墙肢是否出现反弯点的分析，给出了根据墙肢是否出现反弯点的分析，给出了IAI的限值的限值(见表见表5.11)，作为划分剪力墙类别的第二个准则。，作为划分剪力墙类别的第二个准则。 当墙肢和连梁都比较均匀时，各根据当墙肢和连梁都比较均匀时，各根据、N查表得查表得值；值；否则需先查表得否则需先查表得S，再按式（，再按式（5.85）进行计第）进行计第i墙肢得墙肢得 i值。值。 （5.85） iiiii1312

42、AAZSNII 由上可知，剪力墙的类型判别应以其受力特点为依据，由上可知，剪力墙的类型判别应以其受力特点为依据，具体如下：，具体如下： (1)当当1时，忽略连梁对墙肢的约束作用，各墙肢按独立墙时，忽略连梁对墙肢的约束作用，各墙肢按独立墙肢分别计算；肢分别计算； (2)当当1l0，且，且IAI 时，可按联肢墙计算；时，可按联肢墙计算； (3)当当10，且，且IAI 时，可按整体小开口焰进行计算时，可按整体小开口焰进行计算 (4)当当10，且，且IAI 时，按壁式框架计算；时，按壁式框架计算； (5)当无洞口或有洞口而洞口面积小于墙总立面的当无洞口或有洞口而洞口面积小于墙总立面的15时，按时，按整

43、体墙计算整体墙计算 在上面的判别式在上面的判别式IAI中，中， I为剪力墙对组合截面形心的惯性为剪力墙对组合截面形心的惯性矩，矩，IAIIi。系数。系数见表见表6.3，P171 剪力墙抗震设计时，需却确定底部加强部位高度。剪力墙抗震设计时，需却确定底部加强部位高度。 1）一般剪力墙：）一般剪力墙： 2）一般从地下室顶板算起）一般从地下室顶板算起 3）： maxH/10，框支层加上框支层以上两层，框支层加上框支层以上两层 高规高规：7.2.14 抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其墙底部加强部位，其不宜超过下表限值。不宜超过下表限值。 研究表明，

44、剪力墙的边缘构件（暗柱、翼柱、转角柱研究表明，剪力墙的边缘构件（暗柱、翼柱、转角柱等）配置横向钢筋，可约束混凝土的变形，改善混凝土的等）配置横向钢筋，可约束混凝土的变形，改善混凝土的受压性能，提高剪力墙的延性。受压性能，提高剪力墙的延性。 因此，因此，。 根据设计要求的不同，边缘构件分为两类：根据设计要求的不同，边缘构件分为两类：和和。约束边缘构件的截面尺寸及配筋要。约束边缘构件的截面尺寸及配筋要求均比构造边缘构件要高。求均比构造边缘构件要高。 两类边缘构件的设置范围如下：两类边缘构件的设置范围如下：一、二级抗震设计的剪力墙一、二级抗震设计的剪力墙；一、二级抗震设计剪力墙的其他部位一、二级抗震

45、设计剪力墙的其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部。以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部。 1）确定约束边缘构件的截面尺寸；）确定约束边缘构件的截面尺寸； 2）满足体积配箍率）满足体积配箍率v； 3）满足纵向配筋率的要求。）满足纵向配筋率的要求。 同上同上 钢筋混凝上剪力墙应进行平面内的钢筋混凝上剪力墙应进行平面内的、计算。在集中荷计算。在集中荷载作用下，墙内载作用下，墙内还应进行还应进行计算。计算。 连梁主要进行平面内的连梁主要进行平面内的计算。计算。高规高规：7.2.6 设计的剪力墙各设计的剪力墙各，应符合下列规定：（？），应符合下列规定：（？） 1 底部加强

46、部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计底部加强部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计算值采用；算值采用； 2 其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的采用。采用。 7.2.7 抗震设计的双肢剪力墙中，抗震设计的双肢剪力墙中，；当任一墙肢；当任一墙肢大偏心受拉时，大偏心受拉时，的弯矩设计值及剪力设计值应乘的弯矩设计值及剪力设计值应乘。 7.2.10 剪力墙剪力墙： 一、二、三级抗震等级时应按下式调整，四级抗震等级及无地震作用组一、二、三级抗震等级时应按下式调整，四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整。合时可不调整。 9 度抗震设计时尚应符合：度抗震设计时尚应符合： 式中：式中

47、：V考虑地震作用组合剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力设计值；考虑地震作用组合剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力设计值； VW考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力计算值；考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力计算值； Mwua考虑承载力抗震调整系数考虑承载力抗震调整系数RE后的剪力墙墙肢正截面抗弯承载力，应后的剪力墙墙肢正截面抗弯承载力，应按实际配筋面积、材料强度标准值和轴向力设计值确定，有翼墙时应考虑按实际配筋面积、材料强度标准值和轴向力设计值确定，有翼墙时应考虑墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋；墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋； Mw考虑地震作用组合的剪力墙墙

48、肢截面的弯矩设计值；考虑地震作用组合的剪力墙墙肢截面的弯矩设计值； vw剪力增大系数，一级为剪力增大系数，一级为1.6，二级为，二级为1.4，三级为，三级为1.2。 vww(7.2.101)VVwuaww1.1(7.2.102)MVVM 7.2.22 连梁的剪力设计值连梁的剪力设计值Vb应按下列规定计算：应按下列规定计算： 1 无地震作用组合及有地震作用组合四级抗震等级时，无地震作用组合及有地震作用组合四级抗震等级时，应取考虑水平风荷载或水平地震作用组合剪力设计值；应取考虑水平风荷载或水平地震作用组合剪力设计值； 2 有地震作用组合的一、二、三级抗震等级时，连梁的有地震作用组合的一、二、三级抗

49、震等级时，连梁的剪力设计值应按下式进行调整：剪力设计值应按下式进行调整：9度抗震设计时尚应符合：度抗震设计时尚应符合：rbbbvbGbn(7.2.221)lMMVVlrbuabuabGbn1.1(7.2.222)lMMVVl式中：式中： 、 分别分别为梁左、右端顺时针或反时针方向考虑地为梁左、右端顺时针或反时针方向考虑地震作用组合的弯矩设计值；对一级抗震等级且两端均为负弯矩震作用组合的弯矩设计值；对一级抗震等级且两端均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取零；时，绝对值较小一端的弯矩应取零； 、 分别为连梁左、右端顺时针或反时针方向实配的分别为连梁左、右端顺时针或反时针方向实配的受弯承载力所对应

50、的弯矩值，应按实配钢筋面积（计入受压钢受弯承载力所对应的弯矩值，应按实配钢筋面积（计入受压钢筋）和材料强度标准值并考虑承载力抗震调整系数计算；筋）和材料强度标准值并考虑承载力抗震调整系数计算； ln连梁的净跨。连梁的净跨。 VGb在重力荷载代表值（在重力荷载代表值（9度时还应包括竖向地震作用标准值）度时还应包括竖向地震作用标准值）作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值；作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值； vb连梁剪力增大系数，一级连梁剪力增大系数，一级1.3，二级，二级1.2，三级，三级1.1。 bualMbuarMblMbrM 1）按照平截面假定，不考虑受拉混凝土的作用，）按照平截