剪力墙结构的内力与位移计算ppt课件

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锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定锚固长度的确定5.剪力墙结构的内力与位移计算剪力墙结构的内力与位移计算5.1概述概述5.2整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算5.4壁式框架的计算壁式框架的计算5.5剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类5.6剪力墙轴压比限值及边缘约束构件剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.7剪力墙与连梁截面设计及配筋构造剪力墙与连梁截面设计及配筋构造5.剪力墙结构的内力与位移计算5.1 概述5.1概述概述5.1.15.1.1结构布置结构布置结构布置结构布置(1)剪剪力力墙墙结结构构中中,剪剪力力墙墙宜宜沿沿主主轴轴方方向向或或其其他他方方向向双双双双向向向向布布布布置置置置。剪剪力力墙墙墙墙肢肢截截面面宜宜简简单单、规规则则。剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙结结结结构构构构的的的的侧侧侧侧向向向向刚刚刚刚度度度度不不不不宜宜宜宜过过过过大。大。大。大。(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。短短短短肢肢肢肢剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙:是是指指墙墙墙墙肢肢肢肢截截截截面面面面高高高高度度度度与与与与厚厚厚厚度度度度之之之之比比比比为为为为4 48 8的的的的剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙,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。但但抗震性能较差抗震性能较差抗震性能较差抗震性能较差,地震区应用经验不多。,地震区应用经验不多。5.1 概述 5.1.1 结构布置5.1概述概述(5 5)开洞要求)开洞要求)开洞要求)开洞要求1)剪剪力力墙墙的的门门窗窗洞洞口口宜宜上上下下对对齐齐、成成列列布布置置,形形成成明明确确的的墙肢和连梁。宜墙肢和连梁。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。2)抗抗震震设设计计时时,一一、二二、三三级级抗抗震震等等级级剪剪力力墙墙的的底底底底部部部部加加加加强强强强部部部部位位位位不不不不宜宜宜宜采采采采用用用用错错错错洞洞洞洞墙墙墙墙;一一、二二、三三级级抗抗震震等等级级的的剪剪力力墙墙均均不不宜宜采用叠合错洞墙。采用叠合错洞墙。3)较较长长的的剪剪力力墙墙宜宜开开设设洞洞口口,将将其其分分成成长长度度较较为为均均匀匀的的若若干干墙墙段段,墙墙段段之之间间宜宜采采用用弱弱连连梁梁连连接接,每每个个独独立立墙墙段段的的总总高高度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。原原原原因因因因:细细高高的的剪剪力力墙墙(高高宽宽比比大大于于3)容容易易设设计计成成弯弯曲曲破破坏坏的的延性剪力墙,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5.1 概述(5)开洞要求5.1概述概述5.1 概述5.1概述概述(6 6)应控制剪力墙平面外的弯矩)应控制剪力墙平面外的弯矩)应控制剪力墙平面外的弯矩)应控制剪力墙平面外的弯矩当当剪剪力力墙墙墙墙肢肢与与其其平平面面外外方方向向的的楼楼面面梁梁连连接接时时,应应至至少少采采取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)沿沿梁梁轴轴线线方方向向设设设设置置置置与与与与梁梁梁梁相相相相连连连连的的的的剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙,抵抵抗抗该该墙墙肢肢平平面面外弯矩;外弯矩;2)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交处相交处设置扶壁柱设置扶壁柱设置扶壁柱设置扶壁柱。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设设置置置置暗暗暗暗柱柱柱柱,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,剪力墙内可设置型钢设置型钢设置型钢设置型钢。5.1 概述(6)应控制剪力墙平面外的弯矩5.1概述概述 (7 7)一一般般剪剪力力墙墙的的间间距距可可分分为为:小小开开间间剪剪力力墙墙和和大大开开间间剪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一一般般在在3.0-3.6m,剪剪力力墙墙间间距距密密,墙墙体体多多,底底层层墙墙截截面面与与底底层层楼楼面面面面积积之之比比可可达达8%-10%,结结构构所所占占面面积积大大,混混凝凝土土用用量量较较大,结构自重大,楼板跨度小大,结构自重大,楼板跨度小大大开开间间剪剪力力墙墙的的间间距距较较大大,可可达达6-8m,墙墙体体的的数数量量较较少少,使使用用比比较较灵灵活活,底底层层墙墙总总截截面面面面积积与与底底层层楼楼面面面面积积之之比比,可可在在7%之内。之内。5.1 概述 (7)一般剪力墙的间距可分为:小开间剪力墙5.1概述概述 (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 加加 大大 洞洞 口口 宽宽 度度,如如 果果 建建 筑筑 不不 需需 要要 太太 大大 洞洞 口口,可可 在在 加加 宽宽 的的 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 将将长长的的剪剪力力墙墙分分成成二二、三三段段,中中间间只只保保留留楼楼板板或或很很小小的的 连梁的连接连梁的连接5.1 概述(8)控制剪力墙的刚度5.1概述概述 将将过过大大的的墙墙肢肢开开一一列列施施工工洞洞口口划划分分两两肢肢,施施工工洞洞口口可可用用砖砖填填充充 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=G =G 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荷载,方案阶段可按单位面积计算估计重重力力荷荷载载为为1416KN/m21416KN/m2估估计计,如如果果超超过过16kn/m216kn/m2,宜宜适适当当修修改改方方案案5.1 概述 将过大的墙肢开一列施工洞口划分两肢,施工洞口5.1概述概述(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)剪力墙的洞口洞洞口口之之间间的的距距离离及及洞洞边边距距墙墙边边距距离离都都不不应应小小于于三三倍倍墙墙厚厚,也也不不应小于应小于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。5.1 概述(9)单片剪力墙 H/B25.1概述概述在必须穿起时,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墙肢肢宽宽度度不不宜宜大大于于8m8m,超超过过时时容容易易发发生生剪剪切切破破坏坏,而而且且中中间间部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(bwbw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。5.1 概述在必须穿起时,尽量从墙肢通过,洞口尺寸不宜大于85.1概述概述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 底底部部加加强强部部位位不不应应小小于于层层高高或或剪剪力力墙墙无无支支长长度度的的l/16l/16,且且不不应应小小于于200mm200mm,其其它它部部位位不不应应小小于于层层高高或或剪剪力力墙墙无无支支长长度度的的l/20l/20,且且不不应应小小于于160mm160mm,当当无无端端柱柱或或翼翼墙墙的的一一字字型型剪剪力力墙墙时时,其其底底部部加加强强部部位位截截面面厚厚度度不不应应小小于于层层高高的的l/12,l/12,其其它它部部位位尚尚不不应应小于层高的小于层高的l/15l/15,且不应小于,且不应小于180mm180mm;5.1 概述 墙肢的最小厚度5.1概述概述三三、四四级级抗抗震震等等级级设设计计剪剪力力墙墙截截面面厚厚度度底底部部加加强强部部位位不不应应小小于于层层高高或或剪剪力力墙墙无无支支长长度度的的l/20,且且不不应应小小于于160mm,其其它它部部位位不不应应小小于于层层高高或或剪剪力力墙墙无无支支长长度度的的l/25,且且不不应应小小于于160mm。非非抗抗震震设设计计截截面面厚厚度度不不应应小小于于层层高高或或剪剪力力墙墙无无支支长长度度的的l/25,且且不应小于不应小于160mm。自自下下而而上上逐逐渐渐减减薄薄其其厚厚度度,每每次次减减薄薄不不宜宜超超过过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。5.1 概述 三、四级抗震等级设计剪力墙截面厚度底5.1概述概述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5.1 概述墙肢的抗剪要求5.1概述概述5.1.2剪力墙的最小厚度及混凝土强度剪力墙的最小厚度及混凝土强度高高规规:7.2.1剪剪力力墙墙结结构构混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于C20;带带有有筒筒体体和和短短肢肢剪剪力力墙墙的的剪剪力力墙墙结结构构的的混混凝凝土土强强度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剪力墙的截面厚度剪力墙的截面厚度剪力墙的截面厚度剪力墙的截面厚度:底部加强部位底部加强部位底部加强部位底部加强部位不应小于不应小于不应小于不应小于200mm;其他部位其他部位其他部位其他部位不应小于不应小于160mm。5.1 概述5.1.2 剪力墙的最小厚度及混凝土强度5.1概述概述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:底部加强部位底部加强部位底部加强部位底部加强部位截面厚度尚不应小于截面厚度尚不应小于220mm;其他部位其他部位其他部位其他部位尚不应小于尚不应小于180mm;2按按按按三三三三、四四四四级级级级抗抗抗抗震震震震等等等等级级级级设设设设计计计计的的的的剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙的的截截面面厚厚度度,底底部部加加强强部部位不应小于位不应小于180mm;其他部位不应小于;其他部位不应小于160mm;3非抗震设计的剪力墙非抗震设计的剪力墙非抗震设计的剪力墙非抗震设计的剪力墙,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计算墙体的稳定计算计算墙体的稳定计算计算墙体的稳定计算计算墙体的稳定计算;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;5.1 概述 当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时:5.1概述概述5.1.3剪力墙的分类剪力墙的分类剪力墙受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上开洞情况剪力墙上开洞情况剪力墙上开洞情况剪力墙上开洞情况。剪力墙剪力墙按受力特性的不同按受力特性的不同按受力特性的不同按受力特性的不同可分为可分为整体墙整体墙整体墙整体墙、整体小开口墙整体小开口墙整体小开口墙整体小开口墙、联肢墙联肢墙联肢墙联肢墙及及壁式框架壁式框架壁式框架壁式框架几种类型。几种类型。5.1 概述5.1.3 剪力墙的分类5.1概述概述5.1 概述5.1概述概述(1)整体剪力墙整体剪力墙洞洞洞洞口口口口的的的的面面面面积积积积不不不不超超超超过过过过墙墙墙墙体体体体面面面面积积积积的的的的1515,且且洞洞口口至至墙墙边边的的净净距距及及洞洞口口之之间间的的净净距距大大于于洞洞孔孔长长边边尺尺寸寸时时,可可可可以以以以忽忽忽忽略略略略洞洞洞洞口口口口对墙体的影响对墙体的影响对墙体的影响对墙体的影响,称为整体剪力墙。,称为整体剪力墙。(2)整体小开口墙整体小开口墙洞洞口口面面积积超超超超过过过过墙墙墙墙体体体体面面面面积积积积的的的的1515时时,这这类类剪剪力力墙墙截截面面的的正正正正应应应应力力力力分分分分布布布布偏偏偏偏离离离离了了了了直直直直线线线线分分分分布布布布的的的的规规规规律律律律,变变成成了了相相相相当当当当于于于于在在在在整整整整体体体体场场场场弯曲时的直线分布应力之上叠弯曲时的直线分布应力之上叠弯曲时的直线分布应力之上叠弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力加了墙肢局部弯曲应力加了墙肢局部弯曲应力加了墙肢局部弯曲应力。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。5.1 概述(1)整体剪力墙5.1概述概述(3)联肢剪力墙联肢剪力墙当当剪剪力力墙墙沿沿竖竖向向开开有有一一列列或或多多列列较较大大的的洞洞口口时时,由由于于洞洞口口较较大大,剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙截截截截面面面面的的的的整整整整体体体体性性性性已已已已被被被被破破破破坏坏坏坏、剪剪力力墙墙的的截截面面变变形形不再符合平截面的假定不再符合平截面的假定不再符合平截面的假定不再符合平截面的假定。剪力墙成剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢为由一系列连梁约束的墙肢为由一系列连梁约束的墙肢为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。所组成的联肢墙。开开有有一一列列洞洞口口的的联联肢肢墙墙称称为为双双双双肢肢肢肢墙墙墙墙,当当开开有有多多列列洞洞口口时时称之为称之为多肢墙多肢墙多肢墙多肢墙。(4)壁式框架壁式框架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,连梁的线刚梁的线刚梁的线刚梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时接近于框架度接近于墙肢的线刚度时接近于框架度接近于墙肢的线刚度时接近于框架度接近于墙肢的线刚度时接近于框架,这种剪力墙称为壁,这种剪力墙称为壁式框架。式框架。5.1 概述(3)联肢剪力墙5.1概述概述5.1.3剪力墙的计算简图剪力墙的计算简图(1)基本假定)基本假定1)楼楼楼楼板板板板在在在在其其其其自自自自身身身身平平平平面面面面内内内内刚刚刚刚度度度度很很很很大大大大,可可视视为为刚刚度度无无限限大大的刚性楼板;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)各各各各榀榀榀榀剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙在在在在其其其其自自自自身身身身平平平平面面面面内内内内的的的的刚刚刚刚度度度度很很很很大大大大,而而其其平平面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,不考虑扭转不考虑扭转不考虑扭转不考虑扭转的影响。的影响。5.1 概述5.1.3 剪力墙的计算简图5.1概述概述(2)计算简图)计算简图剪剪力力墙墙结结构构的的内内力力和和位位移移队队应应应应考考考考虑虑虑虑纵纵纵纵、横横横横墙墙墙墙的的的的共共共共同同同同工工工工作作作作,即即纵纵墙墙的的一一部部分分可可作作为为横横墙墙的的有有效效翼翼缘缘;横横墙墙的的一一部部分分也也可可作作为为纵墙的有效翼缘。纵墙的有效翼缘。剪力墙的剪力墙的翼缘计算宽度翼缘计算宽度翼缘计算宽度翼缘计算宽度b bf f:剪力墙的间距剪力墙的间距剪力墙的间距剪力墙的间距、门窗洞间墙的门窗洞间墙的门窗洞间墙的门窗洞间墙的宽度宽度宽度宽度、剪力墙厚度加两侧各剪力墙厚度加两侧各剪力墙厚度加两侧各剪力墙厚度加两侧各6 6倍翼缘墙的厚度倍翼缘墙的厚度倍翼缘墙的厚度倍翼缘墙的厚度和和剪力墙墙肢总高剪力墙墙肢总高剪力墙墙肢总高剪力墙墙肢总高度的十分之一度的十分之一度的十分之一度的十分之一四者中的最小值。四者中的最小值。5.1 概述(2)计算简图5.1概述概述5.1.45.1.4剪力墙的分析方法剪力墙的分析方法剪力墙的分析方法剪力墙的分析方法(1)(1)材料力学分析法材料力学分析法材料力学分析法材料力学分析法整整体体墙墙、小小开开口口剪剪力力墙墙,在在水水平平力力作作用用下下截截截截面面面面基基基基本本本本保保保保持持持持平平平平面面面面,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。(2)(2)连续化方法连续化方法连续化方法连续化方法计算双肢墙和多肢墙的计算双肢墙和多肢墙的连续连杆法连续连杆法连续连杆法连续连杆法就属于这一类。就属于这一类。此此法法是是将将每每一一楼楼层层的的连连粱粱假假想想为为在在层层高高内内均均布布的的一一系系列列连连续续连连杆杆,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。(3)(3)壁式框架分析法壁式框架分析法壁式框架分析法壁式框架分析法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带刚域的框架带刚域的框架带刚域的框架带刚域的框架,借助计算机求解。,借助计算机求解。(4)(4)有限元法和有限条法有限元法和有限条法有限元法和有限条法有限元法和有限条法精度较高的计算方法。精度较高的计算方法。5.1 概述5.1.4 剪力墙的分析方法5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算5.2.1整体剪力墙的计算整体剪力墙的计算凡凡墙墙上上开开洞洞面面积积不不不不超超超超过过过过墙墙墙墙而而而而面面面面积积积积l5l5,洞洞口口至至墙墙边边的的净净距距及及洞洞口口之之间间的的净净距距大大于于洞洞孔孔长长边边尺尺寸寸时时,可可忽忽略略洞洞口口对对墙体的影响,墙体的影响,按整体悬臂墙方法计算按整体悬臂墙方法计算按整体悬臂墙方法计算按整体悬臂墙方法计算。两个等效两个等效两个等效两个等效: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:式中:0洞口削弱系数。洞口削弱系数。5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 5.2.1整体剪5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(2)组合截面惯性矩)组合截面惯性矩Iw的计算的计算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)5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(2)组合截面惯性5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(3)位移计算)位移计算位移计算中,需同时位移计算中,需同时考虑弯曲变形和截面剪切变形考虑弯曲变形和截面剪切变形考虑弯曲变形和截面剪切变形考虑弯曲变形和截面剪切变形。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)式式中中:V0底底部部截截面面剪剪力力;剪剪力力不不均均匀匀系系数数,矩矩形形截截面面取取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。5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(3)位移计算5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算为为简简便便计计算算,引引入入“等等等等效效效效刚刚刚刚度度度度EIEIeqeq”,将将剪剪切切变变形形和和弯弯曲曲变变形形综合用弯曲变形综合用弯曲变形综合用弯曲变形综合用弯曲变形的形式表达:的形式表达:(5.5)式中:式中:(5.6)5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 为简便计5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算进进一一步步简简化化,将将将将三三三三种种种种荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下的的的的公公公公式式式式统统统统一一一一,式式内内系系数数取取平平均均值值,混混凝凝土土剪剪切切模模量量取取G G=0.42=0.42E E(材材料料力力学学),则(则(5.6)可变为:)可变为:(5.7)5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 进一步5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算5.2.25.2.2整整整整体体体体小小小小开开开开口口口口剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙的的的的计算计算计算计算试试验验研研究究表表明明,整整体体小小开开口口墙在水平荷载作用下:墙在水平荷载作用下:1)整整整整体体体体剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙:绕绕组组合合截截面面的形心轴产生的形心轴产生整体弯曲变形整体弯曲变形整体弯曲变形整体弯曲变形;2)各各各各墙墙墙墙肢肢肢肢:绕绕各各自自截截面面的的形形心轴心轴产生局部弯曲变形产生局部弯曲变形产生局部弯曲变形产生局部弯曲变形。整整体体弯弯曲曲变变形形是是主主主主要要要要的的的的,而而局局部部弯弯曲曲变变形形是是次次次次要要要要的的的的,不不超超过整体弯曲变形的过整体弯曲变形的15。5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算5.2.2整体小开5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(1)内力计算)内力计算1 1)墙肢弯距)墙肢弯距)墙肢弯距)墙肢弯距MMzi zi计算计算计算计算第第i墙肢在高度墙肢在高度z处总弯距:处总弯距:(5.8)式式中中:由由剪剪力力墙墙整整体体弯弯曲曲在在i墙墙肢肢上上产产生生的的整整整整体体体体弯弯弯弯曲曲曲曲应应应应力力力力;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局部弯曲应力局部弯曲应力局部弯曲应力局部弯曲应力。外荷载在外荷载在z处产生弯距:处产生弯距:(5.95.11)式式中中:产产生生整整体体弯弯曲曲的的外外弯弯距距;产产生生局局部部弯弯曲曲的的外外弯距;弯距;k整体弯距系数,取整体弯距系数,取0.85。5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(1)内力计算5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算第第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)注意:注意: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。5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算 第i墙肢受到5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算2)墙肢剪力)墙肢剪力Vzi计算计算试试验验研研究究证证实实:各各各各墙墙墙墙肢肢肢肢剪剪剪剪力力力力的的的的分分分分配配配配与与与与墙墙墙墙肢肢肢肢的的的的截截截截面面面面积积积积及及及及惯性矩有关惯性矩有关惯性矩有关惯性矩有关。当当各各墙墙肢肢较较较较窄窄窄窄时时,基基本本上上按按按按惯惯惯惯性性性性矩矩矩矩的的的的大大大大小小小小分分分分配配配配,当当各各墙肢墙肢较宽较宽较宽较宽时,基本上是时,基本上是按截面面积的大小分配按截面面积的大小分配按截面面积的大小分配按截面面积的大小分配。实实际际的的整整体体小小开开口口墙墙中中,各各堵堵肢肢宽宽度度相相差差较较大大,故故墙墙肢肢剪剪剪剪力力力力V Vzi zi的的的的分分分分配配配配采采采采用用用用分分分分别别别别按按按按面面面面积积积积和和和和惯惯惯惯性性性性矩矩矩矩分分分分配配配配后后后后的的的的平平平平均均均均值值值值进行计算进行计算进行计算进行计算,即:,即:(5.15)5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算2)墙肢剪力Vzi5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算3)墙肢轴力)墙肢轴力Nzi计算计算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)4)墙肢弯距最终修正)墙肢弯距最终修正考考虑虑到到各各墙墙肢肢有有共共同同变变形形曲曲线线的的曲曲率率,因因此此个个个个别别别别细细细细小小小小的的的的墙墙墙墙肢肢肢肢会会会会产产产产生生生生较较较较大大大大的的的的局局局局部部部部弯弯弯弯曲曲曲曲,使使使使局局局局部部部部弯弯弯弯距距距距加加加加大大大大,此此时时需需将式(将式(5.14)的分配弯距进行修正:)的分配弯距进行修正:(5.17)5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算3)墙肢轴力Nzi5.2整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(2)位移计算)位移计算整整体体小小开开口口墙墙的的侧侧移移可可按按按按材材材材料料料料力力力力学学学学公公公公式式式式计计算算,但但由由于于洞洞洞洞口口口口的的的的存存存存在在在在使使使使墙墙墙墙的的的的整整整整体体体体抗抗抗抗弯弯弯弯刚刚刚刚度度度度减减减减弱弱弱弱,因因此此高高层层规规程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侧移增大侧移增大侧移增大侧移增大2020,即:,即:(5.18)5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算(2)位移计算5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算将将连连粱粱看看成成墙墙肢肢间间的的连连杆杆,并并将将它它们们沿沿沿沿墙墙墙墙离离离离散散散散为为为为均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布的的的的连连连连续续续续连连连连杆杆杆杆,用用用用微微微微分分分分方方方方程程程程求求求求解解解解,这这种种方方法法称称为为连连连连续续续续化化化化方方方方法法法法,又又称称为为连连连连续续续续连连连连杆杆杆杆法法法法,是是联联肢肢墙墙内内力力及及位位移移分分析析的的一一种种经典的方法。经典的方法。(1)基本假定)基本假定连连连连梁梁梁梁的的的的反反反反弯弯弯弯点点点点在在在在跨跨跨跨中中中中,连连梁梁的的作作用用可可以以用用沿沿高高度度均均匀匀分布的分布的连续弹性薄片代替连续弹性薄片代替连续弹性薄片代替连续弹性薄片代替;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,因而变形曲线相似变形曲线相似变形曲线相似变形曲线相似;连连梁梁和和墙墙肢肢考考虑虑弯弯曲曲和和剪剪切切变变形形;墙墙肢肢还还应应考考虑虑轴轴向向变形的影响。变形的影响。5.3 联肢剪力墙的计算 将连粱看成墙肢间的连杆,5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算 应应应应用用用用力力力力法法法法原原原原理理理理:将将连连梁梁中中点点切切开开,去去掉掉多多余余联联系系,建建立立静静定定基本体系。基本体系。切开后连杆弯矩为切开后连杆弯矩为0,连杆剪力连杆剪力连杆剪力连杆剪力(x)(x)是多余未知力,一个连续是多余未知力,一个连续函数,函数,轴力轴力轴力轴力(x)(x)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。5.3 联肢剪力墙的计算 应用力法原理:将连梁中点切开5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算(2)微分方程的建立)微分方程的建立连杆切开后,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)由由平平衡衡方方程程1、2可可推推导导出出关关于于连连连连杆杆杆杆剪剪剪剪力力力力(x)(x)的的微微分分方方程程,即问题可解出。即问题可解出。5.3 联肢剪力墙的计算(2)微分方程的建立5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算5.3 联肢剪力墙的计算5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算具体推导如下:具体推导如下:具体推导如下:具体推导如下:1 1)平衡方程)平衡方程)平衡方程)平衡方程1 11 1(x x)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。5.3 联肢剪力墙的计算具体推导如下:5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算若连梁截面为矩形,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:5.3 联肢剪力墙的计算 若连梁截面为矩形,则可得:5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算2)假定条件和梁的弯曲理论)假定条件和梁的弯曲理论5.3 联肢剪力墙的计算2)假定条件和梁的弯曲理论5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算3 3)建立微分方程)建立微分方程)建立微分方程)建立微分方程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)式式中中:D连连梁梁刚刚度度系系数数;1 1连连连连梁梁梁梁、墙墙墙墙肢肢肢肢刚刚刚刚度度度度比比比比,又又称称未考虑轴向变形的整体参数未考虑轴向变形的整体参数未考虑轴向变形的整体参数未考虑轴向变形的整体参数;考虑轴向变形的整体参数考虑轴向变形的整体参数考虑轴向变形的整体参数考虑轴向变形的整体参数;5.3 联肢剪力墙的计算3)建立微分方程5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算(3)求解微分方程)求解微分方程引引入入:(注注意意:m(x)连连梁梁沿沿高高度度方方向向的的约约束弯距),则式(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。5.3 联肢剪力墙的计算(3)求解微分方程5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算(4)双肢墙的内力计算)双肢墙的内力计算1 1)连梁内力计算)连梁内力计算)连梁内力计算)连梁内力计算由式(由式(5.38)可得连梁的约束弯距)可得连梁的约束弯距m(x):注注意意:m(x)连连连连梁梁梁梁沿沿沿沿高高高高度度度度方方方方向向向向的的的的约约约约束束束束弯弯弯弯距距距距,是是是是连连连连续续续续函函函函数数数数,乘乘以以层层高高h,即即可可得得连连梁梁的的近近似似约约束束弯弯距距值值,并并进进而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:i层连梁梁端弯距:层连梁梁端弯距:重点重点重点重点:查表计算查表计算()()5.3 联肢剪力墙的计算(4)双肢墙的内力计算重点:查表计算5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算2)墙肢内力)墙肢内力i层墙肢轴力:层墙肢轴力:i层墙肢弯距:层墙肢弯距:5.3 联肢剪力墙的计算2)墙肢内力5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算i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。5.3 联肢剪力墙的计算5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算(5 5)双肢墙位移计算及等效抗弯刚度)双肢墙位移计算及等效抗弯刚度)双肢墙位移计算及等效抗弯刚度)双肢墙位移计算及等效抗弯刚度双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:5.3 联肢剪力墙的计算(5)双肢墙位移计算及等效抗弯刚度5.3联肢剪力墙的计算联肢剪力墙的计算式中:式中:a可查表得。可查表得。5.3.2多肢墙(删去)多肢墙(删去)5.3 联肢剪力墙的计算5.4壁式框架的计算壁式框架的计算5.4.15.4.1壁式框架计算简图壁式框架计算简图壁式框架计算简图壁式框架计算简图壁式框架与框架异同:壁式框架与框架异同:同:同:同:同:壁式框架由于洞口大,壁式框架由于洞口大,有明显墙肢和连梁形成框架梁柱有明显墙肢和连梁形成框架梁柱有明显墙肢和连梁形成框架梁柱有明显墙肢和连梁形成框架梁柱。异:异:异:异:由于墙肢宽度与连梁高度较大,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“刚域刚域刚域刚域”。5.4 壁式框架的计算 5.4.1 壁式框架计算简图5.4壁式框架的计算壁式框架的计算壁式框架的梁、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。试试验验和和有有限限元元计计算算结结果果表表明明,连连梁梁不不能能在在洞洞口口边边缘缘完完全全固定,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。刚域长度刚域长度刚域长度刚域长度的计算可按下式进行:的计算可按下式进行:梁刚域长度: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负值负值负值负值时,可不考虑刚域的影响。时,可不考虑刚域的影响。5.4 壁式框架的计算 壁式框架的梁、柱轴线取连梁和墙5.4壁式框架的计算壁式框架的计算5.4.2壁式框架内力计算壁式框架内力计算采用采用采用采用D D值法值法值法值法进行,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)由由于于壁壁梁梁和和壁壁柱柱截截面面都都比比较较宽宽,剪剪剪剪切切切切变变变变形形形形的的的的影影影影响响响响是不可忽略的是不可忽略的是不可忽略的是不可忽略的;2)在梁柱节点处有在梁柱节点处有刚域存在刚域存在刚域存在刚域存在。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,需对壁柱的需对壁柱的需对壁柱的需对壁柱的D D值及反弯点的值及反弯点的值及反弯点的值及反弯点的高度进行修正高度进行修正高度进行修正高度进行修正。5.4 壁式框架的计算5.4.2 壁式框架内力计算5.4壁式框架的计算壁式框架的计算(1 1)刚域杆件的线刚度计算)刚域杆件的线刚度计算)刚域杆件的线刚度计算)刚域杆件的线刚度计算概念:概念:线刚度线刚度线刚度线刚度EI/lEI/l,即杆件产生单位转角时的所需的弯距。,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:5.4 壁式框架的计算(1)刚域杆件的线刚度计算5.4壁式框架的计算壁式框架的计算计计算算m12和和m21,可可把把当当成成铰铰接接点点。先先使使刚刚性性边边11和和22段段产产生生单单位位转转角角,由由于于1和和2点点设设为为铰铰接接点点,刚刚性性段段有有转转角角时时在在杆杆件件内内并并不不产产生生内内力力,然然后后再再在在1和和2点点上上加加上上弯弯矩矩m12和和m21使使1、2段段从从虚虚线线位位置置变变到到所所要要求求的的变变形形位位置,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)。杆杆件件1、2段段为为等等截截面面杆杆件件,考考虑虑剪剪切切变变形形后后,两两两两端端端端各各各各转转转转动动动动了了了了(1(1十十十十)角角角角时时,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:5.4 壁式框架的计算 计算m12和m21,可把当成5.4壁式框架的计算壁式框架的计算由平衡条件有:由平衡条件有:(5.82)(5.83)5.4 壁式框架的计算由平衡条件有:5.4壁式框架的计算壁式框架的计算式中:式中:;剪切变形影响系数。剪切变形影响系数。5.4 壁式框架的计算5.4壁式框架的计算壁式框架的计算对对于于同同跨跨度度同同刚刚度度的的等等截截面面杆杆件件,当当不不考考虑虑剪剪切切变变形形影影响响时时,转转角角位位移移方方程程为为m12m216i与与带带刚刚域域的的杆杆件件相相比比,只只只只差差差差一一一一个个个个系系系系数数数数c c和和和和c c,因因此此带带刚刚域域杆杆件件的的刚刚度度可可按按下下式式计计算算取值:取值:壁梁线刚度壁梁线刚度壁梁线刚度壁梁线刚度取:取:klci1;k2ci1;壁柱线刚度壁柱线刚度壁柱线刚度壁柱线刚度取:取:k k c c0.5(0.5(c c+c c)i ic c。(2)考虑剪切变形后壁柱)考虑剪切变形后壁柱D值计算值计算、K值可查表计算得。值可查表计算得。5.4 壁式框架的计算 对于同跨度同刚度的等截面杆件5.4壁式框架的计算壁式框架的计算(3 3)考虑剪切变形后对壁柱反弯点高度的修正)考虑剪切变形后对壁柱反弯点高度的修正)考虑剪切变形后对壁柱反弯点高度的修正)考虑剪切变形后对壁柱反弯点高度的修正壁柱反弯点高度壁柱反弯点高度壁柱反弯点高度壁柱反弯点高度可按下式进行计算:可按下式进行计算:y=a+sy0+y1+y2+y3式式中中:a a壁壁壁壁柱柱柱柱下下下下端端端端刚刚刚刚域域域域段段段段的的的的相相相相对对对对长长长长度度度度;sh/h;y0标标准准反反弯弯点点高高度度比比,查查表表得得;y1壁壁柱柱上上下下壁壁梁梁刚刚度度变变化化时时反反弯弯点点高高度得修正值,由度得修正值,由、K查表得;查表得;y2、y3上上下下成成层层高高变变化化时时对对反反弯弯点点高高度度的的修修正正值值,分分别别1h上上/h、2h下下/h由及由及K查表得。查表得。由由壁壁柱柱侧侧移移刚刚度度D及及反反弯弯点点高高度度确确定定后后即可按即可按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。5.4 壁式框架的计算(3)考虑剪切变形后对壁柱反弯点高度的5.4壁式框架的计算壁式框架的计算5.4.3壁式框架位移计算壁式框架位移计算壁壁式式框框架架的的位位移移包包括括:弯弯弯弯曲曲曲曲变变变变形形形形剪剪剪剪切切切切变变变变形形形形产产产产生生生生的的的的水水水水平位移,忽略轴向变形产生的位移平位移,忽略轴向变形产生的位移平位移,忽略轴向变形产生的位移平位移,忽略轴向变形产生的位移。故梁柱故梁柱“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。5.4 壁式框架的计算5.4.3 壁式框架位移计算5.5剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类5.5.15.5.1按整体参数来划分按整体参数来划分按整体参数来划分按整体参数来划分第一准则: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;剪剪力力墙墙的的整整体体性性程程度度如如何何,主主主主要要要要取取取取决决决决于于于于连连连连梁梁梁梁与与与与墙墙墙墙肢肢肢肢两两两两者者者者刚刚刚刚度度度度之之之之间间间间的的的的相对关系相对关系相对关系相对关系,即,即取决于取决于取决于取决于。(1)值值值值小小小小,说说说说明明明明连连连连梁梁梁梁对对对对墙墙墙墙肢肢肢肢的的的的约约约约束束束束作作作作用用用用很很很很小小小小,连连梁梁犹犹如如铰铰接接的的一一个个连连杆杆,每每一一墙墙肢肢相相当当于于一一个个单单肢肢的的剪剪力力墙墙,单单铰铰剪剪力力墙墙完完全全承承担担了了水平荷裁,墙肢轴力为零,各墙肢横截面上正应力呈线性分布。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。5.5 剪力墙结构的分类 5.5.1 按整体参数来划分5.5剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类(2)值值值值大大大大,连连连连梁梁梁梁对对对对墙墙墙墙肢肢肢肢的的的的约约约约束束束束作作作作用用用用很很很很强强强强,整整个个剪剪力力墙墙的的整整体体性性很很好好。剪剪力力墙墙犹犹如如一一片片整整体体墙墙或或整整体体小小开开口口墙墙,整整个个剪剪力力墙墙的的截截面面中中,正正应应力呈线性分布或接近于线性分布。力呈线性分布或接近于线性分布。(3)当当连连梁梁对对墙墙肢肢的的约约束束作作用用介介于于上上述述两两种种情情况况之之间间时时,它它的的受受力力状状态态也也介介于于上上述述两两种种情情况况之之间间,这这时时整整个个剪剪力力墙墙截截面面正正应应力力不不再再呈呈线线性分布,墙肢中局部弯曲正应力的比例增大。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 1 1时时,可可以以忽忽略略连连梁梁对对墙墙肢肢的的约约束束作作用用,剪剪力力墙墙按按独独立立墙墙肢肢进行计算;进行计算;2)当当1010时时,连连梁梁对对墙墙肢肢的的约约束束作作用用很很强强,剪剪力力墙墙可可按按整整体体小小开开口口墙进行计算;墙进行计算;3)当当11l0l0时,可按联肢墙进行计算。时,可按联肢墙进行计算。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。5.5 剪力墙结构的分类(2)值大,连梁对墙肢的约束作用很5.5剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类5.5.2按剪力墙墙肢惯性矩的比值划分按剪力墙墙肢惯性矩的比值划分第二准则:第二准则:第第第第一一一一准准准准则则则则缺缺缺缺陷陷陷陷:整整体体参参数数反反映映了了剪剪力力墙墙整整体体性性的的强强弱弱,能能反反映映出出剪剪力力墙墙的的受受力力状状态态,但但不不不不能能能能反反反反映映映映墙墙墙墙肢肢肢肢弯弯弯弯矩矩矩矩沿沿沿沿墙墙墙墙高高高高度度度度方方方方向向向向是是是是否否否否出出出出现现现现反反反反弯弯弯弯点点点点,因因此此在在某某些些情情况况下下,仅仅靠靠值值的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。通通过过分分析析表表明明,墙墙肢肢是是否否出出现现反反弯弯点点,与与墙墙肢肢惯惯性性矩矩的的比比值值IAI、剪剪力力墙墙的的整整体体参参数数及及结结构构的的层层数数N等等诸诸多多因素有关。因素有关。理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。5.5 剪力墙结构的分类5.5.2 按剪力墙墙肢惯性矩的比值5.5剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类高高规规根根据据墙墙肢肢是是否否出出现现反反弯弯点点的的分分析析,给给出出了了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。当当墙墙肢肢和和连连梁梁都都比比较较均均匀匀时时,各各根根据据、N查查表表得得值值;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)5.5 剪力墙结构的分类 高规根据墙肢是否出现反弯5.5剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类5.5.3剪力墙类型的判别方法剪力墙类型的判别方法由由上上可可知知,剪剪力力墙墙的的类类型型判判别别应应以以其其受受力力特特点点为为依依据据,从从从从剪剪剪剪力力力力墙墙墙墙的的的的整整整整体体体体性性性性能能能能及及及及墙墙墙墙肢肢肢肢沿沿沿沿高高高高度度度度是是是是否否否否出出出出现现现现反反反反弯弯弯弯点点点点两两两两个个个个主主主主要要要要特特特特征征征征来进行判别来进行判别来进行判别来进行判别,具体如下:,具体如下:(1)当当1时时,忽忽略略连连梁梁对对墙墙肢肢的的约约束束作作用用,各各墙墙肢肢按按独独立立墙墙肢分别计算;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)当当无无洞洞口口或或有有洞洞口口而而洞洞口口面面积积小小于于墙墙总总立立面面的的15时时,按按整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,P1715.5 剪力墙结构的分类5.5.3 剪力墙类型的判别方法5.6剪力墙轴压比限值及边缘约束构件剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.6.1剪力墙结构底部加强部位剪力墙结构底部加强部位剪力墙抗震设计时,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:maxH/10maxH/10,底部两层,底部两层,底部两层,底部两层 2)一般从地下室顶板算起)一般从地下室顶板算起3)底部带转换层的高层建筑结构底部带转换层的高层建筑结构底部带转换层的高层建筑结构底部带转换层的高层建筑结构: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5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.6.1 剪力墙结构5.6剪力墙轴压比限值及边缘约束构件剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.6.2剪力墙底部加强部位轴压比限值剪力墙底部加强部位轴压比限值轴压比:轴压比:N/fcA 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,其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过下表限值。不宜超过下表限值。5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.6.2 剪力墙底部5.6剪力墙轴压比限值及边缘约束构件剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.6.3剪力墙的边缘构件剪力墙的边缘构件研究表明,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,在满足轴压比要求的前提下,还需对剪力墙的在满足轴压比要求的前提下,还需对剪力墙的在满足轴压比要求的前提下,还需对剪力墙的在满足轴压比要求的前提下,还需对剪力墙的边缘构件的设计进行规定边缘构件的设计进行规定边缘构件的设计进行规定边缘构件的设计进行规定。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:约束边缘构约束边缘构约束边缘构约束边缘构件件件件和和构造边缘构件构造边缘构件构造
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