第四章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)主講：韓小雷（教授）12345剪力墻結(jié)構(gòu)概述整體剪力墻的計算整體小開口剪力墻的計算雙肢墻的連續(xù)化計算方法帶剛域框架計算方法YourLogo目錄第一節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)概述

鋼筋混凝土剪力墻是用鋼筋混凝土建造的墻體，用作抵抗水平荷載（包括地震荷載和風(fēng)荷載）和傳遞豎向荷載的豎向構(gòu)件。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由一系列的橫向剪力墻、縱向剪力墻和平面樓蓋組合在一起所形成的空問盤子式結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，由于剪力墻在自身平面內(nèi)的剛度很大，水平荷載作用下側(cè)移較小，它的抗風(fēng)與抗震性能都很好，適宜建筑層數(shù)較高的建筑。

剪力墻平面內(nèi)剛度很大，平面外剛度相對很小。第一節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)概述布置原則：剪力墻應(yīng)盡量布置得比較規(guī)則，拉通、對直。剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，不宜突然取消或中斷，避免剛度突變。墻不宜布置得太密，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大。剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較好的延性。第一節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)概述剪力墻的分類1、整體剪力墻（1）無洞口或洞口面積不超過墻面面積的16％，且孔洞間凈距及孔洞至墻邊凈距大于孔洞長邊；（2）雙肢墻，但連梁很弱（<1）。第一節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)概述2、整體小開口墻（1）彎矩圖成鋸齒形，截面應(yīng)力分布接近直線；（2）洞口面積占墻體面積的16％以上，但是整體系數(shù)>10，截面慣性矩比第一節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)概述3、聯(lián)肢剪力墻（雙肢墻、多肢墻）彎矩圖呈顯著鋸齒型，截面應(yīng)力不是直線分布，＝1～10。第一節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)概述1、材料力學(xué)分析法

對于整體墻，在水平力作用下截面仍保持平面，法向應(yīng)力呈線性分布，可采用材料力學(xué)中有關(guān)公式計算內(nèi)力及變形。2、連續(xù)化方法

將每一樓層的連梁假想為在層高內(nèi)均布的一系列連續(xù)連桿，由連桿的位移協(xié)調(diào)條件建立墻的內(nèi)力微分方程，從中求解出外力。3、

壁式框架分析法

將開有較大洞口的剪力墻視為帶剛域的框架，用D值法進行求解，也可以用位移法借助計算機進行求解。4、

有限元法和有限條法

將剪力墻結(jié)構(gòu)進行等效連續(xù)化處理后，取條帶進行計算。剪力墻的分析方法第二節(jié)整體墻的計算計算原則：忽略洞口影響，按照整體懸臂梁方法計算墻在水平荷載作用下內(nèi)力計算位移時候，考慮洞口對墻肢剛度和強度的削弱等效截面面積Aw取無洞口截面面積A乘以洞口削弱系數(shù)γ0

A

—剪力墻截面毛面積—剪力墻立面總墻面面積—剪力墻洞口總面積（立面）第二節(jié)整體墻的計算等效慣性矩取由洞口截面與無洞口截面慣性距沿豎向的加權(quán)平均值—剪力墻沿豎向各段的慣性矩—各段相應(yīng)的高度第二節(jié)整體墻墻的計算計算位移時候，，除了彎曲變形形外，剪切變形不容忽視。在三三種常用水平荷荷載下，懸臂桿桿頂點位移計算算公式如下：第二節(jié)整體墻墻的計算可以把剪切變形形與彎曲變形綜綜合成泳彎曲變變形的形式表達達：第二節(jié)整體墻墻的計算引入等效剛度的概念：第二節(jié)整體墻墻的計算上述等效剛度計計算差別并不大大，工程上一般般近似地取平均均值，并取G=0.42E，則等效剛度可可統(tǒng)一為：總水平荷載按等等效剛度分配到到各片墻第三節(jié)整體小小開口剪力墻計計算試驗研究結(jié)果表表明：整體小開開口墻在水平荷荷載作用下，整整個剪力墻既要要繞組合截面的的形心軸產(chǎn)生整整體的彎曲變形形，各墻肢肢還要繞各各自截面的形心心軸產(chǎn)生局部彎彎曲變形，并在在各墻肢產(chǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的整整體彎曲應(yīng)力和和局部彎曲應(yīng)力力。相比之下，整體體彎曲變形是主主要的，而局總總彎曲變形是次次要的，它不超超過整體彎曲變變形的15％。局部彎曲變形的的存在對墻肢正正應(yīng)力分布有著著一定影響，但但截面大體上保保持平截面假定定，各墻肢正應(yīng)應(yīng)力接近于線性性分布。第三節(jié)整體小小開口剪力墻計計算內(nèi)力圖：第三節(jié)整體小小開口剪力墻計計算內(nèi)力計算：墻肢彎矩：墻肢軸力：第三節(jié)整體小小開口剪力墻計計算墻肢剪力計算：底層剪力：其他層剪力：第三節(jié)整體小小開口剪力墻計計算頂點側(cè)移的計算算：仍按整截面剪力力墻的公式計算算，但將計算結(jié)結(jié)果乘以1.2。第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法基本假定：1、連梁的反彎點點在跨中，連梁梁的作用可以用用沿高度均勻分分布的連續(xù)彈性性薄片代替；2、各墻肢的剛度度相差不過分懸懸殊，因而變形形曲線相似；3、連梁和墻肢考考慮彎曲和剪切切變形，墻肢還還應(yīng)考慮軸向變變形的影響。第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法適用范圍：開洞比較規(guī)則，，由下到上墻厚厚度以及層高都都不變的聯(lián)肢墻墻。實際工程如果變變化不多，取各各樓層平均值計計算，很不規(guī)則則剪力墻，本方方法不適用。結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多，，本方法計算結(jié)結(jié)果愈好。對于于低層和多層結(jié)結(jié)構(gòu)中的墻，計計算誤差較大。。第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法基本思路：采用力法來進行行結(jié)構(gòu)的計算，，沿著連梁中點點將結(jié)構(gòu)切開，，切開后結(jié)構(gòu)為為靜定結(jié)構(gòu)，根根據(jù)連梁反彎點點在中點的假定定，切開后連桿桿端彎矩為0。連桿有剪力與與軸力。。由切開處的變形形連續(xù)條件可以以建立的的微分方程，求求解微分方程可可以得到連桿剪剪力。將一個個樓層高度范圍圍內(nèi)的各點剪力力積分，還原成成一根連梁中的的剪力。然后可可以求出所有墻墻肢和連梁的內(nèi)內(nèi)力。第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法計算簡圖：每一樓層處連梁梁假設(shè)為均勻分分布在該樓層高高度內(nèi)的連續(xù)連連桿微分方程的建立立：第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法:由墻肢彎曲變形形產(chǎn)生的相對位位移:由墻肢軸向變形形產(chǎn)生的相對位位移:由連梁彎曲和剪剪切變形產(chǎn)生的的相對位移利用切開處沿著著變形連續(xù)條件件可得下式：第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法墻肢轉(zhuǎn)角變形：：由假定2連梁兩端轉(zhuǎn)角相相等，則墻肢剪切變形對對連梁相對位移移無影響，因此此墻肢轉(zhuǎn)角以順時時針為正，連梁梁剪力方向如圖圖，為負表明其其方向與相相反第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法墻肢軸向變形：：在水平荷載下，，一個墻肢受拉拉，另外一個受受壓，墻肢軸向向變形使得連梁梁產(chǎn)生相對位移移，兩墻肢軸力力大小相等，方方向相反。在墻肢底截面切切口處無相對位位移，越向上位位移越大，在x處：第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法連梁彎曲和剪切切變形：第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法在x處截斷雙肢剪力力墻，由平衡條條件：第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法所以：第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法上式即為雙肢墻墻基本方程式，，是m(x)的二階線性非齊齊次常微分方程程，m(x)稱為連梁對墻肢肢的約束彎矩。。第四節(jié)雙肢墻墻的連續(xù)化計算算方法基本方程的解解：三種典型荷載載下為為相對對坐標及及整體系系數(shù)的的函數(shù)，可以以制成表格。。由整體系數(shù)數(shù)以及截面相相對坐標，可可以查到。。第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法雙肢墻的內(nèi)力力計算：連梁內(nèi)力：第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法墻肢內(nèi)力：求出連梁剪力力后，墻肢的的彎矩和軸力力便可迎刃而而解。由平衡衡條件，某截截面處墻肢軸軸力為該截面面以上所有連連梁剪力之和和，兩個墻肢肢軸力大小相相等，方向相相反。第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法（另作了剪力力按強制剛度度分配的假定定）第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法雙肢墻位移計計算及等效抗抗彎剛度：第四節(jié)雙肢肢墻的連續(xù)化化計算方法第四節(jié)帶剛剛域框架的計計