剪力墙结构设计计算要点和实例

（ 1）由 墙肢弯 曲变形 引起 的竖向 相对 位移
4）第 i 层墙肢轴力 － i 层以 上 连梁剪力 产生
刚 域的影响 用刚度 无限大 的刚臂 来考虑
3、壁式框架的内力计算 璧 式框架 在水平 荷载作用 下的内力分析 可采 用 D值法 进 行，但在 计算 时应注意以 下几点： 梁和壁 柱 截面 都 比较宽，剪 切变形 的影响 是不可 忽略 的 ； 梁 柱节点 处有刚 域存 在。 由 于这两个 原因 的存在， 对框架 柱的抗侧 刚度 D和反弯 点高度 都有 一定的 影响 ， 因此在 内力分析 前，首先 把壁柱 的 D值及 反弯 点高度进 行修 正 。
D为连梁的 刚度系 数， 是衡 量连梁 转动刚度 的依据 ，其值 越大，连梁的 转 动刚度 也 越大，连梁 对墙肢的 约束 作用 也就越 大。
反映 剪力墙本 身 的刚度。 剪力墙的整体性 程度如 何 ，主要 取 决于连梁 与墙肢 两者刚度 之间 的相对 关系，即 取决于
很就 小，说明 连梁 对 墙肢的 约束 作用 很小，连梁 犹如 铰接 于 墙肢的 一 个连杆 ，每一墙肢 相当 于 一个单 肢的剪力墙， 这些 单肢剪力墙 完 全承担 了水平 荷 载，墙肢 中的轴力为 零 ，各墙肢 横截面 上的正 应力呈 线性分布 。 剪力墙 划 分判别
6．应控 制剪力墙 平面外 的弯矩 。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 墙的 不 利影响 ： (1) 沿 梁轴 线 方向设置 与梁相 连的剪力墙，抵抗 该 墙肢 平面 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 相交处 设置 扶 壁柱。 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 设置 暗柱，并 宜按计算 确定配筋 ； (4) 必 要时，剪力墙内 可设置 型钢。 (5) 将 梁端设计 成铰接 或做成 变截面梁 ( 梁端截面 减小) ，以减少 梁 在竖向 荷载下 的 端弯矩 对墙平 面外弯曲 的不利 影响； (6) 梁 与墙连 接时，梁内 钢筋 应锚人 墙内， 并有足 够的锚固长 度。 (7) 剪力墙结构的剪力墙 沿竖向 宜连续 分布，上到 顶下到底 ，中间楼层不宜 中 断。 墙 厚度沿 竖向 应逐 渐减薄 ，不宜变 截面 厚度时变 化太大。厚度 改变 与混凝土 强度 等 级的改 变宜 错 开楼层 ， 避免 结构 刚度突变。 三 、剪力墙的分类
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：
本 本 （ 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。
三 、壁式框架的位移计算 1、壁式框架的 水平 位移 同样 也包括 两部 分： 梁 柱弯曲 变形 产生 的位移 及 柱轴向 变形 产生 的侧移 但 轴向 变形 产生 的侧移 在 框架结构 中很 小， 可以 略去不 计。 梁 柱弯曲 变形 产生 的侧移：
5.5 、剪力墙结构的分类 1、按整体参数 来划 分 在 推导 联肢墙求 解方法的 公式中 曾给出 ：
避免突然减少很 多。剪力墙 厚度不应 小 于楼层高度 的 1/25 及 160mm。 4、现浇钢 筋混凝土 剪力墙结构的整体性 好， 刚度大 ，在水平 力作用 下侧向 变形 很 小。墙体截面面 积大 ，承载力要求 也比较 容易满足 , 剪力墙的抗 震性 能也较好。 因此 ，它适宜于 建造 高层 建筑， 在 10～50 层范 围内 都适用， 目前我国 10～30 层 的高层 公寓 式住宅大 多 采用这种 体系。 5、剪力墙结构的 缺点 和局限性 也是 很明显 的，主要 是剪力墙 间距 太小， 平面布 置 不灵活 ， 不适应于 建造 公共 建筑，结构 自重较大。 6、为 了减轻自 重和 充 分利用剪力墙的承载力和 刚度 ，剪力墙的 间距 要尽 可能 做 大 些，如做成 6m左右 。 7、剪力墙 上常 因开门 开窗、 穿越管线 而需要开 有洞 口， 这 时应 尽 量使洞 口上下 对齐 、布置 规则 ， 洞与洞之 间、 洞到 墙边的 距离 不能 太 小。 8、因 为地震对 建筑物的作用方向 是任 意的， 因此 ， 在建筑物的 从纵横两个 方向 都 应布置剪力墙， 且各榀 剪力墙 应尽量 拉通对直 。 9、在 竖向，剪力墙 应 伸至基础 ，直至地 下室底 板， 避免在 竖向 出 现结构 刚度突 变。但 有时 ，这一 点往往与 建筑要求 相矛盾 。例如在沿 街 布置的 高层 建筑 中，一 般 要求 在 建筑物的 底层或底部若干 层布置 商店 ，这就 要求 在建筑物 底部取消部 分 隔 墙以形 成大空 间，这时也可 将部 分剪力墙 落地 、部分剪力墙 在底部改 为框架， 即成 为框 支剪力墙结构， 也称 为 底部 大 空间剪力墙结构 。 10、当把 墙的 底层 做成 框架 柱时 ，称为框 支剪力墙， 底层 柱的刚度 小，形 成上 下 刚度突变 ，在地 震作用 下 底层柱会产生 很大 的内力和 塑 性变形 ，致使 结构 破坏 。 因此 ，在 地震区 不允许单独 采用 这种 框 支剪力墙结构 。
反 之，当剪力墙开 洞很小，连梁 刚度很大而 墙肢的 刚度 又 相对 较 小时，连梁 对墙 肢的 约束 作用 很 强，整个剪力墙的整体性 很好。此时 的剪力墙 犹如 一片整体墙 或 整体小开口墙， 在整个剪力墙的截面 中 ，正 应 力呈线性分布 或 接近于 线性分布 。 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，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。 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α < 1 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； （ 2）当 α≥ 10 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 ； （ 3） 当 1 ≤α <10 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。 2、按剪力墙墙肢惯性矩比值 来划 分 整体参数
剪力墙计算
第 5 章剪力墙结构设计
本章主要内容： 5.1 概述 结构布置 剪力墙的分类 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 整体剪力墙的计算 整体小开口剪力墙的计算 5.3 联肢剪力墙的计算 双肢剪力墙的计算 多肢墙的计算 5.4 壁式框架的计算 计算简图 内力计算 位移的计算 5.5 剪力墙结构的分类 按整体参数分类 按剪力墙墙肢惯性矩的比值 剪力墙类别的判定 5.6 剪力墙截面的设计 墙肢正截面抗弯承载力 墙肢斜截面抗剪承载力 施工缝的抗滑移验算 5.7 剪力墙轴压比限制及边缘构建配筋要求 5.8 短肢剪力墙的设计要求 5.9 剪力墙设计构造要求 5.10 连梁截面设计及配筋构造 连梁的配筋计算 连梁的配筋构造
11、剪力墙的开 洞 ：在剪力墙 上往往需 要开 门窗或 设备所 需的孔 洞，当洞 口沿竖 向 成列布置 时，根据 洞口的分布和 大小的 不同 ，在 结构 上就有 实 体剪力墙、 整体 小开口剪力墙、联肢剪力墙、壁式框架 等。
二 、结构布置 1、剪力墙结构 是由纵 向和 横 向钢筋 混凝土 墙所组 成，竖向 荷载、 风荷 载及 地震 作用 均由 这些 墙体承 受。 2、高层 剪力墙结构，墙体 应 双向 或 多向布置， 形 成对 承受 竖向 荷 载有利、抗侧 力 刚度大 的平面和竖向布 局。在抗震 结构 中 、应避免 仅单 向有墙的结构布置 形 式， 剪力墙结构的侧向 刚度不宜 过大。剪力墙 间距不宜 太密 ，宜采 用 大开间 布置 。剪 力墙 宜自 下到上 连续布置， 避免刚度突变。 3、高层 建筑结构 不应采 用全 部为短肢剪力墙的剪力墙结构 。短肢剪力墙 是指墙 肢截面 高度 与厚度 之比为 5～8 的剪力墙，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 。 4、高层 剪力墙结构的 高宽比限值 见表 2.1 和 表 2.2 、表 2.3 。高层 剪力墙结构的 基础 应有 一定的 埋置深度 ( 详见第 11 章 ) 。宜 设置 地下室。 5、较长的剪力墙 可用跨高 比不小 于 5 的 弱连梁分 成较 为均匀 的 若干个 独立 墙 段， 每 个独立 墙段可 为整体墙 或联肢墙，每个独立 墙段 的总高度 和墙 段长 度之 比不应 小 于 2，避免 剪切破坏 ，提 高变形能 力。每 个墙段具 有若干 墙肢， 每个墙肢的 长 度不宜大于 8m。当墙肢 长度超过 8m时，应采 用施工 时墙 上留洞 ，完工时砌填充 墙的结构 洞方法， 把长墙肢分 成 短墙肢， 或仅 在计算简图开 洞 处理 。
三 、基本 原理－ 以双肢墙为 例 1、基 本假定 连梁的作用 可以 用沿高度 连续分布的 栅片代替－ 将结构 沿高度 连续化 ，为建 立微 分方 程提 供前提 连 粱的轴向 变形可 忽略 － 墙肢 在同 一标 高处具 有相 同水平 位移 各 墙肢 在同 一标 高处的转角 和曲 率相等 －得 出 连梁的 反 弯点在 梁跨中 层高 、墙肢截面 积 、惯性矩、连梁截面 积、惯性矩 等几何 参数 沿墙 高不变 －保证 微 分方 程 的系数为 常数， 从而简 化方程 。 2、微 分方 程 的建 立 利用连梁 跨中剪力 集度为 未知 数 跨 中切口 处的竖向 相对 位移为 0 的变形 条件建 立微分方 程 任 一高度 处的剪力 集度已知后 ，利用 平 衡条 件可 求得墙肢和连梁的内力 切 口处的竖向位移 可通 过 在切口 处施加 一对方向 相反的 单位力求 得
5.1 概述 一、概述 1、利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构， 称 为剪力墙结构体 系。 墙体 同时也 作为 维护 及房间 分隔 构件。 2、剪力墙的 间距受楼板 构件跨度 的限制，一 般为 3～ 8m。因而 剪力墙结构 适用 于 要求小 房间 的住宅 、旅馆等 建筑， 此时可省去大量砌 筑填充 墙的工 序及材料 ， 如果采 用滑 升模板 及大模板等先进 的施工方法，施工 速度很快。 3、剪力墙 沿竖向 应贯通 建筑物 全高 ，墙 厚在高度 方向 可以逐步减少 ，但 要注意