第5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算
VF=VP－VW
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
倒三角分布荷载下：
均布荷载作用下：
顶点集中荷载作用下：
{ { {
qH 2 λshλ shλ chλξ − 1 1 1 shλξ ξ 3 y= [(1 + − ) 2 + ( − 2 )(ξ − )− ] CF 2 2 λ 6 λ λ chλ λ
CF
∑h C = ∑h
j j
Fj
EI w
∑E I = ∑h
j wj j
hj
CFj——框架沿竖向各段的抗剪刚度； EjIWj——剪力墙沿竖向各段的抗弯刚度； hj——各段相应的高度。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
当框架很高时，需要考虑柱轴向变形对CF（框架抗推刚度）的影响，以减小该 方法的误差。H≥50m 或 H≥4B 时，需要修正抗推刚度
框剪结构协同工作原理及计算方法
框架-剪力墙结构由框架 以及剪力墙两类抗侧力 单元共同来抵抗水平力 和竖向力。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架— 框 架：层间变形上小下大
剪力墙：层间变形上大下小
框架——剪力墙结构的层间变形在下 部小于纯框架，在上部小于纯剪力墙 ，共同作用曲线上、下层层间变形更 加均匀。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
所有剪力墙
所有楼板连梁
总剪力墙 总连杆 总框架
刚性连杆包括所有与墙肢 相连的联系梁刚结端
杆 端 约 束 情 形
铰接体系 刚接体系
所有框架
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
铰结体系协同工作计算
一、总剪力墙以及总框架刚度计算
总剪力墙：抗弯刚度为每片剪力墙抗弯刚度之和： EI w 其中：k——剪力墙片数； EIeq ——每片墙的等效抗弯刚度，按第4章方法进行计算。 总 框 架：为所有梁、柱单元总和，其刚度为所有柱抗推刚度的总和。 总 连 杆：为所有楼板、联系梁单元总和。
另一端约束弯矩系数 m12=0 也可以很容易地写出，但是在刚结连杆计算中不用， 故此处省去。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
•注意：实际工程中，上述方法计算出来的联系梁弯矩往往过大，配筋过多，可以 对梁弯矩进行塑性调幅。 •方法是降低联系梁刚度，即用 βhEI 代替EI， βh 不小于0.55。 •这即意味着联系梁刚度大，弯矩反而大，不利于其承载。 •为了保证联系梁的强度，我们应该减小连梁的尺寸，而不应该加大其尺寸。 •将约束弯矩连续化，则第i个梁端单位高度上约束弯矩为：
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
第5章 框架-剪力墙结构的内力和位移计算
• 框剪结构协同工作原理及计算方法
• 两种计算图形 • 铰结体系协同工作计算 • 刚结体系协同工作计算 • 刚度特征值λ对框剪结构受力、位移特性的影响 • 内力计算
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
VF = VP (ξ ) − VW (ξ )
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
刚结体系协同工作计算
刚结体系与铰结体系之间的主要区别： 2、连杆切开后，连杆中除轴向力外，还有剪力和弯矩。
{
1、总剪力墙和总框架间的连杆对墙肢有约束弯矩作用。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
将剪力和弯矩向墙肢截面形心轴取矩，就形成约束弯矩 将剪力和弯矩向墙肢截面形心轴取矩，就形成约束弯矩Mi。 将约束弯矩及连梁轴力连续化后，可以得到基本计算体系。 将约束弯矩及连梁轴力连续化后，可以得到基本计算体系。 与铰结体系相比：框架部分完全相同，但剪力墙部分增加了约束弯矩。 与铰结体系相比：框架部分完全相同，但剪力墙部分增加了约束弯矩。
（2）当 ξ ＝0 （底部），底部为固接，转角近似为0，即 在确定的荷载形式下，顺序解出上述四个边界条件，可以求出四个待定常数。 用此方法可以分别求出在三种荷载下的变形曲线 y(ξ) 对总剪力墙： 对总框架：
d2y M w = EI w 2 dx
VF = C F
dy dx
d3y Vw = − ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱI w 3 dx
变形特点： 剪力墙变形以弯曲型变形为主；框架变形以剪切型变形为主。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
受 力 特 点
剪力墙单元刚度比框架大得多，协同工作时，剪力墙担负大部分水平荷载。 两者之间相互作用力：剪力墙下部变形增大，框架减小，故下部为拉力。 上部正好相反，剪力墙变形减小，框架增大，故上部为推力。框架上部和下部 所受剪力趋于均匀化。
Vw = P(chλξ −
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
三、计算图表
y，Mw，Vw中自变量为λ和ξ。为使用方便，分别将三种水平荷载下的位移，弯矩以及剪力画成曲线， 示于图表5-1～图表5-9中。 求出系数后；用下列公 式求出位移和内力：
{
y (ξ ) y= fH fH M (ξ ) MW = W M 0 M0 V (ξ ) VW = W V0 V0
∆M C F 0= CF ∆M + ∆N
∆M——仅仅考虑梁、柱弯曲变形时候框架的顶点位移。 ∆N——仅仅考虑梁、柱轴向变形时候框架的顶点位移。 ∆M、 ∆N可以用简化方法计算。 计算时可以用任意给定荷载，但是需要用相同的荷载算∆M 以及∆N。
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二、计算公式
通过楼板 铰接体系
通过联系梁 刚接体系
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通过楼板
框架和剪力墙之间只通过楼板联系，可简化为铰结体系。 总剪力墙：2片组成；总框架：5片框架组成
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
通过联系梁
1
2
3
4
横向：总剪力墙：4片墙组成；总框架：5片框架组成； 总连杆：联系梁简化为连杆，连杆与剪力墙相连端为刚结，与框架相连端为铰结。 包括4个刚结端。
采用连续化方法，连杆切开后，将各层连杆中的未知力PFi化为未知函数PF(x)。
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
切开后的总剪力墙为静定结构，按照下图中正符号规则，悬臂墙的弯曲变形与内力有如下关系：
d3y Vw = − EI w 3 dx 4 d y ① pw = p ( x) − pF = EI w 4 dx dy 对框架而言：θ=dy/dx，故 VF = C Fθ = C F
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
通过联系梁
1
2
3
4
当联系梁刚度较小时，也可 以忽略其对墙肢的约束作用， 把连杆处理为铰结。
5 6 7 8
纵向：⑨、⑩轴又有剪力墙又有柱。一端与墙相连，一端与柱相连的梁也称为联系梁， 该梁对墙、柱都会产生约束作用，对柱约束反映在D值中，故同②、⑥轴，连杆与剪 力墙为刚结，与框架为铰结。 总剪力墙：4片墙组成； 总框架：2框架＋6根柱子组成； 总连杆：包括8个刚结端
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
手算近似方法将所有剪力将合并为总剪力墙， 所有框架合并成总框架，协同工作计算主要解 决荷载在总剪力墙与总框架间的分配。得到各 自的总内力，并计算侧移。每片剪力墙内力， 1、杆件单元矩阵位移法：剪力墙简化成带刚域平面框架。该方法考虑杆件轴、剪、 按各片墙等效刚度进行再分配，各个柱子水平 弯的影响，同行考虑扭转，计算结果较精确。这是目前大部分结构通用计算程序 剪力将按每个柱子D值进行再分配。 所采用的方法，它建立在平面结构假定的基础上，这种程序称为空间协同工作计 算程序。 2、手算法：利用图表，较适用于比较规则结构中，可以得到满意的结果。这种方 法不考虑柱轴向变形影响，在高度较大的高层建筑中计算有误差。
dVF d y = − pF = CF 2 ② dx dx d 4 y C F d 2 y p( x) 代入①式得： − = dx 4 EI w dx 2 EIW
求导一次： 这是关于y的微分方程。 令 有
2
d2y M w = EI w 2 dx
符号规则
dx
λ = H C F EIW
ξ = x/H
③
2 d4y H4 2 d y −λ = p (ξ ) 4 2 dξ dξ EIW
= ∑ EI eq
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
框架抗推刚度的定义：产生单位层间变形角所需的推力。 框架抗推刚度的定义：产生单位层间变形角所需的推力。
根据柱D的定义，CF可由 柱D值计算。
C F = h∑ D j
第 5章 框架—剪力墙结构的内力和位移计算 框架—
假定：1、总框架各层抗推刚度相等，均为CF； 2、总剪力墙各层抗弯刚度相等，为 EIW。 注意：实际工程中各层抗推刚度和抗弯刚度不可能相同，如果各层变化不大，本方 法适用，相差过大，用加权平均方法可以得到平均的CF 以及EIW 值。
qH 2
Mw =
λ2
qH
[(1 +
λshλ
2
−
shλ chλξ λ 1 ) − ( − ) shλξ − ξ ] λ chλ 2 λ
Vw =
2 qH 2 1 + λshλ ξ y= [( )(chλξ − 1) − λshλξ + λ2ξ (1 − )] C F λ2 chλ 2
λ2
[(1 +
λshλ
−
shλ λshλξ λ 1 ) − ( − )λchλξ − 1] λ chλ 2 λ
qH 2 1 + λshλ M w = 2 [( )chλξ − λshλξ − 1] λ chλ qH 1 + λshλ Vw = [λshλ − ( ) shλξ ] λ chλ PH 3 shλ 1 1 y= [ 3 (chλξ − 1) − 3 shλξ + 2 ξ ] EI w λ chλ λ λ M w = PH ( shλ 1 chλξ − shλξ ) λchλ λ shλ shλξ ) chλ
[建筑土木]框架剪力墙计算
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第五章框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算方法与设计概念5.1 计算基本假定1、基本假定(1)一片框架或一片剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，而在平面外的刚度很小，可以忽略。
因而整个结构可以划分成若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载，垂直于该方向的结构不参加力。
(2)楼板在其自身平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小，可以忽略。
因而在侧向力作用下，楼板可作剐体平移或转动，各个平面抗侧力结构之间通过楼板互相联系并协同工作。
¾弹性工作状态假定¾平面抗侧力结构和刚性楼板假定¾水平荷载的作用方向¾框架结构计算方法分类平面抗侧力结构和刚性楼板假定¾平面抗侧力结构假定¾(a)结构平面¾(b)y方向抗侧力结构¾(c)x方向抗侧力结构¾刚性楼板假定结构→构件→截面→材料2、框架结构计算方法分类框架计算方法精确法渐进法近似法位移法力法力矩分配法迭代法无剪力分配法分层法反弯点D 值法5.2 框架结构的近似计算方法5.2.1 竖向荷载下的近似计算——分层力矩分配法基本假定多层多跨框架在竖向荷载作用下，侧向位移比较小，计算时可忽略侧移的影响；本层横梁上竖向荷载对其他各层横梁内力的影响很小，计算时也可忽略，因此可将多层框架分解成一层一层的单层框架，分别进行计算。
分层法示意图计算要点¾分层方法：将多层框架分层，每层梁与上下柱构成的单层框架作为计算单元，柱远端假定为固端；¾各计算单元按弯矩分配法计算内力；¾分层计算所得的横梁的弯矩即为其最后的弯矩，每一柱（底层柱除外）属于上下两层，所以柱的弯矩为上下两层柱的弯矩叠加；¾因为分层计算时，假定上下柱的远端为固定端，而实际上是弹性支承，为了反映这个特点，减小误差，除底层柱外，其他层各柱的线刚度乘以折减系数0.9；楼层柱弯矩传递系数为1/3，底层柱为1/2；¾分层计算法所得的结果，在刚结点上诸弯矩可能不平衡，但误差也不致很大，如有需要，可对结点不平衡弯矩再进行一次分配。
框架结构的内力和位移计算
框架梁跨中截面： T型截面
框架梁支座截面： 矩形截面
边框架：I＝I0
注：I0为矩形截面框架梁的截面惯性矩
框架结构的内力和位移计算
10
§ 3.2 竖向荷载作用下的近似计算方法——分层法 计算假定：
➢ 多层多跨框架在一般竖向荷载作用下，侧移小， 作为无侧移框架按力矩分配法进行内力分析
➢ 多层框架简化为单层框架，分层作力矩分配计算
17
2 弯矩二次分配法
具体计算步骤： （1）根据各杆件的线刚度计算各节点的杆端弯矩
分配系数，并计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩。 （2）计算框架各节点的不平衡弯矩，并对所有节
点的不平衡弯矩同时进行第一次分配（其间不进行弯 矩传递）。
框架结构的内力和位移计算
18
（3）将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递（对 于刚接框架，传递系数均取1/2）。
首先，将多层框架分解成一层一层的单层框架
框架结构的内力和位移计算
12
分层法 例题：
框架结构的内力和位移计算
13
分层法
力学知识回顾
➢转动刚度——对转动的抵抗能力。杆端的转动刚度以S表示 等于杆端产生单位转角时需要施加的力矩。
➢固端弯矩 方向 +
框架结构的内力和位移计算
14
分层法
➢传递系数
➢分配系数
框架结构的内力和位移计算
2
荷载和设计要求
步骤四：内力计算 ➢ 竖向恒荷载作用下内力计算 ➢ 竖向活荷载作用下内力计算 ➢ 水平风荷载作用下内力计算 ➢ 地震作用下内力计算
步骤五：侧移验算 ➢ 侧移不满足要求回到步骤一
步骤六：控制截面及控制截面内力调整 ➢ 梁柱轴线端内力调整至构件边缘端 ➢ 竖向荷载梁端出现塑铰产生的塑性内力重分布
框架和剪力墙结构的内力与位移计算
框架和剪力墙结构的内力与位移计算在建筑结构设计中，框架和剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。
理解和准确计算这种结构的内力与位移，对于确保建筑物的安全性、稳定性以及使用性能至关重要。
框架结构主要由梁和柱组成，通过节点连接形成空间受力体系。
在承受水平荷载时，框架结构的变形以剪切型为主，即层间位移由下至上逐渐增大。
而剪力墙结构则是由一系列的钢筋混凝土墙板组成，能够有效地抵抗水平荷载，其变形以弯曲型为主，即顶部位移较大。
当框架和剪力墙共同工作时，其内力和位移的计算就变得较为复杂。
首先，我们来探讨内力的计算。
内力包括弯矩、剪力和轴力。
在水平荷载作用下，框架和剪力墙所承担的内力会根据它们的刚度比例进行分配。
对于框架部分，其内力计算通常采用 D 值法。
D 值法考虑了梁柱线刚度比、上下层横梁线刚度比以及层高变化等因素对框架柱抗侧刚度的影响。
通过计算得到框架柱的抗侧刚度后，再根据水平荷载的大小和分布，就可以计算出框架柱和框架梁的内力。
剪力墙的内力计算则相对复杂一些。
一般来说，可以采用等效抗弯刚度法或者连续连杆法。
等效抗弯刚度法将剪力墙等效为一个悬臂梁，通过计算其等效抗弯刚度来确定内力。
连续连杆法则是将剪力墙视为一系列连续的连杆，通过建立微分方程来求解内力。
在计算框架和剪力墙结构的位移时，需要分别考虑弯曲变形和剪切变形的影响。
对于框架结构，由于其剪切变形较大，需要同时考虑梁柱的弯曲变形和剪切变形。
而剪力墙结构主要是弯曲变形，其位移计算可以基于材料力学中的弯曲理论。
在实际工程中，为了更准确地计算框架和剪力墙结构的内力和位移，通常会借助计算机软件进行分析。
这些软件基于有限元法等数值方法，能够模拟结构在各种荷载作用下的响应。
然而，软件计算结果也并非绝对准确，工程师还需要根据自己的经验和判断对结果进行分析和校核。
例如，在一些特殊的情况下，软件可能无法准确考虑结构的非线性行为或者一些复杂的边界条件。
另外，在设计过程中，还需要考虑一些其他因素对内力和位移的影响。
剪力墙结构的内力和位移计算
N j Vb
j
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30
4、讨论 双肢墙侧移、连梁内力、墙肢内力沿高度分布曲线如图
➢ 侧移曲线呈弯曲型，愈 大，整体刚度愈大，侧 移愈小
➢ 连梁最大剪力不在底层 ，愈大连梁剪力愈大， 最大值下移
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➢ 墙肢轴力即为该截 ➢ 墙肢弯矩与有关， 愈
面以上连梁剪力之
c——洞口两侧墙肢轴线距离一半
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17
18
令 G 0.42E ，矩形截面连梁剪应力不均匀系数 1.2 则连梁折算惯性距可近似写为
I b0
Ib
/(1
3EIb
/ GAbab2 )
Ib
/1
0.7
hb2 ab2
19
墙肢：
I I1 I2 A1 y12 A2 y22
Ii Ai yi2 Ii In
壁式框架
受力特点： 与框架结构相类似。
4
不规则开洞剪力墙：
几何判定： 当洞口较大，而排列不规则，这 种墙不能简化成杆件体系计算，如 果要精确地知道其应力分布，只能 采用平面有限元方法。
5
剪力墙结构的计算简图
一、剪力墙结构
纵横两个方向均 由钢筋混凝土墙 组成的结构体系
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6
二、计算假定：
2
2）联肢墙：
几何判定：
沿竖向开有一列或多列较大的洞口， 可以简化为若干个单肢剪力墙或墙肢与一 系列连梁联结起来组成。
联肢剪力墙
受力特点：
超静定结构，采用近似计算方法，如 小开口剪力墙计算方法、连续化方法、带 刚域框架方法等。
3
壁式框架：
几何判定： 当剪力墙成列布置的洞口很大， 且洞口较宽，墙肢宽度相对较小， 连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。
结构体系近似计算之框剪结构
如图所示：当结构产生单 位层间角位移时，每根柱子柱 顶相对柱底底侧移为：
CF
=1
h
=h=h
框架的抗推刚度实际上也是使整层框架柱端产生相对 位移h所需的剪力值。根据柱子抗推刚度 D 的定义，总框 架的抗推刚度为：
C F =hD j
当框架高度大于50m或其高宽比大于4时，应考虑柱 轴向变形对框架—剪力墙体系的内力和位移的影响，对框 架的总抗推刚度加以修正：
楼板只将竖向力传到框架或剪力墙，而不能传递弯矩。
这样，每一榀框架（或每一片剪力墙）只承担一定范 围内的竖向荷载，并可单独计算其内力。
内力计算方法同框架结构、剪力墙结构。
5-4 框-剪结构内力、位移计算
1. 框—剪结构布置的一般原则 2. 框—剪结构的计算简图
3. 竖向荷载下框—剪结构计算
4. 水平荷载下铰结体系内力计算
5-4 框-剪结构内力、位移计算
1. 框—剪结构布置的一般原则 2. 框—剪结构的计算简图
3. “竖向荷载”下框—剪结构计算
4. “水平荷载”下铰结体系内力计算
5. “水平荷载”下刚结体系内力计算
6. 框—剪结构侧移、内力特点
5-4 框-剪结构内力、位移计算
1. 框—剪结构布置的一般原则 2. 框—剪结构的计算简图
倒三角形荷载
整体墙
均布荷载
顶部集中荷载
等效惯性矩
Iq Ih = h
i i i
Ih =
i
i
H
hi
等效截面面积
H
h2 h1
Aq = 0 A
0 =11.25 Aop / Af
EI q 3.64EI q 1 + H 2GAq EI q 4 EI q 1 小开口整体墙 EI eq = 1 + H 2GA 1 .2 q EI q 3 EI q Iq、Aq同整体墙 1 + H 2GA q
第五讲(一) 剪力墙结构的内力
第五讲（一) 剪力墙结构的内力、位移计算本章内容:一、剪力墙结构的计算图1、剪力墙结构的计算图—水平荷载下剪力墙的计算截面2、剪力墙的分类（1）整体墙和小开口整体墙（2)双肢剪力墙和多肢剪力墙（3）框支剪力墙（4）开有不规则大洞口的墙二、剪力墙构件的受力特点和分类依据1、影响剪力墙受力性能的两个主要指标（1）肢强系数(2）剪力墙整体性系数2、单榀剪力墙受力特点(水平力作用下墙肢中的整体弯矩和局部弯矩)3、剪力墙的分类（1）整截面剪力墙(2）整体小开口剪力墙（3）联肢剪力墙（4）壁式框架三、剪力墙的计算方法1、整体墙和小开口整体墙的计算2、双肢墙的计算1）连续连杆法的基本假设2）力法方程的建立3）基本方程的解4）双肢墙的内力计算5）双肢墙的位移与等效刚度6）关于墙肢剪切变形和轴向变形的影晌7）关于各类剪力墙划分判别式的讨论一、剪力墙结构的计算图1、剪力墙结构的计算图—水平荷载下剪力墙的计算截面下图为一高层建筑剪力墙结构的平面布置及剖面示意图。
从图中可以看出，剪力墙结构是由一系列的竖向纵、横墙和平面楼板组合在一起的—个空间盒子式结构体系。
按照对高层建筑结构计算的基本假定及计算图取法，它可以按纵、横两方向的平面抗侧力结构进行分析。
为了方便，下面采用简单的图形说明问题。
下图所示为剪力墙结构，在横向水平荷载作用下,只考虑横墙起作用，而“略去”纵墙的作用。
在纵向水平荷载作用时，只考虑纵墙起作用，而“略去"横墙的作用。
需要指出的是,这里所谓“略去”另一方向剪力墙的影响,并非完全略去，而是将其影响体现在与它相交的另一方向剪力墙结构端部存在的翼缘，将翼缘部分作为剪力墙的一部分来计算.根据《高层规程》的规定，计算剪力墙结构的内力和位移时，应考虑纵、横墙的共同工作，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有效冀缘。
现浇剪力墙有效翼缘的宽度i b可按下表所列各项中最小值取用。
剪力墙通常是布置得规则、拉通、对直的。
6.框架—剪力墙结构的协同工作计算
(6.14 15)
注：梁B
剪力墙平 面外相连
6.3 框架－剪力墙结构的内力计算
（2）刚接体系计算简图
梁B连接剪力墙和框架。
1）对剪力墙有约束作用，可视为刚接。
2 ）对柱也有约束作用，此约束作用反映在柱的抗弯刚 度D中，简化为铰接。
框架结构刚接体系：总剪力墙、总框架和刚接连杆。
注：梁B
剪力墙平 面内相连
6.3 框架－剪力墙结构的内力计算
6.3 框架－剪力墙结构的内力计算
把总剪力墙视为悬臂梁，其内力与弯曲变形关系如下：
d4y EI w 4 p x pf x (6.7) dx Cf为使总框梁在楼层处产生单位剪切变形时所需要的水
平剪力。当总框架剪切变形为 θ＝ dy/dx时，由定义可得总
框架层间剪力为：
dy Vf Cf Cf dx 对上式微分得：
5 剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞 时，洞口宜上下对齐； 6 楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置； 7 抗震设计时，剪力墙布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度 接近。
6.1 概述
8.1.8 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，其剪力墙的 布置尚宜符合下列要求：
1 横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表8.1.8的要求，当这些剪
6.3 框架－剪力墙结构的内力计算
6.3.2 两种结构体系的计算简图
所有剪力墙综合——剪力墙；所有框架综合——总框架。
剪力墙结构设计计算要点和实例
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。
高层建筑结构,第五章框架-剪力墙结构的内力和位移计算
§ 5.2 铰结体系协同工作计算
3、计算图表的应用 （1）根据荷载形式（有三种）、刚度特征值和高度坐标查 图表得系数 y( ) / f
y H
m M W ( ) / M 0 V VW ( ) / V0
（2）根据荷载形式按悬臂杆计算顶点侧移fH，底截面弯矩M0 和底截面剪力V0 （3）计算结构顶点侧移y、总剪力墙弯矩Mw和剪力VW以及总框 架剪力VF
P
PW 图
PF图
高层建筑结构——框架-剪力墙结构
§ 5.5 讨论
2、框剪结构设计中应注意的问题 框剪结构容易满足平面布置灵活和有较大抗侧刚度的要求。 此外，由于框架与剪力墙协同工作，使框架层剪力分布，从 底到顶趋于均匀（与纯框架结构中，框架层剪力上小下大不 同），这对框架的设计十分有利－框架柱和梁的断面尺寸和 配筋可以上下比较均匀 由此可以看出三个值得注意的问题： （1）纯框架设计完毕后，如果又增加了一些剪力墙（例如电梯 井，楼梯井等改成剪力墙），就必须按框架－剪力墙结构重 新核算 （2）剪力墙与框架协同工作的基本条件是：传递剪力的楼板必 须有足够的整体刚度。因此框剪结构的楼板应优先采用现浇 楼面结构，剪力墙的最大间距不能超过规定限值
高层建筑结构——框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：
1.剪力墙宜均匀地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平 面形状变化 恒载较大的部位；在伸缩缝、沉降缩、防震 缝两侧不宜同时设置剪力墙。 2.平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力 墙； 3.剪力墙布置时，如因建筑使用需要，纵向或横向一个方向 无法设置剪力墙时，该方向采用壁式框架或支撑等抗侧力 构件，但是，两方向在水平力作用下的位移值应接近。壁 式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑。 4.剪力墙的布置宜分布均匀，各道墙的刚度宜接近，长度较 长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙，单肢 墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m。单片剪力墙底部承 担水平力产生的剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。
剪力墙结构的内力与位移计算
7）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错洞墙和叠合错 洞墙。
8）当剪力墙与平面外方向的梁刚接时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和 承载力（可在墙内设置扶壁柱、暗柱或与梁相连的型钢等措施）；或减小梁 端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）《高规》7.1.6。 9）短肢剪力墙是指墙肢截面厚度不大于300mm，各肢截面高度与厚度之比 为5~8的剪力墙，当墙肢截面高度与厚度之比不大于4时，易按框架柱进行截 面设计。高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结 构的最大适用高度应适当降低。
整体小开口墙
3）联肢墙： 几何判定： 沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化 为若干个单肢剪力墙或墙肢与一系列连梁联结起来 组成。
受力特点：
联肢剪力墙
连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢局部弯矩 较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。
4）壁式框架：
几何判定：
当剪于墙肢的 刚度。 受力特点： 与框架结构相类似。
10）楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上。
11）计算剪力墙的内力与位移时，可以考虑纵、横墙的 共同工作。 有效翼缘的宽度按下表采用，取最小值。
bf b bf S 01 b bf S 02 bf b
考虑方式
截面形式 T形或I形 L形或[形
按剪力墙间距
按翼缘厚度
b
S01 S02 2 2
b
S02 2
3、引入等效刚度 EIeq ，可把剪切变形与弯曲变形综合成弯曲变形的表达形式，则式 可进一 步写成下列形式
问题：如何考虑洞口对截面面积及刚度的削弱影响？
（1）小洞口整体墙的折算截面面积为：