《剪力墙结构设计》

(6-10)
式中 A — 墙截面毛面积；
A O P — 墙面洞口面积； A f — 墙面总面积。
B
hn
hi H
h3 h2 h1
（2） 等效惯性矩 等效惯性矩取有洞口截面与无洞口截面的加权平均值。
Iw
Iihi 整h理i ppt
(6-11)
（3）顶点位移
11
6
0
V0H 3 EcIw
(1
3.67 E c I w H 2G Aw
● 剪力墙的混凝土强度等级不应低于C20，短肢墙—筒体结构的 混凝土强度等级不应低于C25。剪力墙厚度应满足：
一、二级抗震时：底部：1
16
Hi
，其他部位： 1 20
Hi
，160mm ；
无端柱或翼墙时：底部：1
12
H
i
，其他部位：
1 15
H
i
，180mm ；
三、四级抗震时：底部：1
20
H
i ，其他部位：
1 25
H
i
，160mm ；
可近似按每层10mm初估。剪力墙截面总面积与露面面积之比 大约为：
小开间(3～4m): Aw Af 6% ~8% 大开间(7～8m): Aw Af 4% ~6%
基本周期： T1(0.04~0.06)n（n为建筑物层数）
整理ppt
三、剪力墙有效翼缘宽度bf
1．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。
为了计算上的方便，引入等效刚度 E c I e q 的概念，它把剪切变形 与弯曲变形综合成用弯曲变形的形式表达，将上式写成：
整理ppt
11
V 0H
3
6 0 E c I eq
1 V 0H 3 8 E c I eq
1
V 0H
3
3 E c I e q
（倒三角形分布荷载） （均布荷载）
（顶点集中荷载）
考虑方式 按剪力墙间距
截面形式
T形或I形
b S01 S02 22
L形或[形
b S 02 2
按翼缘厚度
b 12hf
b 6hf
按总高度
H
H
10
20
按门窗洞口
b 01
b 02
整理ppt
bf
bf
bf
bf
b S01 b S02 b
bf (b01)
bf
bf (b01)
bf (b01)
bf (b01)
bf
肢时取0.85；8肢以上取0.9；
I — 剪力墙对组合截面形心的惯性矩； 整理ppt
m1
I n — 扣除墙肢惯性矩后剪力墙的惯性矩，In I I j ；
I bj
I
、
1
I2
— —
第 j 列连梁的折算惯性矩，I bj 墙肢1、2的截面惯性矩；
1
I bj 0
30 Ibj0
Ab
j
l
2 bj
j1
；
m — 洞口列数；
（6-18） （6-19） （6-20）
为简化计算起见，将三种荷载下的 E c I e q 统一取为：
E cIeq1E A 9 cIww H Iw 2
小开口墙的内力与位移计算
1．内力计算
6-21
整体小开口墙墙肢截面的正应力可以看 作是由两部分弯曲应力组成，其中一部分是 作为整体悬臂墙作用产生的正应力，另一部 分是作为独立悬臂墙作用产生的正应力。整 体小开口墙的内力可按下式计算：
当剪力墙孔洞面积与墙面面积之比不大于0.15且孔洞净距 及孔洞至墙边距离大于孔洞长边时，可作为整截面悬臂构件按 平截面假定计算截面应力分布。
M
V
My I
VS Ib
整理ppt
2．顶点位移
要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：
Aw11.25
A A O fPA
2．在双十字形和井字形平面的建筑中，核心墙各墙段轴 线错开距离a不大于实体连接墙厚度的8倍，并且不大于2.5m 时，整体墙可以作为整体平面剪力墙考虑，计算所得的内力应 乘以增大系数1.2，等效刚度应乘以折减系数0.8。
3．当折线形剪力墙的各墙段总转角不大于15°时，可按 平面剪力墙考虑。
实体连接墙
a —— 两墙肢轴线距离；
A1 I1
I2 A 2
l0 L
H —— 双肢墙高度；
h —— 双肢墙层高；
S —— 双肢墙对组合截面形心的面积矩，S aA1 A2 ;
1 —— 由图11查得。
A1 A1
整理ppt
图 11 偏心竖向整荷理载ppt作用下的 1 值
2）连梁内力
Vb k02
Mb
V0
1.2
qH 4 8EI
(1
4 EI GAH 2
)
（均布荷载）
1.2
11qmax H 120EI
4
(1
3.67 EI GAH 2
)
（倒三角形分布荷载）
PH 4 3 EI
1.2
3EI
(1
GAH 2 )
（顶点集中荷载）
（6-27） （6-28） （6-29）
式中
m 1
A — 截面总面积，A A j 。 j1
Mj Mj0Mj
6-25
Mj Vj h 20
6-26
式中
M j 0 — 按整体小开口墙计算的墙肢弯矩；
M j — 由于小墙肢局部弯曲增加的弯矩；
V j — 第 j 墙肢剪力；
h 0 — 洞口高度。 整理ppt
2．顶点位移
考虑到开孔后刚度的削弱，应将计算结果乘1.20。因此整体小 开
口墙的顶点位移可按下式计算：
可按纵、横两个方向墙体分别按平面结构进行计算。 总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配，然后进 行单片剪力墙的计算。
F
qmax
qmax
i
E c I eq i E c I eq
q m ax
Fi
E c I eq i F E c I eq
整理ppt
整体墙的内力与位移计算
1．应力计算
I (3) 当 >10 时，按联肢墙计算。
整理ppt
二、结构布置
● 剪力墙应双向或多向布置。高层建筑不应采用全部为短 肢 的剪力墙，短肢墙应与筒体配合使用。
● 较长的剪力墙可用楼板（无连梁）或弱的连梁分为若干 独 立墙段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2。
● 剪力墙的门窗洞口宜上整下理对ppt齐。 ● 墙肢截面高度与厚度之比不宜小于3。
a
整理ppt
≤15°
四、荷载及地震作用计算
剪力墙结构除承受自重外，还承受楼（屋）面活荷载以及风 荷载。在地震区，还可能要承受地震作用。
荷载及地震作用按第三章所述方法计算。
五、剪力墙结构在竖向荷载作用下 的内力计算方法
竖向荷载除了在连梁内产生弯矩以外，在墙肢内主要是产 生轴向力。
在竖向荷载作用下，一片剪力墙所承受的竖向荷载应为该 剪力墙平面计算单元范围内的荷载及剪力墙自重，根据楼盖（屋 盖）结构布置及平面尺寸的不同，剪力墙上的荷载可能为均 布、梯形分布、三角形分布荷载或集中荷载。
整理ppt
双肢及多肢剪力墙
开洞较大、洞口成列布置的墙为双肢或多肢剪力墙。 受力特点：与整体小开口墙相似。
整理ppt
壁式框架
洞口尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙为壁式框架。 受力特点：柱的弯矩图在楼层处有突变，而且在大多数楼层中都出现 反弯点。整个剪力墙的变形以剪切型为主，与框架的受力相似。
)
1 8
V0H 3 EcIw
(1
4 EcIw H 2G Aw
)
1 3
V0H 3 EcIw
(1
3 EcIw H 2G Aw
)
（倒三角形分布荷载） （6-12） （均布荷载） （6-13）
（顶点集中荷载） （6-14）
式中
V 0 — 底部截面剪力； G — 混凝土的剪切模量，G 0.4Ec 。
局部弯矩不超过整体弯矩的15％。
0.85M i
A1
A2
墙肢弯矩 墙肢轴力
Mj 0.85M i IIj 0.15M i
Ij Ij
Nj
0.85Mi
Aj yj I 整理ppt
（6-22） （6-23）
墙肢剪力
Vj
Vi 2
(
Aj Aj
Ij ) Ij
（6-24）
式中
M
、
i
V
i
— 第 i 层总弯矩和总剪力；
整理ppt
联肢墙的内力与位移计算
1．基本假设 （1）连梁的反弯点在跨中，连梁的作用可以用沿高度均匀分布的连续弹 性薄片代替；（连梁连续化假定） （2）各墙肢的变形曲线相似； （3）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。
壁式框架
壁式框架在竖向荷载作用下壁梁和壁柱的内力计算与 框架在竖向荷载作用下内力计算相同，可采用迭代法、分 层法或ＵＢＣ法。
抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部 位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比限值为：
一级（9度）：0.4 一级（7、8度）：0.5 二级：0.6
整理ppt
六、剪力墙结构在水平荷载作用下的内 力与位移计算方法
l0 2
k02
l0 2
式中：
M
、
b
Vb
—— 分别为连梁的弯矩和剪力；
2 —— 由图12查得。
3．竖向偏心荷载作用下多肢墙内力计算
端部墙肢可与相邻墙肢近似按双肢墙计算，中部墙肢 可分别与相邻左右墙肢按双肢墙计算，近似取两次计算结 果的平均值。
整理ppt
图 12 偏心竖向荷整载理作pp用t 下的 2 值
Chapter 6
剪力墙结构设计
整理ppt
一、剪力墙的分类、受力特点及分类界限
（一）分类及受力特点
1．按墙肢截面长度与宽度之比分类
hw
h w / b w 3 : 异形柱;
h w / b w 3 ~ 5 ： 小墙肢短肢剪力墙;
bw
h w / b w 5 ~ 8 ： 短肢剪力墙;
h w / b w 8 ： 普通剪力墙。
三种荷载下 E c I eq 分别为：
E cIw
1
3 .6 7 m E c I w H 2G A w
E cIw
D
1
4m E cIw H 2G A w
E cIw
1
3m E cIw H 2G A w
（倒三角形分布荷载） （均布荷载）
（顶点集中荷载）
整理ppt
（6-15） （6-16） （6-17）
I
、
j
A
j
— 第 j 墙肢的截面惯性矩和截面面积；
y j — 第 j 墙肢的截面形心至组合截面形心的距离；
I — 组合截面惯性矩。
连梁的剪力可由上、下墙肢的轴力差计算。
剪力墙多数墙肢基本均匀，又符合整体小开口墙的条件，当
有个别细小墙肢时，仍可按整体小开口墙计算内力，但小墙肢端
部宜按下式计算，附加局部弯曲的影响为：
h — 层高；
H — 剪力墙总高度；
( a ) a j — 第 j 列洞口两侧墙肢 轴线距离；
l b j — 第 j 列连梁计算跨度，取为洞口宽度加梁高的一半；
I j — 第 j 墙肢的截面惯性矩；
I b j 0 — 第 j 连梁截面惯性矩（刚度不折减）；
— 截面形状系数，矩形截面的 1.2 ；I型截面取 等
于墙全截面面积除以腹板毛截面面积，T形截面见下表：
A b j — 第 j 列连梁的截面面积；
— 系数，由 及层数整按理下ppt表取用；
系数μ和 ς见P.159表6.1和表6.2。
分类界限
(1) 当 10且 In 时，按整体小开口墙计算；
I
(2) 当 10且 In > 时，按壁市式框架计算；
异形柱形式（柱宽等于墙厚）：
整理ppt
2．按墙面开洞情况分类 整截面剪力墙
不开洞或开洞面积不大于15%的墙为整截面剪力墙。 受力特点：如同一个整体的悬臂墙。在墙肢的整个高度 上，弯矩图既不突变，也无反弯点。变形以弯曲型为主。
M
M
整理ppt
整体小开口剪力墙
开洞面积大于15%但仍较小的墙为整体小开口剪力墙。 受力特点：弯矩图在连系梁处发生突变，但在整个墙肢高度 上没有或仅仅在个别楼层中才出现反弯点。整个剪力墙的变形仍 以弯曲型为主 。
整理ppt
（二）整体小开口墙、联肢墙、壁式框架的分类 界限
根据整体性系数 ，墙肢惯性矩的比值 I n I 以及楼层层数确定。
整体系数
双肢墙：
H
12Iba2 h(I1 I2)Ib3
I In
多肢墙： H
12 m Ibja2j
m1
h Ij
j1
Inlb3j
j1
Ib
hb
h H
I1
I2
l0 a
— 考虑墙肢轴向变形的影响系数，当3～4肢时取0.8；5～7
载在连系梁中产生的弯矩和剪力，可近似按两端固定梁计算连 系梁的弯矩和剪力。
2．偏心竖向荷载作用下双肢墙内力计算
1）墙肢内力
Mj
IH (I1 I2)
(1)(
p1e1
p2e2
k0S1)
Nj
H h
pj
(1)
k01
j 1,2
k0
S I
p2
e2
I1 I2 aA2
p1
e1
I1 I2 aA2
整理ppt
h n层 H
式中
M
、
j
N
j
—— 分别为第j 肢墙的弯矩和轴力；
N1
N2
I —— 双肢墙的组合截面惯性矩；
p
、
1
p2
—— 分别为在墙肢1、墙肢2上每层
e1
e2
作用的平均竖向荷载，
p 1=N 1n 、 p 2N 2n ;
e
、
1
e2
—— 分别为
p
、
1
p2
的偏心矩；
A
、
1
A2
—— 双肢墙墙肢的截面面积
整理ppt
整截面剪力墙
整截面墙计算截面的轴力为该截面以上全部竖向荷载之和。
整体小开口剪力墙
每层传给各墙肢的荷载按图所示范围计算，j墙肢的轴力 为该墙肢计算截面以上全部荷载之和。
h1
l01
h2
l02
h3
h1+l01/2
h2+(l01+l02)/2
整理ppt
h3+l02/2
联肢墙
1．无偏心荷载时联肢墙内力计算 墙肢轴力计算方法与整体小开口墙相同，但应计算竖向荷