高层建筑结构剪力墙结构
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第四章 剪力墙结构
*********剪力墙结构概述**********
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
约束边缘构件和构造边缘构件
抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢 总高度的1/8和底部两层二者的较大值。当剪力墙高度超过 150m时，底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。 底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高 度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的 1/8二者的较大值。 一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢 端部应设置约束边缘构件； 一、二级抗震设计剪力墙的其他部位及三、四级抗震设计和 非抗震设计的剪力墙墙肢端部均应设置构造边缘构件。
高层建筑结构剪力墙结构
小开口整体墙的计算
墙肢内力特点： 1)正应力在整个截面上基本是直线分布，
局部弯矩不超过整体弯矩的15％； 2) 大部分楼层上墙肢弯矩不具有反弯点。
M i
0.85M P
Ii I
0.15M P
I
k 1
Ii
i 1
Ni
0.85M P
Ai yi I
****I 为整个剪力墙截面对组合截面
配筋
1）一、二、三级抗震设计时竖向和水平分布筋的配筋率不 小于0.25%，四级抗震及非抗震时不应小于0.2%；
2）一般剪力墙竖向和水平分布筋间距均不应大于300mm， 分布钢筋直径均不应小于8mm；
3）剪力墙水平、竖向分布钢筋的直径不宜大于墙肢截面厚 度的1/10。
4）房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间、电梯间 剪力、端开间的纵向剪力墙、端山墙的水平和竖向分布 钢筋的最小配筋率不应小于0.25%，间距不应大于 200mm。
2.水平荷载作用下，各片剪力墙通过刚性楼板连接，楼层总 水平荷载按各片墙体刚度分配，分片计算墙体内力。
Vij
Ec Ieqj Ec Ieqj
Vpi
高层建筑结构剪力墙结构
二、剪力墙的分类和计算
2.1整体墙和小开口墙 没有门窗洞口或者洞口面积很小可以忽略，该类型的剪
力墙相当于一个整体悬臂墙，符合平面假定，正应力为直线 分布。
高层建筑结构剪力墙结构
第二节 整体墙和小开口墙
一、整体墙的计算 墙上门窗开洞面积不超过墙面面积的15％，且孔间净距及孔 洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸时，可以忽略洞口的影 响，认为平面假定仍适用，截面应力可按材料力学公式进行 计算，可按悬臂墙计算。 截面面积Aq取无洞截面的横截面面积乘以洞口消弱系数：
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
连梁
抗震设计时，沿连梁全长 箍筋的构造按框架梁梁端 加密区箍筋的构造要求配 置。非抗震设计时，沿连 梁全长的箍筋直径不应小 于6mm，间距不应大于 150mm。当连梁截面高 度大于700mm时，其两 侧面沿梁高范围设置纵向 构造钢筋（腰筋）的直径 不应小于10mm。
6）非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或无支 长度的1/25，且不应小于160mm。
7）当墙厚不能满足以上要求时，需计算墙体稳定：
q E ct3
1
0
l
2 0
Ec:混凝土弹性模量；
Fra Baidu bibliotekq：作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设
计值；t：墙肢截面厚度；l0 ：墙肢计 算长度，详见《高规》附录D。
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
顶点水平位移统一表达 其中
V0 H 3
高层建筑结构剪力墙结构
2.2 双肢墙和多肢剪力墙 开有一排较大洞口的剪力墙为双肢墙；开有多排较大洞口的 剪力墙叫多肢墙。此时截面的整体性已破坏，正应力分布不 再符合直线规律。当洞口更大，连梁刚度很大时，称为壁式 框架。
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
2.3 框支剪力墙 底部为框架结构，上部为剪力墙结构。 2.4 不规则大洞口墙
高层建筑结构剪力墙结构
一. 剪力墙结构的计算简图与计算方 法
一、基本假定 1）楼板在自身平面内刚度很大，可视为刚度无限大的刚性
楼板，而平面外刚度很小，可忽略不计； 2）各榀剪力墙在自身平面内刚度很大，而平面外的刚度很
小，可忽略不计。
高层建筑结构剪力墙结构
剪力墙的荷载分配
1.竖向荷载作用下，按每片墙体的受荷面积计算其荷载，直 接计算墙肢上的轴力。
加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不 应小于200mm；其他部位不应小于层高或无支长度的 1/20，且不应小于160mm。
高层建筑结构剪力墙结构
5）按三、四级抗震等级设计的剪力墙截面厚度，底部加强 部位不应小于层高或无支长度的1/20，且不应小于 160mm。其他部位不应小于层高或无支长度的1/25， 且不应小于160mm。
形心的惯性矩
高层建筑结构剪力墙结构
墙肢剪力的计算 底层按墙肢截面面积分配：
Vi
V0
Ai
k 1
Ai
i1
上部各层剪力可按材料力学公式计算截面的剪应力，各 墙肢剪应力之合力即为墙肢剪力；或按墙肢截面面积和惯性 矩比例的平均值分配剪力，即：
Vi
Vp
1 2
A Ai
Ii Ii
高层建筑结构剪力墙结构
剪力墙的顶点位移计算 剪力墙的等效刚度就是将墙的弯曲、剪切和轴向变形之 后的顶点位移，按顶点位移相等的原则，折算成一个只考虑 弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度。 有了等效惯性矩，可以直接按受弯悬臂杆的计算公式计 算顶点位移。
Aq 0 A
0 1 1.25
Ad A0
高层建筑结构剪力墙结构
Ad：洞口总立面面积 A0:剪力墙立面总墙面面积 A：无洞口截面面积
惯性矩Iq取有洞与无洞截面 惯性矩沿竖向的加权平均值：
n
I jh j
Iq
j1 n
hj
j1
Ij：剪力墙沿竖向各 段的惯性矩有洞
口时扣除洞口影响；
hj：各段高度。
高层建筑结构剪力墙结构
一般规定
1）剪力墙宜双向布置，抗震设计时应避免单向有墙的结构 形式；
2）抗震设计时短肢剪力墙的抗震等级应比规程中的抗震等 级提高一级，短肢墙的截面厚度不应小于200mm。(高
厚比小于8的墙) 3）较长剪力墙宜开设洞口将其分成长度较均匀的若干墙段，
墙段之间采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截 面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m。 4）按一、二级抗震设计等级设计的剪力墙截面厚度，底部
*********剪力墙结构概述**********
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
约束边缘构件和构造边缘构件
抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢 总高度的1/8和底部两层二者的较大值。当剪力墙高度超过 150m时，底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。 底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高 度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的 1/8二者的较大值。 一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢 端部应设置约束边缘构件； 一、二级抗震设计剪力墙的其他部位及三、四级抗震设计和 非抗震设计的剪力墙墙肢端部均应设置构造边缘构件。
高层建筑结构剪力墙结构
小开口整体墙的计算
墙肢内力特点： 1)正应力在整个截面上基本是直线分布，
局部弯矩不超过整体弯矩的15％； 2) 大部分楼层上墙肢弯矩不具有反弯点。
M i
0.85M P
Ii I
0.15M P
I
k 1
Ii
i 1
Ni
0.85M P
Ai yi I
****I 为整个剪力墙截面对组合截面
配筋
1）一、二、三级抗震设计时竖向和水平分布筋的配筋率不 小于0.25%，四级抗震及非抗震时不应小于0.2%；
2）一般剪力墙竖向和水平分布筋间距均不应大于300mm， 分布钢筋直径均不应小于8mm；
3）剪力墙水平、竖向分布钢筋的直径不宜大于墙肢截面厚 度的1/10。
4）房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间、电梯间 剪力、端开间的纵向剪力墙、端山墙的水平和竖向分布 钢筋的最小配筋率不应小于0.25%，间距不应大于 200mm。
2.水平荷载作用下，各片剪力墙通过刚性楼板连接，楼层总 水平荷载按各片墙体刚度分配，分片计算墙体内力。
Vij
Ec Ieqj Ec Ieqj
Vpi
高层建筑结构剪力墙结构
二、剪力墙的分类和计算
2.1整体墙和小开口墙 没有门窗洞口或者洞口面积很小可以忽略，该类型的剪
力墙相当于一个整体悬臂墙，符合平面假定，正应力为直线 分布。
高层建筑结构剪力墙结构
第二节 整体墙和小开口墙
一、整体墙的计算 墙上门窗开洞面积不超过墙面面积的15％，且孔间净距及孔 洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸时，可以忽略洞口的影 响，认为平面假定仍适用，截面应力可按材料力学公式进行 计算，可按悬臂墙计算。 截面面积Aq取无洞截面的横截面面积乘以洞口消弱系数：
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
连梁
抗震设计时，沿连梁全长 箍筋的构造按框架梁梁端 加密区箍筋的构造要求配 置。非抗震设计时，沿连 梁全长的箍筋直径不应小 于6mm，间距不应大于 150mm。当连梁截面高 度大于700mm时，其两 侧面沿梁高范围设置纵向 构造钢筋（腰筋）的直径 不应小于10mm。
6）非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或无支 长度的1/25，且不应小于160mm。
7）当墙厚不能满足以上要求时，需计算墙体稳定：
q E ct3
1
0
l
2 0
Ec:混凝土弹性模量；
Fra Baidu bibliotekq：作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设
计值；t：墙肢截面厚度；l0 ：墙肢计 算长度，详见《高规》附录D。
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
顶点水平位移统一表达 其中
V0 H 3
高层建筑结构剪力墙结构
2.2 双肢墙和多肢剪力墙 开有一排较大洞口的剪力墙为双肢墙；开有多排较大洞口的 剪力墙叫多肢墙。此时截面的整体性已破坏，正应力分布不 再符合直线规律。当洞口更大，连梁刚度很大时，称为壁式 框架。
高层建筑结构剪力墙结构
高层建筑结构剪力墙结构
2.3 框支剪力墙 底部为框架结构，上部为剪力墙结构。 2.4 不规则大洞口墙
高层建筑结构剪力墙结构
一. 剪力墙结构的计算简图与计算方 法
一、基本假定 1）楼板在自身平面内刚度很大，可视为刚度无限大的刚性
楼板，而平面外刚度很小，可忽略不计； 2）各榀剪力墙在自身平面内刚度很大，而平面外的刚度很
小，可忽略不计。
高层建筑结构剪力墙结构
剪力墙的荷载分配
1.竖向荷载作用下，按每片墙体的受荷面积计算其荷载，直 接计算墙肢上的轴力。
加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不 应小于200mm；其他部位不应小于层高或无支长度的 1/20，且不应小于160mm。
高层建筑结构剪力墙结构
5）按三、四级抗震等级设计的剪力墙截面厚度，底部加强 部位不应小于层高或无支长度的1/20，且不应小于 160mm。其他部位不应小于层高或无支长度的1/25， 且不应小于160mm。
形心的惯性矩
高层建筑结构剪力墙结构
墙肢剪力的计算 底层按墙肢截面面积分配：
Vi
V0
Ai
k 1
Ai
i1
上部各层剪力可按材料力学公式计算截面的剪应力，各 墙肢剪应力之合力即为墙肢剪力；或按墙肢截面面积和惯性 矩比例的平均值分配剪力，即：
Vi
Vp
1 2
A Ai
Ii Ii
高层建筑结构剪力墙结构
剪力墙的顶点位移计算 剪力墙的等效刚度就是将墙的弯曲、剪切和轴向变形之 后的顶点位移，按顶点位移相等的原则，折算成一个只考虑 弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度。 有了等效惯性矩，可以直接按受弯悬臂杆的计算公式计 算顶点位移。
Aq 0 A
0 1 1.25
Ad A0
高层建筑结构剪力墙结构
Ad：洞口总立面面积 A0:剪力墙立面总墙面面积 A：无洞口截面面积
惯性矩Iq取有洞与无洞截面 惯性矩沿竖向的加权平均值：
n
I jh j
Iq
j1 n
hj
j1
Ij：剪力墙沿竖向各 段的惯性矩有洞
口时扣除洞口影响；
hj：各段高度。
高层建筑结构剪力墙结构
一般规定
1）剪力墙宜双向布置，抗震设计时应避免单向有墙的结构 形式；
2）抗震设计时短肢剪力墙的抗震等级应比规程中的抗震等 级提高一级，短肢墙的截面厚度不应小于200mm。(高
厚比小于8的墙) 3）较长剪力墙宜开设洞口将其分成长度较均匀的若干墙段，
墙段之间采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截 面高度之比不应小于2。墙肢截面高度不宜大于8m。 4）按一、二级抗震设计等级设计的剪力墙截面厚度，底部