剪力墙结构分析与设计教程[详细]
第二章 剪力墙结构设计1
Mp I
y j Aj
Ij
：
：
j
墙肢惯性矩
组合截面对形心轴的惯性矩
I I j Aj y2 j
yj
j 墙肢对组合截面对形心轴距离
高层建筑结构 剪力墙结构
③ . 水平荷载作用下墙肢位移计算的侧移计算 小开口整体墙侧移计算式
11 V0 H 3 倒三角形分布荷载 u 1. 2 60 EI e
EI e ?
H
高层建筑结构 剪力墙结构
2. 整体小开口剪力墙的计算
洞口大一些，墙体分成竖向墙肢和连接 墙肢的连梁 ①. 整体小开口剪力墙变形受力特点 墙肢产生整体弯曲变形和局部弯曲变 形 ，以整体弯曲变形为主
截面上正应力由整体弯矩和局部弯矩 产生的应力叠加
墙肢中大部分层都没有反弯点
高层建筑结构 剪力墙结构
连梁弯曲变形和剪切变形产生的相对位移
高层建筑结构 剪力墙结构
① 墙肢弯曲变形产生的相对位移
1
1
1
1 2
2
a a
1 2
1 a 1
高层建筑结构 剪力墙结构
② 墙肢轴向变形产生的相对位移
z
H
z
N
2 ( z)
z
N
（z）
z
0
a
N N
2
z
0
z N (z)N N (z)N 1 1 1 z dz dz ( ) N ( z ) N dz 0 EA1 EA2 E A1 A2 0
及 洞口之间的净距 ≧ 洞口长边尺寸
高层建筑结构 剪力墙结构
②. 整体墙的内力计算
竖向荷载 多道墙可按承担面积分配竖向轴力
剪力墙结构分析与设计教程
剪力墙结构分析与设计教程在建筑结构领域，剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。
它具有良好的抗侧力性能，能够有效地抵抗水平荷载，如风力和地震力，为建筑物提供稳定和安全的保障。
接下来，让我们深入了解一下剪力墙结构的分析与设计。
一、剪力墙结构的基本概念剪力墙，顾名思义，是一种能够承受剪力的墙体结构。
它通常由钢筋混凝土制成，具有较大的刚度和强度。
剪力墙可以是单片墙体，也可以是由多个墙体通过连梁连接而成的组合墙体。
剪力墙结构的主要作用是承担水平荷载，将其传递到基础。
同时，它也能够承担部分竖向荷载。
与框架结构相比，剪力墙结构的抗侧刚度更大，在水平荷载作用下的位移较小，适用于高层建筑和对位移控制要求较高的建筑。
二、剪力墙结构的类型1、整体墙没有洞口或洞口面积小于墙体面积的 15%，且洞口之间的距离及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸的墙体。
整体墙的受力性能类似于悬臂梁，其水平位移曲线呈弯曲型。
2、小开口整体墙洞口面积大于墙体面积的 15%，但洞口仍较小，洞口之间的墙体能够形成明显的墙肢。
小开口整体墙的受力性能介于整体墙和联肢墙之间，水平位移曲线呈弯剪型。
3、联肢墙洞口较大，连梁对墙肢的约束作用较强，墙肢的弯矩图有反弯点。
联肢墙的水平位移曲线呈剪切型。
4、壁式框架洞口尺寸较大，连梁与墙肢的线刚度比较接近，墙肢的弯矩图无反弯点。
壁式框架的受力性能接近于框架，水平位移曲线呈剪切型。
三、剪力墙结构的受力分析1、水平荷载作用下的受力分析在水平荷载（如风荷载、地震作用）作用下，剪力墙如同一个竖向悬臂构件，其底部弯矩和剪力最大。
剪力墙的变形主要为弯曲变形和剪切变形，其中弯曲变形占主导地位。
2、竖向荷载作用下的受力分析竖向荷载包括结构自重、楼面荷载和屋面荷载等。
在竖向荷载作用下，剪力墙主要承受轴力和弯矩。
四、剪力墙结构的设计要点1、墙肢的布置墙肢应均匀布置在建筑物的周边和内部，以提高结构的抗扭性能。
墙肢的长度不宜过长或过短，过长容易导致墙肢的稳定性不足，过短则会增加结构的刚度和自重。
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计课件.ppt
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
4.1.1剪力墙结构布置要点
剪力墙结构布置与设计要点 1.剪力墙平面布置（双向或多向） 2.剪力墙竖向布置（连续布置，避免突变） 3.剪力墙的配筋 4.剪力墙的墙肢分类 5.短肢剪力墙的设计要求 6.剪力墙结构的典型平面 7.剪力墙结构的变形
a ——洞口两侧墙肢轴向间距
6.4双肢墙内力及位移计算
力与变形关系
M 1 ( x)
EI1 y1"
EI
'
11
M 2 (x)
EI 2 y2"
EI
2
' 2
y1 y2 y
1 2
4.4双肢墙内力及位移计算
根据力与变形关系得不同荷载情况下得微分方程
2 1 1 2
倒三角荷载
( ) 2( ) 2
4.4双肢墙内力及位移计算
1、适用条件： 开洞规则，墙厚、层 高不变的双肢剪力墙。
➢ 判别条件： ＝1～10
4.4双肢墙内力及位移计算
➢ 2、基本假定 （1）忽略连梁轴向变形，即假定两墙肢水平位移完
全相同 （2）两墙肢各截面的转角和曲率都相等，连梁两端
转角相等，连梁反弯点在梁的中点 （3）墙肢截面、连梁截面、层高等几何尺寸沿全高
4.2.5剪力墙截面设计
内力与位移计算思路 N－由竖向荷载和水平荷载共同产生 M－由水平荷载产生 V－由水平荷载产生——受剪(水平钢筋)
压弯构件 (竖向构件)
竖向荷载下的N：按照每片墙的承载面积计算
水平荷载下的M、N、V：按照墙的等效刚度分配至 各墙
老庄第11讲 剪力墙结构的设计与分析
剪力墙结构设计与分析（老庄结构院：/list/2068_0_1.html；）一. 剪力墙的分类由于使用功能的要求，剪力墙有时需开设门窗洞口。
根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙可划分为以下几类。
1. 整截面墙当剪力墙无洞口，或虽有洞口但墙面洞口的总面积不大于剪力墙墙面总面积的16%，且洞口间的净距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸时，可忽略洞口的影响，这类墙体称为整截面墙，如图 1.1（a）,（b）所示。
2. 整体小开口墙当剪力墙的洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置（图1.1c），洞口的面积超过剪力墙墙面总面积的 16%，但洞口对剪力墙的受力影响仍较小，这类墙体称为整体小开口墙。
在水平荷载作用下，由于洞口的存在，剪力墙的墙肢中已出现局部弯曲，其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成，截面变形仍接近于整截面墙。
3. 联肢墙当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性大为削弱，其截面变形已不再符合平截面假定。
这类剪力墙可看成是若干个单肢剪力墙或墙肢（左、右洞口之间的部分）由一系列连梁（上、下洞口之间的部分）联结起来组成，当开有一列洞口时称为双肢墙（图 1.1d）；当开有多列洞口时称为多肢墙。
4. 壁式框架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时，剪力墙的受力性能与框架结构相类似，这类剪力墙称为壁式框架（图 1.1e）。
5. 错洞墙和叠合错洞墙这类剪力墙受力较复杂，一般得不到解析解，通常借助于有限元法等数值计算方法进行仔细计算。
（图1.2）a b c d e图1.1 剪力墙分类示意图图1.2 错洞墙示意图二．各类墙的变形及受力特点由于各类剪力墙洞口大小、位置及数量的不同，在水平荷载作用下其受力特点也不同。
这主要表现为两点：一是各墙肢截面上的正应力分布；二是沿墙肢高度方向上弯矩的变化规律，如图2.1所示。
建筑结构设计中剪力墙结构设计技术分析
建筑结构设计中剪力墙结构设计技术分析摘要：本文着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则，对剪力墙结构的设计和计算分析中应注意的问题进行了分析和探讨，并结合工程实例阐明了对剪力墙结构进行优化的必要性和重要性。
关键词：建筑结构设计；剪力墙；设计分析1 剪力墙结构的基本原则1.1结构布置尽可能的对称。
使两个受力方向的抗侧刚度接近，剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密。
另外可通过调整电梯剪力墙筒体和剪力墙的布置，使结构的刚心和质心尽可能的接近，从而减少结构的扭转效应。
1.2同一主轴方向均匀布置剪力墙。
《高层建筑混凝土结构设计规程》（JGJ3-2010）中8.1.7条明确限制了剪力墙间距，要求“单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%；”同一主轴方向如果剪力墙刚度不均匀，当地震发生时，较长的墙肢由于其刚度较大，会吸收较多的地震能量，应力集中现象特别突出，很容易首先发生破坏，进而引起与其相连的其他墙肢的破坏，直至结构发生倒塌。
1.3 尽量保证剪力墙平面内外有效拉结。
一字形剪力墙或局部楼板缺失时，由于没有翼墙（或板）的约束，平面外刚度很小，承受平面外的力时，很容易丧失稳定。
剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，应控制剪力墙平面外的弯矩，保证剪力墙平面外的稳定性。
2 剪力墙结构的表现形式2.1 无洞单肢剪力墙无洞单肢剪力墙实际上是一竖向悬臂构件，立面上没有任何洞口，在受到水平压力时，其弯曲变形满足平截面假定，墙肢截面的正应力为直线分布，可以利用材料力学方法计算其内力和变形。
2.2小开口剪力墙这种类型的剪力墙与第一种剪力墙的实质一样，仍然是一个悬臂构件，其墙面上只有很小的洞口，几乎没有影响，这种墙的正应力呈直线分布。
当开洞稍大一些，墙体可能引起局部弯曲。
这种剪力墙的开口相对较小，但是在设计的过程中，其开口的面积已经大于15% ，依旧是以弯曲型为主。
剪力墙结构分析与设计教程[详细]
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第 5 章 剪力墙结构分析与设计
5.1 结构布置 5.1.1 墙体承重方案
小开间横墙承重 大开间横墙承重 大间距纵、横墙承重
1）小开间横墙承重 特点：每开间设置承重横墙，间距为2.7～３.9m，适用于住宅、旅馆等
小开间建筑。 优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。 缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自
联肢剪力墙
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： 连梁对墙肢有一定的约束作用，连梁约束弯矩造 成的锯齿较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。
壁式框架
4）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。
6）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，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）。
7）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为5~8的剪力墙，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。
问题：整截面墙与竖向悬臂梁的主要区别？
整截面墙应考虑剪切变形+弯曲变形+轴向变形； 悬臂梁仅考虑弯曲变形。
5.4 整体小开口墙的内力和位移计算
问题：整体小开口墙的内力如何计算？ 在水平荷载作用下，整体小开口墙同整截面墙一样，仍可按照材料力学中的有关公 式进行内力和位移的计算，但其值要进行一定的修正。
整截面墙
整体小开口墙
联肢墙
壁式框架
06剪力墙结构的分析和设计
短肢剪力墙结构，其首先应是全剪力墙结构。
短肢剪力墙结构中，应有足够的长肢剪力墙。
如果把短肢墙看成异形柱，则短肢剪力墙结构可以认为呈框 剪结构的变形特征。
当结构形式符合短肢剪力墙结构形式后，才能在软件“总信 息”参数的结构体系中，定义结构为“短肢剪力墙结构”。
当采用壳元模型时，应加细单元的划分。
短肢剪力墙结构有时用薄壁杆元（TAT）可能更合适。因短 肢墙的模型更符合薄壁杆元模型，采用壳元则有单元划分不 细的问题。
规程相关规定：高规第7.1.2条规定了高层建筑结构不应采用 全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置 筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪 力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且应符合一系列规 定。第7.1.3条规定了B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级 高度高层建筑，不应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢剪力 墙的剪力墙结构。
短墙（截面高度之比不大于3的墙肢） ：高规7.2.5条文和 抗震规范6.4.9条文规定剪力墙的截面高度与厚度之比不大 于3时，应按柱的要求进行设计，底部加强部位纵向钢筋 的配筋率不应小于1.2%，其它部位不应小于1.0%，箍筋应 沿全高加密。
总结——短肢剪力墙结构的抗震加强
抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2规定的剪 力墙的抗震等级提高一级采用。
抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底 部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%。
短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm。
7度和8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼缘。一字形短 肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。
高规7.2.1条文规定了带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构 的混凝土强度等级不应低于C25。
剪力墙结构设计实例讲解
剪力墙结构设计实例讲解在建筑结构设计领域，剪力墙结构因其良好的抗震性能和空间分隔能力，被广泛应用于高层住宅和商业建筑中。
接下来，我们将通过一个具体的实例来详细讲解剪力墙结构的设计过程。
首先，让我们来了解一下这个实例的基本情况。
这是一个位于地震设防烈度为 7 度的 20 层住宅楼项目，总高度约 60 米，建筑面积约15000 平方米。
根据建筑功能和使用要求，需要在保证结构安全的前提下，合理布置剪力墙，以满足建筑的空间布局和抗震性能要求。
在进行剪力墙结构设计之前，我们需要对建筑物所承受的荷载进行计算。
荷载主要包括恒载（如结构自重、建筑装修重量等）、活载（如人员活动、家具设备重量等）以及风荷载和地震作用。
通过精确的计算，确定结构在各种荷载组合下的内力和变形情况。
对于剪力墙的布置，需要遵循一定的原则。
一般来说，剪力墙应沿建筑物的主要轴线布置，形成较为规则的抗侧力体系。
在这个实例中，我们在建筑物的周边和电梯井、楼梯间等位置布置了剪力墙，以增强结构的抗扭性能和整体稳定性。
同时，剪力墙的间距也需要合理控制，既要保证结构的刚度均匀分布，又要避免间距过小导致施工困难和造价增加。
在确定了剪力墙的位置和数量后，我们需要对剪力墙的尺寸进行设计。
剪力墙的厚度通常根据其所在位置和受力情况确定。
在底部加强区，剪力墙的厚度一般较大，以提高其抗震能力。
而在非加强区，可以适当减小厚度，以节约材料和减轻结构自重。
此外，剪力墙的长度和高度也需要根据结构的受力特点和建筑空间要求进行合理调整。
接下来是对剪力墙的配筋设计。
配筋的目的是为了保证剪力墙在受力时能够具有足够的承载能力和延性。
一般来说，剪力墙的竖向钢筋主要承受压力，水平钢筋主要承受剪力。
在配筋计算中，需要考虑剪力墙的轴压比、剪压比等控制指标，以确保其满足规范要求。
同时，为了提高剪力墙的抗震性能，还需要在墙端和洞口周边设置加强钢筋。
在结构分析计算方面，我们采用了先进的结构分析软件，如SATWE、ETABS 等。
剪力墙结构设计
剪力墙结构设计剪力墙结构设计1. 引言剪力墙是一种主要承担水平力的结构体系，在建造工程中起到了重要的作用。
本文档旨在提供一个详细的剪力墙结构设计范本，以供参考和使用。
2. 结构设计要求2.1 设计载荷根据工程需求和设计标准确定剪力墙所需承受的最大荷载。
这些荷载包括水平地震力、风荷载、建造分量等。
2.2 结构参数根据设计要求和结构条件，确定剪力墙的尺寸、材料、墙体布局等参数。
考虑到剪力墙的刚度和强度，对墙体的厚度和布置要进行细化设计。
3. 剪力墙的结构设计步骤3.1 划定剪力墙位置根据结构计划和荷载分析结果，在建造平面图上确定剪力墙的位置。
考虑到结构的整体稳定性和力传递的需要，剪力墙应尽量均匀地分布在建造平面中。
3.2 计算水平荷载根据荷载分析结果，计算各个方向上剪力墙所承受的水平荷载。
考虑到不同方向上的地震和风荷载，需要分别计算和考虑各个方向上的荷载效应。
3.3 设计剪力墙尺寸根据剪力墙所需承担的荷载大小，计算剪力墙的尺寸和布置。
考虑到剪力墙的强度和稳定性要求，使用适当的结构计算方法，如刚度分析或者弹性分析。
3.4 选择合适的材料根据设计要求，选择合适的材料用于剪力墙的建造。
常见的材料包括混凝土、钢筋、预应力钢束等。
选择材料时需要考虑其强度、抗震能力和可行性等因素。
3.5 墙体施工和连接根据设计要求，进行剪力墙的施工和连接。
合理的施工方法和连接方式对于剪力墙的强度和稳定性至关重要。
必要时，也要考虑增加剪力墙的加强措施。
4. 引用法律名词及注释4.1 建造法规相关名词和注释- 结构设计规范：制定了结构设计的技术要求和规范标准，以保证建造结构的安全性和可靠性。
- 建造材料规范：规定了建造材料的技术指标和使用要求，确保所使用的材料符合相应的标准和规范。
4.2 土木工程法律名词和注释- 土木工程：涉及土木工程设计、施工、监理等一系列活动。
- 土壤力学：研究土体的力学性质和力学行为的科学，对土壤的受力和变形进行研究分析。
第5章剪力墙结构设计PPT课件
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第五章 剪力墙结构设计
高层建筑中应用的剪力墙结构，实际上是一悬 臂型结构，它的受力情况将随洞口的大小、形 状和位置的不同而变化。在通常矩形洞口且其 位置接近横向尺度中部的情况下，其受力特点 主要决定于洞口的大小，据此可将剪力墙分为 不同的类型，每种类型有不同的力学特性。
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第五章 剪力墙结构设计
5.2.1 基本假定 1）竖向荷载在纵横向剪力墙平均按45度刚性角 传力。 2）每片墙体结构仅在其自身平面内提供抗侧刚 度，在平面外的刚度可忽略不计。 3）平面楼盖在其自身平面内刚度无限大。 4）剪力墙结构在使用荷载作用下构件材料均处 于线弹性阶段。
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第五章 剪力墙结构设计
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第五章 剪力墙结构设计
(3)应控制单片剪力墙的长度，较长的剪力墙 宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干 墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独 立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于 2，以保证由抗弯承载力来控制剪力墙的破 坏状态，提高剪力墙结构的延性变形能力。 墙肢截面高度不宜大于8m。
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第五章 剪力墙结构设计
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第五章 剪力墙结构设计
5.2.4 水平荷载的分配 当有m片墙时，第i片墙第j层分配到的剪力为
Vij
Ei Ieqi
m
V pj
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i 1
2024版剪力墙结构设计演示课件
CHAPTER定义与作用定义剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙，是房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载的墙体。
作用防止结构剪切破坏，提高建筑的整体性和抗震性能。
发展历程及现状发展历程从最初的砖混结构中的砖墙，到后来的钢筋混凝土剪力墙，再到现在的钢板剪力墙等，剪力墙的材质和形式不断发展和优化。
现状目前，钢筋混凝土剪力墙是最常用的剪力墙形式，其在高层建筑和抗震设防烈度较高的地区得到广泛应用。
应用领域及优势应用领域剪力墙结构广泛应用于高层建筑、大跨度建筑、桥梁、隧道等工程领域。
优势剪力墙结构具有整体性好、刚度大、抗震性能好等优点，能够有效地抵抗水平荷载和竖向荷载，保证建筑的安全性和稳定性。
同时，剪力墙结构还能够提高建筑的使用面积和舒适度，降低建筑成本和维护成本。
CHAPTER1 2 3剪力墙主要承受水平荷载，如风荷载和地震作用，其受力特点与普通墙体有所不同。
水平荷载作用下的受力特点除了水平荷载，剪力墙还需承受竖向荷载，如楼层重量等，此时其受力特点与柱子相似。
竖向荷载作用下的受力特点剪力墙具有较高的刚度和承载力，能够有效地抵抗水平荷载和竖向荷载，保证建筑物的整体稳定性。
剪力墙的刚度与承载力受力特点分析在水平荷载作用下，剪力墙会发生侧移，其侧移曲线呈弯曲型，与普通墙体的剪切型侧移曲线有所不同。
剪力墙的侧移曲线延性是指结构在破坏前能够吸收的能量大小，剪力墙具有较好的延性，能够在地震等极端荷载作用下保持较好的稳定性。
剪力墙的延性剪力墙在受力过程中可能会出现裂缝，需要通过合理的设计和施工措施来控制裂缝的宽度和分布。
剪力墙的裂缝控制变形性能评估03剪力墙与框架结构的协同作用在框架-剪力墙结构中，剪力墙与框架结构需要协同作用，共同承担荷载，保证建筑物的整体稳定性。
01剪力墙的稳定性要求为了保证建筑物的整体稳定性，需要对剪力墙的稳定性进行严格要求，确保其能够承受各种荷载组合的作用。
02剪力墙的加强措施为了提高剪力墙的稳定性和承载力，可以采取多种加强措施，如增加墙体厚度、设置暗柱和暗梁等。
5.1~3第5章剪力墙结构设计
k i 1
J
0 bi
ci2
ai3
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H
6
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0 b
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h(J1 J 2 ) a3 J A
其中
k 1
k 1
k 1
J J i Ai yi2 J i J A
i 1
i 1
i 1
（5.10) （5.11)
50
T—轴向变形影响系数，对双肢墙T=JA/J ; Z、Zi—系数，与α 及层数有关，
的刚度大小向各片墙分配：
Vij
Ei Ieqi
m
Vpj
Ei Ieqi
i 1
(5.1)
– Vpj－由水平荷载产生的第j层的总剪力； – EiJeqi －第i片墙的等效抗弯刚度。
38
五、平面剪力墙分类及受力特点 高层建筑中的剪力墙结构,实际上是一个悬臂结
构，它的受力和变形情况随剪力墙上所开洞口的 大小、形状和位置的不同而变化。为了简化计算， 通常根据所开洞口的大小，即洞口系数ρ ，将剪 力墙进行分类： 洞口系数ρ =（墙面洞口面积/ 墙面不计洞口的 总面积）*100%。
剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截 面厚度可适当减小，但不宜小于160mm。
26
四、剪力墙设计计算要点和程序框图 1、剪力墙设计要点 (1)平面布置时质量中心和刚度中心尽可能接近，
主轴方向刚度和动力特性接近； (2)剪力墙数量布置需保证剪力墙承受的第一振型
底部地震倾覆力矩≥结构总底部地震倾覆力矩的 50%。
27
(3)应控制单片剪力墙的长度，一般≤8m。剪力墙较 长时，宜设置连梁跨高比≥6的洞口，分为较均匀的 墙肢，各墙段的高宽比≥3；
剪力墙结构分析与设计
剪力墙结构分析与设计在现代建筑领域中，剪力墙结构因其出色的抗震性能和空间分隔能力，成为了广泛应用的结构形式之一。
本文将对剪力墙结构进行深入的分析，并探讨其设计要点。
一、剪力墙结构的基本概念剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成，这些墙体不仅承担着建筑物的竖向荷载，还能够有效地抵抗水平荷载，如风荷载和地震作用。
剪力墙如同建筑物的“坚固屏障”，通过自身的刚度和强度，将水平力分散和传递到基础，从而保障整个建筑结构的稳定性。
与框架结构相比，剪力墙结构的侧向刚度更大，能够更好地控制结构的水平位移。
二、剪力墙结构的分类1、整体墙没有洞口或者洞口面积小于墙体面积15%的剪力墙可以视为整体墙。
整体墙的受力性能类似于悬臂梁，其内力和位移计算相对简单。
2、小开口整体墙洞口面积稍大，但仍能符合一定条件的剪力墙称为小开口整体墙。
这种墙体的受力性能介于整体墙和联肢墙之间。
3、联肢墙当洞口面积较大，连梁对墙肢的约束作用较强时，形成联肢墙。
联肢墙的计算需要考虑墙肢和连梁的协同工作。
4、壁式框架当洞口尺寸更大，连梁与墙肢的线刚度接近时，剪力墙的受力性能更接近于框架，称为壁式框架。
三、剪力墙结构的受力特点在水平荷载作用下，剪力墙如同竖向放置的深梁，弯曲变形是其主要的变形形式。
由于墙体的整体性，水平力会在墙体内产生较大的剪力和弯矩。
同时，剪力墙的端部通常会产生较大的应力集中，因此在设计时需要加强端部的配筋。
而且，剪力墙的受力性能还会受到墙体厚度、混凝土强度、配筋率等因素的影响。
四、剪力墙结构的设计要点1、合理布置墙体剪力墙的布置应遵循均匀、对称的原则，尽量使结构的质心和刚心重合，以减少扭转效应。
在平面上，应尽量避免出现单向有墙的情况，以保证两个方向的抗侧刚度相近。
2、控制墙体的厚度墙体厚度不仅要满足承载能力的要求，还要考虑稳定性和构造要求。
一般来说，底层墙体的厚度较大，随着楼层的增加，墙体厚度可以逐渐减小。
3、确定混凝土强度等级混凝土强度等级的选择应综合考虑结构的受力性能、耐久性和经济性。
剪力墙结构设计ppt课件
梁的刚度比较均匀，10并满足以下条件的为整体(5－3小) 开口
墙：
In I
(5－4)
Hபைடு நூலகம்
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(双肢墙)
(5－5)
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(多肢墙)
(5－6)
其中，
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(5－7)
• 式中:
用 剪力墙的才干，减轻构造分量，增大剪力墙构造的可利
用空间，墙不宜布置太密，使构造具有适宜的侧向刚 度，刚度不宜过大。
2、剪力墙宜沿竖向延续布置，防止刚度突变，中间楼 层不宜中断。墙厚度应沿竖向逐渐减薄,截面厚度变化 时不宜太大。厚度改动与混凝土强度等级的改动宜错开 楼层。当为设防烈度为8度或小于8度的剪力墙构造,顶 层需减少部分剪力墙时,该层刚度不应小于相邻下层刚 度的70%，楼、顶板按转换层处置。
为减少上下剪力墙的偏心,内墙厚度变化宜两侧同 时内收。为坚持外墙面平整，楼梯间墙为上下完好,电 梯井墙为安装电梯方便，可以一侧内收。
3、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，普通剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8 的剪力墙。短肢剪力墙构造有利于住宅建筑布置，又可 进一步减轻构造自重。但是在高层住宅中，由于短肢剪 力墙抗震性能较差，地震区运用阅历不多，为平安起见， 高层建筑构造不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙构造。 短肢剪力墙较多时，应布置筒体(或普通剪力墙)，构成 短肢剪力墙与筒体(或普通剪力墙)共同抵抗程度力的剪 力墙构造，并应符合以下规定：
现 浇剪力墙构造，图5－3为规范层构造平面布置；北京
剪力墙结构的分析和设计-PPT精品文档
短肢剪力墙结构的定义：（ 1 ）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；（ 2）高层建筑结构不 应采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构；（ 3 ）短肢剪力墙 较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙 与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。
短肢剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，短肢墙承受的 第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力 矩的 50%。 短肢剪力墙结构的下限：当短肢墙较少时，如短肢墙承受 的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力 矩的 15%～ 40%，则可以按普通剪力墙结构设计。下限 规范没有规定，用户可以灵活掌握。
1.2。短肢剪力墙结构的界定方法
规程相关规定：高规第 7.1.2条规定了高层建筑结构不应采 用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布 置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般 剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且应符合一系列 规定。第7.1.3条规定了B级高度高层建筑和9度抗震设计的 A级高度高层建筑，不应采用第7.1.2条规定的具有较多短肢 剪力墙的剪力墙结构。
短肢剪力墙结构的应用范围
B级高度高层建筑和 9度抗震设计的 A级高度高层建筑， 即使置筒体，也不能采用。 其最大适用高度比高规表 4.2.2-1 中剪力墙结构的规定值 适当降低，且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和 60m。 如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成短肢剪 力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。
短肢墙与异形柱的区别
截面尺寸： 柱：H/B < 3；（单肢） 异形柱：H/B < 5；（一般柱肢数≤两肢） 短肢剪力墙：5 < H/B < 8； （墙肢数≤两肢） 剪力墙：H/B > 8。（不限）
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5.1.2 剪力墙的布置原则
1）宜沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜联结在一 起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近；剪 力墙墙肢截面宜简单、规则。
联肢剪力墙
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： 连梁对墙肢有一定的约束作用，连梁约束弯矩造 成的锯齿较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。
壁式框架
4）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。
高层建筑结构设计
第 5 章 剪力墙结构分析与设计
5.1 结构布置 5.1.1 墙体承重方案
小开间横墙承重 大开间横墙承重 大间距纵、横墙承重
1）小开间横墙承重 特点：每开间设置承重横墙，间距为2.7～３.9m，适用于住宅、旅馆等
小开间建筑。 优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。 缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自
B、由假定2）可知，各片剪力墙只承受其自身平面内的水平荷载，可将 纵、横两个方向的剪力墙分开考虑；同时，可考虑纵、横向剪力墙的共同工 作，纵墙（横墙）的一部分可以作为横墙（纵墙）的有效翼墙。
实际上，当房屋的体型比较规则，结构布置和质量分布基本对称时，为简 化计算，通常不考虑扭转影响。
2、剪力墙结构平面协同工作分析
6）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，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）。
7）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为5~8的剪力墙，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。
2）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度 过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。
3）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。
4）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口将长墙分成若干均匀的独立 墙段。墙段的长度不宜大于8m。
5）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。
4）有限元等数值方法
5.2.2 剪力墙结构平面协同工作分析
1、基本假定 1）楼盖在自身平面内的刚度无限大，平面外刚度很小，可以忽略； 2）各片剪力墙在其平面内的刚度较大，忽略其平面外的刚度； 3）水平荷载作用点与结构刚度中心重合，结构不发生扭转。
A、由假定1）、3）可知，楼板在其自身平面内不发生相对变形，只作刚 体平动，水平荷载按各片剪力墙的侧向刚度进行分配。
受力特点：
与框架结构相类似，由于“连梁”的刚度较大， 约束弯矩较大，因此弯矩图中各层“墙肢”（柱） 都有反弯点。
2、剪力墙的简化计算方法
1）材料力学分析法 对正截面墙和整体小开口墙，在水平荷载下，其计算简图可近似 看成竖向的悬臂杆，可按照材料力学的公式进行内力和位移计算。
2）连梁连续化的分析方法 将连梁假想为沿楼层高度上均匀分布的连续连杆。 3）带刚域框架的计算方法 将剪力墙简化为多层框架，但节点区为刚域。
将剪力墙分为两大类：第一类包括整截面墙、整体小开口墙和联肢墙； 第二类为壁式框架。
Hale Waihona Puke 第一类第一类+第二类
1）第一类：包括整截面墙、整体小开口墙和联肢墙。
（1）将水平荷载划分均布荷载、倒三角形分布荷载或顶点集中荷载，或 这三种荷载的某种组合； （2）计算沿水平荷载作用方向的m片剪力墙的总等效刚度； （3）根据剪力墙的等效刚度，计算每一片剪力墙所承受的水平荷载； （4）再根据每一片剪力墙所承受的水平荷载形式，进行各片剪力墙中连梁 和墙肢的内力和位移计算。
整截面墙
整体小开口墙
联肢墙
壁式框架
整截面墙
1）整截面墙：
几何判定： （1）剪力墙无洞口； （2）有洞口，墙面洞口面积不大于墙面 总面积的16%，且洞口间的净距及洞口至 墙边的距离均大于洞口长边尺寸。
受力特点：
可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。 （弯矩图同悬臂梁，截面应变分布符合平截面 假定）
重及侧向刚度大，水平地震作用大。
2）大开间横墙承重 特点：每两开间设置一道承重横墙，间距一般6～8m。楼盖多采用混凝土
梁式板或无粘结预应力混凝土平板。 优点：使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较少。 缺点：楼盖跨度大，楼盖材料增多。
3）大间距纵、横墙承重
特点：每两开间设置一道横墙，间距为8m左右。楼盖采用混凝土双向板， 或在每两道横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合承重。
整体小开口墙
2）整体小开口墙：
几何判定： （1）洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置， （2）洞口面积超过墙面总面积的16%，但洞口对
剪力墙的受力影响仍较小。
受力特点：
在水平荷载下，由于洞口的存在，墙肢中已出现 局部弯曲，其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和 局部弯曲二者叠加组成，截面变形仍接近于整截面 墙。（由于连梁的约束而在楼层处形成锯齿形弯矩 图，锯齿不太大，大部分墙肢弯矩没有反弯点，接 近整体悬臂墙，截面应力接近直线分布）
剪力墙的等效刚度
相同水平荷载 相同侧向位移
剪力墙与竖向悬臂受弯构件具有相同的刚度 采用竖向悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚度
EI eq 它综合反映了剪力墙弯曲变形、剪切变形和轴向变形的影响。
2、剪力墙的等效刚度计算：
2）第一类和第二类：包括整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
5.2 剪力墙结构平面协同工作分析
1）在竖向荷载作用下，各片剪力墙承受的压力可近似按各肢剪力墙负荷面 积分配；
2）在水平荷载作用下，各片剪力墙承受的水平荷载可按结构平面协同工作分析。
即研究水平荷载在各榀剪力墙之间分配问题的一种简化分析方法。
剪力墙结构平面图
5.2.1 剪力墙的分类和简化计算方法
1、根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙主要可划分为以下几类：