6 高层剪力墙结构设计

Iq I jhj hjFra bibliotek时扣Ij—除剪洞力口墙的沿影竖响向；各段的惯性矩，有洞口
hj—各段相应的高度；
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6.5 连续化方法计算联肢剪力墙
对于联肢墙，连续化方法是一种相对比较精确 的手算方法，而且通过连续化方法可以清楚地了 解剪力墙受力和变形的一些规律。连续化方法把 连梁看做分散在整个高度上的连续连杆。
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2．方程的建立
在连梁的反弯点处切开，双肢墙变成两个静定的悬臂 墙，切口处的轴力σ(x)和剪应力τ(x)是未知力，由切点处的 相对位移为零的变形协调条件，可得沿剪应力τ(x)方向的 变形连续条件的表达式：
1x 2 x 3x 0
δ1(x)——由墙肢的弯曲和剪切变形产生的竖向相对位移；
1m
(x)
2m
不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上。
7
6.2 剪力墙的类型
1．整截面墙
不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙 受力特点：整体悬臂墙，弯矩图既不突变也无反弯点。 变形特点：弯曲型变形
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2．整体小开口墙
开洞面积大于15%但仍较小的墙 受力特点：弯矩图在连系梁处发生突变，但在整个墙肢高 度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。 变形特点：以弯曲型为主
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2．竖向荷载分配
按每片墙的承荷面积计算它的荷载。
3．水平荷载分配
总水平荷载按各片剪力墙刚度分配到每片墙，然后分片计 算剪力墙的内力。
Vij
Ec I eqj Ec I eqj
Vpi
式中，Vpi—第i层总剪力 EcIeqj—第j片墙的等效抗弯刚度。
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6.4 整体墙近似计算方法
My
I
VS
Vb Mb
22
二、墙肢的弯矩和剪力
墙肢的总弯矩和总剪力：
n
M j M pj ms s j
V j Vpj
式中，Mpj，Vpj——第j层由于外荷载产生的弯矩和剪力。 ms——第s层（s≥i）的总约束弯矩：
M1
I1
2
Mj
Ii
i 1
M2
I2
2
Mj
Ii
i 1
V1
I~1 2 I~i
V
j
i 1
3
是剪影跨响比剪：力VMhw墙表破示坏截形面态上的弯重矩要与因剪素力。的相对大小，
弯作曲用破为坏主:，VMh容w 易 2实时现，弯高曲墙破（坏H/，hw延≥2性~3较）好，。以弯矩
4
弯剪破坏:
2 M Vhw
1 ,中高墙（H/hw=1~2），很难
避免出现剪切斜裂缝，视设计措施是否得当而可
能弯坏，也可能剪坏，按照强剪弱弯合理设计，
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3．双肢墙及多肢墙
开洞较大、洞口成列布置的墙 受力特点：与整体小开口墙相似 变形特点：以弯曲型为主
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4．壁式框架
开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙 受力特点：弯矩图在楼层处有突变，在大多数楼层中都出 现反弯点 变形特点：以剪切型为主
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6.3 计算假定及荷载分配
1．计算基本假定 （1）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。 （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。
Ib
式中，σ—截面的正应力； τ—截面的剪应力； M—截面的弯矩；
q
V—截面的剪力； I—截面惯性矩； S—截面的静矩； b—截面宽度； y—截面重心到所求正 应力点的距离。
M
V
14
11
60
V0 H 3 EIq
1
3.64EIq
H 2GAq
1 8
V0 H 3 EIq
1
4EIq
H 2GAq
1 3
V0 H 3 EIq
1
3EIq
H 2GAq
倒三角形分布荷载 均布荷载 顶部集中荷载
式中，V0——底部截面总剪力；
G—混凝土的剪切模量，G=0.4E Aq—小洞口整体墙折算截面面积； A—墙截面毛面积；
Aq 1 1.25
Ad A0
A
Ad—墙面洞口立面面积； A0——墙立面总墙面面积； Iq—等效惯性矩；
问题：为什么可以采用连续化方法计算联 肢剪力墙？
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1．基本假定
（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）；
b
bb
1
2
1
2
1
2
1
2
(x) (x)
1
2
1
2
（a）结构尺寸； (b) 计算简图；
(c) 基本体系
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（2）忽略连梁轴向变形，即假定两墙肢水平位移 完全相同，同一标高处，两肢墙的转角和曲率相 等。 （3）层高h和惯性矩I1、I2、Ib及面积A1、A2、Ab 等参数，沿高度均为常数。
也可能实现延性尚好的弯剪破坏。
剪切破坏:
M Vhw
1
的剪力墙，矮墙（H/hw≤1）
滑移破坏：实际工程中，滑移破坏很少见，可能 出现的位置是施工缝截面。
5
剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变；
6
应控制剪力墙平面外的弯矩，以保证剪力墙平面 外的稳定性；
（1）沿梁轴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； （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。
1v
2v
1
(x)
(a)弯曲变形
(b) 剪切变形
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δ2(x)——由墙肢的轴向变形产生的竖向相对位移；
(x)
(x)
2 3
δ3(x)——由连梁的弯曲和剪切变形产生的竖向相对位移。
(x)h Ab
b
(x)h
问题：切口处的轴力σ(x)为什么不列变形连续方程？ 20
在x处作截面截断双肢墙，由平衡条件有:
M1 M 2 M p 2cN x
P wq
(x) (x)
V1 M1
N
V2
N
M2
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3．联肢墙的内力计算
一、连梁的剪力和弯矩
由以上两式，可得连梁中点处的剪应力τ(x)，计算j层 连梁内力，用该连梁中点处的剪应力乘以层高得剪力（近 似于层高范围内积分），剪力乘连梁净跨度的1/2得连梁 根部的弯矩：
Vbj xh
(x)
M bj Vbj a
式中, I~i 是墙肢考虑剪切变形后的折算惯性矩：
6 高层剪力墙结构设计
1
6.1 结构布置
剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；
2
剪力墙墙肢截面宜简单、规则、剪力墙的竖向刚 度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列 布置，形成明确的墙肢和连梁；
为了避免剪力墙脆性破坏，较长的剪力墙宜开设 洞口，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之 间宜采用弱梁连接，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；