《《剪力墙结构设计》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《剪力墙结构设计》PPT课件.ppt（123页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第五章第五章 剪力墙结构设计剪力墙结构设计第一节第一节 剪力墙结构的一般规定及结构布置剪力墙结构的一般规定及结构布置一、一般规定及结构布置一、一般规定及结构布置 当住宅、公寓、饭店等建筑，在底部一层或多层当住宅、公寓、饭店等建筑，在底部一层或多层需设置机房、汽车房、商店、餐厅等较大平面空间用需设置机房、汽车房、商店、餐厅等较大平面空间用房时，可以设计成上部为一般剪力墙结构，底部为部房时，可以设计成上部为一般剪力墙结构，底部为部分剪力墙落到基础，其余为框架承托上部剪力墙结构。分剪力墙落到基础，其余为框架承托上部剪力墙结构。剪力墙结构的平面体形，可根据建筑功能需要，设计剪力墙结构的平面体形，可根据
2、建筑功能需要，设计成各种形状，剪力墙应按各类房屋使用要求、满足抭成各种形状，剪力墙应按各类房屋使用要求、满足抭侧力刚度和承载力进行合理布置。剪力墙结构的布置侧力刚度和承载力进行合理布置。剪力墙结构的布置和一般规定如下：和一般规定如下：1 1、剪力墙是承受竖向荷载、水平地震作用和风荷载的主、剪力墙是承受竖向荷载、水平地震作用和风荷载的主要受力构件，所以剪力墙应沿结构的主要轴线布置。一要受力构件，所以剪力墙应沿结构的主要轴线布置。一般当平面为矩形、般当平面为矩形、T T形、形、L L形时，剪力墙宜沿主轴方向或形时，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅其他方向双向布置
3、；抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式；当平面为三角形、单向有墙的结构布置形式；当平面为三角形、Y Y形时，剪形时，剪力墙可沿三个方向布置；当平面为多边形、圆形和弧形力墙可沿三个方向布置；当平面为多边形、圆形和弧形平面时，可沿环向和径向布置。剪力墙墙肢截面宜简单、平面时，可沿环向和径向布置。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用规则。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，使结构具有适宜的侧向刚度，用空间，墙不宜布置太密，使
4、结构具有适宜的侧向刚度，刚度不宜过大。刚度不宜过大。2 2、剪力墙宜沿竖向连续布置，避免刚度突变，中间楼、剪力墙宜沿竖向连续布置，避免刚度突变，中间楼层不宜中断。墙厚度应沿竖向逐渐减薄层不宜中断。墙厚度应沿竖向逐渐减薄,截面厚度变化截面厚度变化时不宜太大。厚度改变与混凝土强度等级的改变宜错开时不宜太大。厚度改变与混凝土强度等级的改变宜错开楼层。当为设防烈度为楼层。当为设防烈度为8 8度或小于度或小于8 8度的剪力墙结构度的剪力墙结构,顶顶层需减少部分剪力墙时层需减少部分剪力墙时,该层刚度不应小于相邻下层刚该层刚度不应小于相邻下层刚度的度的70%70%，楼、顶板按转换层处理。，楼、顶板按转换层处
5、理。为减少上下剪力墙的偏心为减少上下剪力墙的偏心,内墙厚度变化宜两侧同内墙厚度变化宜两侧同时内收。为保持外墙面平整，楼梯间墙为上下完整时内收。为保持外墙面平整，楼梯间墙为上下完整,电电梯井墙为安装电梯方便，可以一侧内收。梯井墙为安装电梯方便，可以一侧内收。3 3、短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为、短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5858的剪的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8 8的剪力墙。短肢剪力墙结构有利于住宅建筑布置，又可的剪力墙。短肢剪力墙结构有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重。但是在高层住宅中，由于短肢剪
6、进一步减轻结构自重。但是在高层住宅中，由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体短肢剪力墙较多时，应布置筒体(或一般剪力墙或一般剪力墙)，形成，形成短肢剪力墙与筒体短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪共同抵抗水平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：力墙结构，并应符合下列规定：（1 1）、其最大适用高度应比剪力墙结构的规定值适当）、其最大适用高度应比剪力墙结构的规定值适当降低，且
7、降低，且7 7度和度和8 8度抗震设计时分别不应大于度抗震设计时分别不应大于100m100m和和60m60m；（2 2）、抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振）、抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的的50%50%；（3 3）、抗震设计时，各层短肢剪力墙的抗震等级应比）、抗震设计时，各层短肢剪力墙的抗震等级应比规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；（4 4）、抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值）、抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的
8、轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于、和；对于无翼缘或端柱的三时分别不宜大于、和；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低；一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低；（5 5）、抗震设计时，除底部加强部位应调整剪力设计值）、抗震设计时，除底部加强部位应调整剪力设计值外，其它各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震外，其它各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数和；等级应分别乘以增大系数和；（6 6）、抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的）、抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的 配
9、筋率，底部加强部位不宜小于配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%1.2%，其它部位不宜，其它部位不宜 小于小于1.0%1.0%；（7 7）、短肢剪力墙截面厚度不应小于）、短肢剪力墙截面厚度不应小于200mm200mm；（8 8）、）、7 7度和度和8 8度抗震设计时，短肢剪力墙宜设置翼缘。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。面梁。（9 9）、）、B B级高度高层建筑和级高度高层建筑和9 9度抗震设计的度抗震设计的A A级高度高层级高度高层 建筑建筑,不应采用以上规定的具有较多短肢剪力墙的剪力不应采
10、用以上规定的具有较多短肢剪力墙的剪力 墙结构。墙结构。图图5 51 1 剪力墙洞口剪力墙洞口不对齐时的构造措施不对齐时的构造措施（a a）、一般错洞墙；）、一般错洞墙；（b b）、底部局部错洞）、底部局部错洞 墙；墙；（c c）、叠合错洞墙构）、叠合错洞墙构 造之一造之一（d d）、叠合错洞墙构）、叠合错洞墙构 造之二造之二4 4、剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确、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。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。的墙肢和连梁。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。抗震设计时，一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强抗震设计时，一、二、三级
11、抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙，其他情况如无法避免错洞墙，宜部位不宜采用错洞墙，其他情况如无法避免错洞墙，宜控制错洞口间的水平距离不小于控制错洞口间的水平距离不小于2m2m，设计时应仔细计算，设计时应仔细计算分析，并在洞口周边采取有效构造措施（图分析，并在洞口周边采取有效构造措施（图5 51a1a、b b）。）。一、二、三级抗震设计的剪力墙不宜采用叠合错洞墙；一、二、三级抗震设计的剪力墙不宜采用叠合错洞墙；当无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算当无法避免叠合错洞布置时，应按有限元方法仔细计算分析，并在洞口周边采取加强措施（图分析，并在洞口周边采取加强措施（图5 51c1c
12、）或采用其）或采用其 他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口（图他轻质材料填充将叠合洞口转化为规则洞口（图5 51d1d，其中，其中阴影部分表示轻质填充墙体阴影部分表示轻质填充墙体）。）。错洞墙的内力和位移计算应符合有关规定。对结错洞墙的内力和位移计算应符合有关规定。对结构整体计算中采用杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了构整体计算中采用杆系、薄壁杆系模型或对洞口作了简化处理的其他有限元模型时，应对不规则开洞墙的简化处理的其他有限元模型时，应对不规则开洞墙的计算结果进行分析、判断，并进行补充计算和校核。计算结果进行分析、判断，并进行补充计算和校核。目前除了目前除了平面有限元方法平面有限元方法外，尚没
13、有更好的简化方法外，尚没有更好的简化方法计算错洞墙。采用弹性平面有限元方法得到应力后，计算错洞墙。采用弹性平面有限元方法得到应力后，可不考虑混凝土的作用，按应力进行配筋，并加强构可不考虑混凝土的作用，按应力进行配筋，并加强构造措施。造措施。5 5、剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙、剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙(高宽比大于高宽比大于2)2)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽剪切破坏。当墙的长度很长时，为了满足每个墙段高宽比大于比大于2 2的要求，可的要求，可用约束弯矩较小的楼面梁
14、用约束弯矩较小的楼面梁(即弱连梁，即弱连梁，其跨高比一般不小于其跨高比一般不小于6)6)将墙分成长度较为均匀的若干个将墙分成长度较为均匀的若干个独立墙段独立墙段（见图（见图5 52 2），每个独立墙段可为整体墙或联），每个独立墙段可为整体墙或联肢墙，墙肢截面高度不宜大于肢墙，墙肢截面高度不宜大于8m8m。每个独立墙段的。每个独立墙段的总高总高度与其截面高度之比不应小于度与其截面高度之比不应小于2 2。图图5 52 2 剪力墙的墙段及墙肢示意图剪力墙的墙段及墙肢示意图6 6、当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙、当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙肢平面外弯矩，而一般情况下并不验算墙的平
15、面外肢平面外弯矩，而一般情况下并不验算墙的平面外的刚度及承载力。当的刚度及承载力。当梁高大于梁高大于2 2倍墙厚时倍墙厚时,梁端弯矩梁端弯矩对墙平面外的不利对墙平面外的不利，因此当采取措施，以保证剪力，因此当采取措施，以保证剪力墙平面外的安全。墙平面外的安全。7 7、应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平、应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时面外方向的楼面梁连接时,应至少采取以下措施中的一应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响：个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响：（1 1）、沿梁轴线方向）、沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙设置与梁相连
16、的剪力墙，抵抗该，抵抗该 墙肢平面外弯矩；墙肢平面外弯矩；（2 2）、当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜）、当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜 在墙与梁相交处在墙与梁相交处设置扶壁柱设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截。扶壁柱宜按计算确定截 面及配筋；面及配筋；（3 3）、当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处）、当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设设 置暗柱置暗柱，并宜按计算确定配筋；，并宜按计算确定配筋；（4 4）、必要时，剪力墙内可）、必要时，剪力墙内可设置型钢设置型钢。本条所列措施，均可增大墙肢抵抗平面外弯矩的本条所列措施，均可增大墙肢抵抗平面外弯矩的能力。另外，对截面较小的楼
17、面梁可设计为铰接或半能力。另外，对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接，减少墙肢平面外弯矩。铰接端或半刚接端可通刚接，减少墙肢平面外弯矩。铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅或梁变截面来实现，此时应相应加大梁跨过弯矩调幅或梁变截面来实现，此时应相应加大梁跨中弯矩。中弯矩。2、“规范计算程序”不能代替结构设计，结构设计应在正确的结构概念指导下，依据规范运用电算程序，分析问题解决问题。如果结构概念不清又缺少工程经验，完全依赖电算，直接采用电算结果，或照搬那些系数套系数的繁琐公式，容易在实际工程中出现大错误。有的很保守，材料浪费很多，而设计人员并没感觉到他的设计强度富裕量有多大。电算结果必须进行检查判定后
18、才能使用。实例1 实例1 上图工程弧形阳台右端悬臂梁上出现宽达的螺旋式受扭斜裂缝，阳台外弧梁跨中截面的底部有下宽上窄的弯曲受拉裂缝，原设计是1972年用TBSA程序设计，1993年投入使用。8 8、剪力墙开洞形成的跨高比小于、剪力墙开洞形成的跨高比小于5 5的连梁的连梁,应按本章有应按本章有关规定进行设计；当跨高比不小于关规定进行设计；当跨高比不小于5 5时，宜按框架梁进时，宜按框架梁进行设计。行设计。9 9、抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度、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可取墙肢总高度的1/81/8和底部两层二者的较大值，当剪和底部两层二者的较大值，
19、当剪力墙高度超过力墙高度超过150m150m时时,其底部加强部位的高度可取墙肢其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的总高度的1/10;1/10;部分框支剪力墙结构底部加强部位的高部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度应符合本章的规定。度应符合本章的规定。10 10、不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上、不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上。1111、楼面梁与剪力墙连接时，梁内纵向钢筋应伸入墙、楼面梁与剪力墙连接时，梁内纵向钢筋应伸入墙内，并可靠锚固。内，并可靠锚固。1212、高层剪力墙结构、高层剪力墙结构,当采用预制圆孔板、预制大楼板当采用预制圆孔板、预制大楼板等预制装配式楼板时，剪力墙厚度不
20、宜小于等预制装配式楼板时，剪力墙厚度不宜小于160mm160mm。预。预制板板缝宽度不宜小于制板板缝宽度不宜小于40mm,40mm,板缝大于板缝大于60mm60mm时应在板缝时应在板缝内配置钢筋。有抗震设防时，高度大于内配置钢筋。有抗震设防时，高度大于50m50m的剪力墙结的剪力墙结构中，宜采用现浇楼板或装配整体式叠合楼板。构中，宜采用现浇楼板或装配整体式叠合楼板。1313、高层剪力墙结构的女儿墙宜采用现浇。当采用预、高层剪力墙结构的女儿墙宜采用现浇。当采用预制女儿墙板时，高度一般不宜大于，且拼接板缝制女儿墙板时，高度一般不宜大于，且拼接板缝应设置现浇钢筋混凝土小柱。应设置现浇钢筋混凝土小柱。
21、1414、屋顶局部突出的电梯机房、楼梯间、水箱间等小、屋顶局部突出的电梯机房、楼梯间、水箱间等小房墙体，应采用现浇钢筋混凝土，且尽量使下部剪力房墙体，应采用现浇钢筋混凝土，且尽量使下部剪力墙延伸，墙延伸，不得采用砖砌体结构不得采用砖砌体结构。二、工程实例二、工程实例【工程实例【工程实例1 1】：上海国泰公寓，地上】：上海国泰公寓，地上2424层高层住宅，现层高层住宅，现浇剪力墙结构，图浇剪力墙结构，图5 53 3为标准层结构平面布置；北京方为标准层结构平面布置；北京方圆逸居，地上圆逸居，地上2424层高层住宅，现浇剪力墙结构，图层高层住宅，现浇剪力墙结构，图5 54 4为标准层结构平面布置。为
22、标准层结构平面布置。可以看出，在剪力墙的结构平面布置图上，两幢建可以看出，在剪力墙的结构平面布置图上，两幢建筑有不少相同之处：筑有不少相同之处：（1 1）、双向布置抗侧力构件；）、双向布置抗侧力构件；（2 2）、间距较大（）、间距较大（8m8m左右）；左右）；（3 3）、）、墙体对齐、拉直，尽可能成一直线墙体对齐、拉直，尽可能成一直线；（4 4）、极少单片墙、短肢墙，亦无过长墙肢。）、极少单片墙、短肢墙，亦无过长墙肢。图图5 53 3 上海国泰公寓上海国泰公寓 标准层结构平面标准层结构平面 图图5 54 4 北京方圆逸居北京方圆逸居 标准层结构平面标准层结构平面 【工程实例【工程实例2 2】：
23、某住宅综合楼，建筑面积万】：某住宅综合楼，建筑面积万m2,m2,地下地下1 1层，地上层，地上2828层，结构高度，最高处，结构沿竖层，结构高度，最高处，结构沿竖向质量及刚度分布均匀，但标准层由两个切角正方形单元向质量及刚度分布均匀，但标准层由两个切角正方形单元联接而成，类似哑铃，平面联接而成，类似哑铃，平面体型较为复杂，对抗震不利体型较为复杂，对抗震不利。图图5 55 5 标准层标准层结构平结构平面图面图 本工程抗震设防烈度为本工程抗震设防烈度为7 7度，度，类场地土，基本风类场地土，基本风压为压为 。（1 1）、结构方案）、结构方案 本工程上部标准层为住宅，每个单元由本工程上部标准层为住宅
24、，每个单元由9 9个建筑分个建筑分单元组成，其结构布置利用单元中部设置的两部电梯、单元组成，其结构布置利用单元中部设置的两部电梯、设备管道井及一个剪力楼梯所围合的剪力墙内筒体单设备管道井及一个剪力楼梯所围合的剪力墙内筒体单元，作为结构的主要抗侧力构件，但围绕其周围的元，作为结构的主要抗侧力构件，但围绕其周围的8 8个个住宅单元结构如何布置值得推敲。住宅单元结构如何布置值得推敲。考虑到剪力墙结构对住宅平面布置有利，但限制考虑到剪力墙结构对住宅平面布置有利，但限制了底部公共建筑用途的平面布置，采用框架结构可以了底部公共建筑用途的平面布置，采用框架结构可以取得底部公共建筑的较大空间，但对住宅平面布置
25、又取得底部公共建筑的较大空间，但对住宅平面布置又不适合。经过反复分析，多次试算，最终确定采用不适合。经过反复分析，多次试算，最终确定采用短短肢剪力墙肢剪力墙结构体系，其结构平面布置见图结构体系，其结构平面布置见图5 55 5。（2 2墙肢设计墙肢设计 地震作用下短肢剪力墙的抗扭性能较弱，设计中对地震作用下短肢剪力墙的抗扭性能较弱，设计中对周边及角点处墙肢采用周边及角点处墙肢采用“L“L形形”、“【形【形”短肢墙短肢墙,对少量对少量的的“一字形一字形”短肢墙短肢墙，均严格控制其轴压比小于，均严格控制其轴压比小于0.6,0.6,且且控制墙肢的轴压比不相差悬殊，尽量均匀，避免墙肢应控制墙肢的轴压比不
26、相差悬殊，尽量均匀，避免墙肢应力差异太大力差异太大。“一字形一字形”短肢墙在配筋构造中除两端设短肢墙在配筋构造中除两端设有暗柱有暗柱外，其水平筋按照抗扭要求形成封闭箍，并考虑外，其水平筋按照抗扭要求形成封闭箍，并考虑平面外问题对其竖向纵筋也进行了适当的加强。平面外问题对其竖向纵筋也进行了适当的加强。第二节第二节 剪力墙的分类及刚度计算剪力墙的分类及刚度计算一、剪力墙的分类一、剪力墙的分类 为了满足各种使用要求，剪力墙常开有门窗洞为了满足各种使用要求，剪力墙常开有门窗洞口。理论分析与实验研究表明：剪力墙的受力特性口。理论分析与实验研究表明：剪力墙的受力特性与变形状态取决于剪力墙上的开洞情况。有无
27、洞口，与变形状态取决于剪力墙上的开洞情况。有无洞口，洞口的大小、位置及形状的不同都将影响其受力性洞口的大小、位置及形状的不同都将影响其受力性能。按不同的受力特性，可将剪力墙分为四类，下能。按不同的受力特性，可将剪力墙分为四类，下面分别介绍。面分别介绍。1 1、整截面墙整截面墙 剪力墙没有洞口或者开有一定数量的洞口，但满足剪力墙没有洞口或者开有一定数量的洞口，但满足下列条件下列条件(5(51)1)、(5(52)2)时，可以忽略洞口的影响，此时，可以忽略洞口的影响，此时为整体剪力墙，即整截面墙。时为整体剪力墙，即整截面墙。式中式中:墙面洞口面积；墙面洞口面积；墙面面积；墙面面积；洞口之间或洞口边至
28、墙边的距离；洞口之间或洞口边至墙边的距离；洞口长边尺寸。洞口长边尺寸。(5(52)2)(5(51)1)2 2、整体小开口墙整体小开口墙 剪力墙由成列洞口划分未若干墙肢，各列墙肢和连剪力墙由成列洞口划分未若干墙肢，各列墙肢和连梁的刚度比较均匀，并满足下列条件的为整体小开口墙：梁的刚度比较均匀，并满足下列条件的为整体小开口墙：(5(53)3)(5(54)4)(双肢墙双肢墙)(5)(55)5)(多肢墙多肢墙)(5)(56)6)式中式中:整体性系数；整体性系数；剪力墙对组合截面形心的惯性矩；剪力墙对组合截面形心的惯性矩；扣除墙肢惯性矩后的剪力墙惯性矩；扣除墙肢惯性矩后的剪力墙惯性矩；其中，其中，(5(
29、57)7)(5(58)8)第第j j列连梁的折算列连梁的折算 惯性矩；惯性矩；第第j j列连梁截面惯列连梁截面惯 性矩；性矩；梁截面形状系数，梁截面形状系数，矩形截面时；矩形截面时；第第j j墙肢的惯性矩；墙肢的惯性矩；洞口列数；洞口列数；层高；层高；第第j j列洞口两侧墙肢形心列洞口两侧墙肢形心 间距离；间距离；剪力墙总高度；剪力墙总高度；第第j j列洞口连梁计算跨度，列洞口连梁计算跨度，取洞口宽度加连梁高度取洞口宽度加连梁高度 的一半；的一半；系数，当系数，当3 34 4个墙肢时取个墙肢时取 ；5757个墙肢时取个墙肢时取 8 8个以上墙肢时取；个以上墙肢时取；系数，与建筑层数系数，与建筑
30、层数n n和整体和整体 性系数性系数 有关，见表有关，见表5 51 1。层层 数（数（n n）8 81010121216162020303010100 08868860 09489480 09759751 10000001 10000001 100000012120 08668660 09249240 09509500 09949941 10000001 100000014140 08538530 09089080 09349340 09789781 10000001 100000016160 08448440 08968960 09239230 09649640 09889881 10000
31、0018180 08368360 08888880 09149140 09529520 09789781 100000020200 08318310 08808800 09069060 09459450 09709701 100000022220 08278270 08758750 09019010 09409400 09659651 100000024240 08248240 08718710 08978970 09369360 09609600 098998926260 08228220 08678670 08948940 09329320 09559550 098698628280 08
32、208200 08648640 08908900 09299290 09529520 098298230300 08188180 08618610 08878870 09269260 09509500 0979979系数系数 的数值的数值 表表5 51 1 整体小开口墙在水平荷载作用下，截面的正应力整体小开口墙在水平荷载作用下，截面的正应力分布略微偏离了直线分布的规律，变成了相当于在整分布略微偏离了直线分布的规律，变成了相当于在整体墙弯曲时直线分布应力的基础上叠加上墙肢局部弯体墙弯曲时直线分布应力的基础上叠加上墙肢局部弯曲应力，当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的曲应力，当墙肢中的局部弯矩不
33、超过墙体整体弯矩的1515时，其截面变形仍接近于整截面墙。时，其截面变形仍接近于整截面墙。3 3、联肢墙联肢墙 当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口，破坏当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口，破坏了剪力墙截面的整体性时，剪力墙的截面变形不再符合了剪力墙截面的整体性时，剪力墙的截面变形不再符合平截面假定。这时，剪力墙成为由一系列连梁约束的墙平截面假定。这时，剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。当满足下式时，可按联肢墙计算：肢所组成的联肢墙。当满足下式时，可按联肢墙计算：当开有一列洞口时为双肢墙，当开有多列洞口时为当开有一列洞口时为双肢墙，当开有多列洞口时为 多肢墙。多肢墙。(5(
34、59)9)4 4、壁式框架、壁式框架 当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的线刚度与墙肢的线刚度接近时，剪力墙的受力性能与框线刚度与墙肢的线刚度接近时，剪力墙的受力性能与框架接近，此时，称为壁式框架。当满足下式时，可按壁架接近，此时，称为壁式框架。当满足下式时，可按壁式框架计算：式框架计算：剪力墙上洞口的大小对剪力墙工作性能的影响如图剪力墙上洞口的大小对剪力墙工作性能的影响如图5 56 6。(5(510)10)图图5 56 6 剪力墙类型剪力墙类型（a a）整体墙；（）整体墙；（b b）小开口墙；（）小开口墙；（c c）双肢墙；（）双肢墙；（d
35、 d）多肢墙）多肢墙二、等效刚度计算二、等效刚度计算1 1、采用简化方法进行剪力墙的内力和位移计算时，为了、采用简化方法进行剪力墙的内力和位移计算时，为了 考虑轴向变形和剪切变形对剪力墙的影响，剪力墙的考虑轴向变形和剪切变形对剪力墙的影响，剪力墙的 刚度可以刚度可以按顶点位移相等的原则，折算成竖向悬臂受按顶点位移相等的原则，折算成竖向悬臂受 弯构件的等效刚度弯构件的等效刚度。2 2、剪力墙在抗侧力协同工作时，应考虑纵横墙的共同工、剪力墙在抗侧力协同工作时，应考虑纵横墙的共同工 作。纵墙的一部分可作为横墙的作。纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘有效翼缘，横墙的一，横墙的一 部分作为纵墙有效翼缘。现
36、浇剪力墙的翼缘有效高度部分作为纵墙有效翼缘。现浇剪力墙的翼缘有效高度 可按图可按图5 57 7及表及表5 52 2中第中第4 4项中最小值取用。项中最小值取用。图图5 57 7 剪力墙的翼缘有效高度剪力墙的翼缘有效高度项次项次所考虑的情况所考虑的情况T T形截面翼缘形截面翼缘有效宽度有效宽度L L形截面翼缘形截面翼缘有效宽度有效宽度1 1按剪力墙的间距按剪力墙的间距 2 2按翼缘墙厚按翼缘墙厚 3 3按门窗洞净距按门窗洞净距 4 4按剪力墙总高度按剪力墙总高度 剪力墙的翼缘有效高度剪力墙的翼缘有效高度 表表5 52 2 3 3、在剪力墙中当墙段轴线错、在剪力墙中当墙段轴线错开开距离不大于实体连
37、接墙距离不大于实体连接墙 厚度的厚度的8 8倍，且不大于时倍，且不大于时,整道墙可以作为整体整道墙可以作为整体 平面剪力墙考虑；计算所得的内力应乘以平面剪力墙考虑；计算所得的内力应乘以增大系数增大系数 ，等效刚度应乘以折减系数，等效刚度应乘以折减系数（图（图5 58 8）。）。当折线剪力墙的各墙段总转角不大于当折线剪力墙的各墙段总转角不大于1515时时,可按平面可按平面剪力墙考虑（图剪力墙考虑（图5 59 9）图图5 58 8 轴线错开的墙段轴线错开的墙段图图5 59 9 折线形剪力墙折线形剪力墙 4 4、单肢实体墙、按整截面计算的剪力墙，可按下式计算、单肢实体墙、按整截面计算的剪力墙，可按下
38、式计算 其等效刚度；其等效刚度；5 5、整体小开口端，按下式计算其等效刚度：、整体小开口端，按下式计算其等效刚度：(5(511)11)(5(512)12)式中：式中：剪力墙的惯性矩，剪力墙的惯性矩，小洞口整截面墙取组合截面小洞口整截面墙取组合截面惯性与整截面惯性矩乘相应惯性与整截面惯性矩乘相应墙高，再除两者总高（图墙高，再除两者总高（图5 51010）；整体小开口墙取组）；整体小开口墙取组合截面的惯性矩。当各层高合截面的惯性矩。当各层高及惯性矩不同时，剪力墙的及惯性矩不同时，剪力墙的惯性矩取各层平均值；惯性矩取各层平均值；图图5 510 10 小洞口整体墙小洞口整体墙 (5(513)13)无洞
39、口剪力墙的截无洞口剪力墙的截面面积；小洞口整截面墙面面积；小洞口整截面墙取折算截面面积。取折算截面面积。墙截面毛面积；墙截面毛面积；墙面洞口面积；墙面洞口面积；墙面总面积；墙面总面积；第第i i墙肢截面面积；墙肢截面面积；混凝土的弹性模量；混凝土的弹性模量；剪力墙总高度；剪力墙总高度；第第i i层层高；层层高；第第i i层剪力墙惯性层剪力墙惯性 矩；矩；截面形状系数，矩截面形状系数，矩 形截面形截面 ；I I形截面形截面 ，其中，其中 为为 腹板毛截面面积，腹板毛截面面积，T T形截面形截面 的的 按表按表5 53 3取用。取用。(5(514)14)(5(515)15)2 24 46 68 8
40、101012122 21.3831.3831.4961.4961.5211.5211.5111.5111.4831.4831.4451.4454 41.4411.4411.8761.8762.2872.2872.6822.6823.0613.0613.4243.4246 61.3621.3621.6791.6792.0332.0332.3672.3672.6982.6983.0263.0268 81.3131.3131.5721.5721.8381.8382.1062.1062.3742.3742.6412.64110101.2831.2831.4891.4891.7071.7071.9271
41、.9272.1482.1482.3702.37012121.2641.2641.4321.4321.6141.6141.8001.8001.9881.9882.1782.17815151.2451.2451.3741.3741.5191.5191.6691.6691.8201.8201.9731.97320201.2281.2281.3171.3171.4221.4221.5341.5341.6481.6481.7631.76330301.2141.2141.2641.2641.3281.3281.3991.3991.4731.4731.5491.54940401.2081.2081.2401
42、.2401.2841.2841.3341.3341.3871.3871.4421.442T T形截面形状系数形截面形状系数 表表5 53 3注：表中 为翼缘宽度；为截面高度；为墙腹板厚度 6 6、联肢墙等效刚度（图、联肢墙等效刚度（图5 51111），按下列公式计算：），按下列公式计算：倒三角分布荷载作用下倒三角分布荷载作用下 均布荷载作用下均布荷载作用下 顶点集中荷载作用下顶点集中荷载作用下(5-16)(5-16)(5-17)(5-17)(5-18)(5-18)式中式中 各墙肢刚度之和；各墙肢刚度之和；多肢墙参数，多肢墙参数，3434肢时取；肢时取；5757肢时取；肢时取；8 8肢以上时取；
43、双肢墙时肢以上时取；双肢墙时 、墙肢的截面面积和惯性矩；墙肢的截面面积和惯性矩；墙肢轴线间距离。墙肢轴线间距离。(5-19)(5-19)(5-20)(5-20)(5-21)(5-21)当墙肢及连梁比较均匀时，可近似取：当墙肢及连梁比较均匀时，可近似取：(5-22)(5-22)(5-23)(5-23)式中式中:整体系数，见公式整体系数，见公式(5(56)6)；第墙肢惯性矩；第墙肢惯性矩；第第i i墙肢截面面积；墙肢截面面积；第列连梁的折算惯性矩，见公式第列连梁的折算惯性矩，见公式(5(58)8)；截面形状系数；截面形状系数；由教材中表由教材中表5 54 4查出。查出。对于墙肢少、层数多、对于墙肢
44、少、层数多、H/B4H/B4时，可以不考虑剪时，可以不考虑剪 切变形的影响，取切变形的影响，取 =0 =0。三、双肢墙的计算公式的推导三、双肢墙的计算公式的推导1 1、基本假定及思路、基本假定及思路基本假定：基本假定：（1 1）、连梁的刚度在一个层的空间连续平均分布；）、连梁的刚度在一个层的空间连续平均分布；（2 2）、由于楼盖在平面内的刚度无限大，墙肢发生的）、由于楼盖在平面内的刚度无限大，墙肢发生的 转角处处相等；转角处处相等；（3 3）、连梁的反弯点在连梁的中央；）、连梁的反弯点在连梁的中央；（4 4）、连梁的轴向变形可以忽略；）、连梁的轴向变形可以忽略；（5 5）、层高、墙肢截面面积、
45、墙肢惯性矩、连梁截面面）、层高、墙肢截面面积、墙肢惯性矩、连梁截面面 积和连梁惯性矩等几何参数沿墙高方向均为常数。积和连梁惯性矩等几何参数沿墙高方向均为常数。基本思路：基本思路：将基本体系简化成一个正对称体系和一个反对将基本体系简化成一个正对称体系和一个反对称体系，在正对称体系下，没有变形。现在集中考虑称体系，在正对称体系下，没有变形。现在集中考虑反对称体系，在反对称体系中，连梁中只有剪力而没反对称体系，在反对称体系中，连梁中只有剪力而没有轴力和弯矩，然后利用基本体系在外荷载和切口处有轴力和弯矩，然后利用基本体系在外荷载和切口处剪力的作用下，沿切口处剪力的方向上位移为零。剪力的作用下，沿切口处
46、剪力的方向上位移为零。双肢剪力墙计算公式的推导过程可见文档双肢剪力墙计算公式的推导过程可见文档5 51 1。第三节第三节 剪力墙截面设计及构造剪力墙截面设计及构造 高层剪力墙结构，应尽量减轻建筑物的重量，宜高层剪力墙结构，应尽量减轻建筑物的重量，宜采用大开间结构方案，在保证结构安全的条件下，尽采用大开间结构方案，在保证结构安全的条件下，尽量减小构件截面尺寸，采用轻质高强材料。剪力墙结量减小构件截面尺寸，采用轻质高强材料。剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于构的混凝土强度等级不应低于C20C20；非承重隔墙宜采用；非承重隔墙宜采用轻质材料；带有筒体短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝轻质材料；带有筒体短肢
47、剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于土强度等级不应低于C25C25。钢筋混凝土剪力墙应进行平。钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在集中荷载作用下，墙内无暗柱心受压承载力计算。在集中荷载作用下，墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算。时还应进行局部受压承载力计算。一、剪力墙截面尺寸一、剪力墙截面尺寸 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求：剪力墙的截面尺寸应满足下列要求：（1 1）、按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，）、按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，当两端有翼墙或端柱时，厚度不应
48、小于层高的当两端有翼墙或端柱时，厚度不应小于层高的1/20,1/20,且且不应小于不应小于160mm160mm；底部加强部位不应小于层高或剪力墙；底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的无支长度的1/16,1/16,且不应小于且不应小于200mm;200mm;当为无端柱或翼墙当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时的一字形剪力墙时,其底部加强部位截面尚不应小于层其底部加强部位截面尚不应小于层高的高的1/121/12；其他部位尚不应小于层高；其他部位尚不应小于层高1/15,1/15,且不应小于且不应小于180mm180mm；（2 2）、按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，）、按三、四级抗震等级设
49、计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/201/20，且不应小于且不应小于160mm;160mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的长度的1/25,1/25,且不应小于且不应小于160mm;160mm;（3 3）、非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层）、非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的高或剪力墙无支长度的1/25,1/25,且不应小于且不应小于160mm;160mm;（4 4）、当墙厚不能满足本条第）、当墙厚不能满足本条第(1)(1)、(2)(2)、(3)(
50、3)款的要求款的要求时，应计算墙体的稳定；时，应计算墙体的稳定；（5 5）、剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面）、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，但不宜小于厚度可适当减小，但不宜小于160mm;160mm;（6 6）、为了避免剪力墙斜压破坏，要限制剪压比，为）、为了避免剪力墙斜压破坏，要限制剪压比，为此，剪力墙的受剪截面应符合下列要求：此，剪力墙的受剪截面应符合下列要求：1 1）、无地震作用组合时）、无地震作用组合时 2 2）、有地震作用组合时）、有地震作用组合时(5(524)24)剪跨比剪跨比 大于时大于时 剪跨比剪跨比 不大于时不大于时 式中：式中：剪力