第四章剪力墙结构.ppt

第四章 剪力墙结构设计 设计要点 剪力墙结构主要承受两类荷载： （1）竖向荷载： （2）水平荷载： 水平荷载包括风荷载和地震作用。本章主要介绍水平荷载作用下剪力墙内力和位移计算的各种方法。 第一节 剪力墙结构的计算假定 一、基本计算假定 基本假定： （1）楼层（板）在其自身平面内刚度无限大。 （2）各片剪力墙在自身平面内的刚度很大，而平面外的刚度很小，可忽略不计。 当横向的水平荷载作用时，可只考虑横墙的抵抗作用，而不计纵墙的作用；反之亦然。 《高规》规定，计算剪力墙结构的内力和位移时，应考虑纵、横墙的共同工作，即纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分也可作为纵墙的有效翼缘。 现浇剪力墙有效翼缘宽度bf可按表4.1较小值取用 。 二、非直线剪力墙的处理 在十字形和井字形平面中，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、且不大于2.5?m时，整片墙可以作为整体平面剪力墙来计算，但必须考虑到实际上存在的错开距离a带来的影响，整片墙的等效刚度宜将计算结果乘以0.8的系数，并将按整片墙计算所得的内力乘以1.2的增大系数。 对折线型的剪力墙，当各墙段总转角不大于15?（?＋?≤15?）时，可近似地按平面剪力墙进行计算。 对平面为折线形的剪力墙，不应将连续折线形剪力墙作为平面剪力墙计算；当将折线形（包括正交）剪力墙分为小段进行内力和位移计算时，应考虑在剪力墙转角处的竖向变形协调。 第二节 剪力墙的受力特点、分类和计算方法 一、剪力墙的分类及其受力特点 剪力墙的工作特点和分类与其所开洞孔的大小和数量有关。剪力墙按受力特性的不同可分为整体墙、小开口整体墙、联肢墙和壁式框架。 1. 整体墙 无孔洞或孔洞很小的剪力墙称为整体墙，其受力特点如同竖向悬臂梁。 2. 整体小开口墙 当剪力墙上所开洞孔的面积稍大时，当大部分楼层上的墙肢不出现反弯点时，称这类剪力墙为整体小开口墙（见图4.3（b））。 当剪力墙上所开的洞孔较大且连梁（联系墙肢的部分）的刚度比墙肢的刚度小得多时，在水平荷载作用下的这类剪力墙，其连梁跨中会出现反弯点，各墙肢的单独工作能力也比较明显，可看成是若干单肢剪力墙由连梁联结起来的剪力墙。 4. 壁式框架（大开口剪力墙） 壁式框架所开洞口的面积约为整个剪力墙面积的?40%～80%。当墙肢宽度与连梁跨度之比小于0.2，连梁高度与楼层层高之比也小于0.2时，这类剪力墙已经成为普通的框架。 （1）高墙： 当剪力墙高宽比≥3?时，为高墙；在水平力和竖向力作用下，一般呈弯曲型破坏，具有较大的延性（见图a）。 （2）中高墙： 当?1.5≤剪力墙高宽比?3?时，为中高墙；在水平力和竖向力作用下，一般呈弯剪型破坏，具有一定的延性（见图4.4b）。 （3）矮墙： 当剪力墙高宽比?1.5?时，为矮墙；在水平力和竖向力作用下，一般呈剪切型破坏，延性很差（见图4.4c）。 二、剪力墙分类判别式 剪力墙类别的划分，应主要从两方面考虑： （1）各墙肢之间的整体性。整体性愈好，其受力就更接近于整体墙。 （2）墙肢受力后是否会出现反弯点。出现反弯点层数愈多，就愈接近框架。 1. 剪力墙整体性系数?? 剪力墙的整体性取决于连系梁对墙肢的约束程度，约束愈强，整体性愈好。剪力墙的整体性可用整体性系数???来分析。 整体性能取决于连系梁与墙肢之间的相对刚度，即连系梁总的抗弯线刚度与墙肢总的抗弯线刚度之比为?2。 （1）对于多肢墙： （2）对于双肢墙： 式中 ??——?轴向变形影响系数，当为3～4肢时取0.8；5～7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； aj?——?第j列洞口两侧墙肢轴线距离； In?——?扣除墙肢惯性矩后剪力墙的惯性矩，按下式计算： 其中 Ij?——?第j墙肢的截面惯性矩； Aj?——?第j墙肢的截面积； yj?——?第j墙肢的形心到组合截面形心的距离； ? ——?第j列连梁计算跨度，按下式计算： 其中 ?——?第j列洞口的净宽度； hbj?——?第j列连梁的高度； h?——?层高； H?——?剪力墙的总高度； Ibj??——??第j列连梁的折算惯性矩，按下式计算： 其中 Abj、Ibj0?——?第j列连梁的截面面积和惯性矩； ??——?截面形状系数，矩形截面?＝1.2；工形截面取?＝截面全面积/腹板面积；T形截面???按表4.2取值。 整体系数公式（4.1）中的 是连梁的刚度系数， 值愈大，连梁的转动刚度愈大，对墙肢的约束作用愈强。??j是各墙肢的刚度，因此，??值的物理意义为连系梁与墙肢的刚度比，体现了墙的整体性。 2. 墙肢惯性矩比In