砌体结构第六章剪力墙1

1、高层建筑结构 剪力墙结构 第六章 剪力墙结构（shearwall structure）高层建筑结构 剪力墙结构6. 1 结构组成 1 . 剪力墙的基本形式 当构件截面的长边（长度）大于其短边（厚度）的 4 倍时 ，按墙体进行设计。 墙肢设计成 T 形 ，+ 形 ， 形 。 洞口上下对齐，布置规则 ， 洞口将墙体分为墙肢和连梁 。墙肢连梁墙肢高层建筑结构 剪力墙结构 2. 由墙体组成的抗侧力结构 正交两方向布置的抗侧力结构 斜向布置的抗侧力结构 单片墙不应大长 xiiyxjyj高层建筑结构 剪力墙结构 3. 荷载作用下的剪力墙受力状况及特点 荷载的计算 竖向荷载作用下 轴力：按45度扩散传递 大

2、梁下考虑局部承压计算某片墙体的轴力= (总竖向荷载/剪力墙总截面面积)该片墙体的截面面积水平荷载作用下 按正交两方向进行整体结构的抗侧力计算 求整体结构的总荷载 总剪力 按抗侧刚度分配各片剪力墙剪力墙体 受弯 、受剪 、受压 、受拉 yxl高层建筑结构 剪力墙结构特点：特点：对于双肢剪力墙，由两个墙肢和上下洞口间的各层连梁组成。在水平力作用下，与悬臂梁相似，设x 截面处的弯矩为M，则由平衡条件知：12()MMMNa12MM式中：，墙肢1、2单独承担的弯矩，称为墙肢的局部弯矩。Na由两个墙肢整体工作的组合截面所承担的弯矩，称为墙肢的整体弯矩；其中，N为墙肢的轴向力，一肢受压，一肢受拉，a为两墙肢

3、形心线间的距离。剪力墙的受力特点aHh haV1V2N1N2M2M1A1A2aa2a1高层建筑结构 剪力墙结构在连梁的跨中截开,并设该处连梁弯矩为零,由平衡条件:V1N1M1a1VbinibiVN1截面以上连梁的数目。；层连梁的跨中竖向剪力截面以上式中xnixVbi 第i 层连梁对两个墙肢产生的总约束弯矩；x 截面以上所有连梁对墙肢约束弯矩的总和。 V)a (aVaanibibi12121 )( 式中式中Vaa Nanibi121)( 并有并有高层建筑结构 剪力墙结构1）任意截面）任意截面x的弯矩的弯矩M是由是由局部弯矩局部弯矩（M1M2）和）和整体弯矩整体弯矩Na 两部分组成的。整体弯矩大，

4、局部弯矩就小；两部分组成的。整体弯矩大，局部弯矩就小；2）任一截面）任一截面x 上的整体弯矩等于该截面以上所有连梁约束弯上的整体弯矩等于该截面以上所有连梁约束弯矩的总和，矩的总和，整体弯矩是由连梁提供的整体弯矩是由连梁提供的；3）任一截面）任一截面x 上墙肢的轴向力等于该截面以上所有连梁竖向上墙肢的轴向力等于该截面以上所有连梁竖向剪力的总和。剪力的总和。 整体弯矩越大，说明两个墙肢共同工作的程度越大，越接整体弯矩越大，说明两个墙肢共同工作的程度越大，越接近于整体墙。所以整体弯矩的大小反映了墙肢之间协同工作近于整体墙。所以整体弯矩的大小反映了墙肢之间协同工作的程度，这种程度称为剪力墙的整体性。因

5、为整体弯矩是由的程度，这种程度称为剪力墙的整体性。因为整体弯矩是由连梁对墙肢的约束提供的，而连梁的刚度与洞口的大小有关，连梁对墙肢的约束提供的，而连梁的刚度与洞口的大小有关，所以剪力墙的受力特点与洞口的大小和形状有关。所以剪力墙的受力特点与洞口的大小和形状有关。12()MMMNanibiVN1Vaa Nanibi121)( 高层建筑结构 剪力墙结构整体剪力墙 4.剪力墙的分类剪力墙的分类 剪力墙在水平荷载作用下，内力分布情况和变形状态与剪力墙在水平荷载作用下，内力分布情况和变形状态与其所开洞口的大小、数量和位置有直接关系，在近似计算其所开洞口的大小、数量和位置有直接关系，在近似计算中，可将剪力

6、墙分为以下四类：中，可将剪力墙分为以下四类： 墙体洞口大小墙体洞口大小 ： 影响墙体的受力变形性能影响墙体的受力变形性能 整体小开口墙联肢剪力墙壁式框架高层建筑结构 剪力墙结构 独立墙肢独立墙肢 框架框架 具体分类的方法具体分类的方法 在后续讲解在后续讲解高层建筑结构 剪力墙结构高层建筑结构 剪力墙结构 5. 剪力墙力学的分析方法 材料力学分析法各墙肢截面正应力成直线分布考虑整体弯曲和局部弯曲的叠加考虑剪切变形的影响 墙肢较宽带 刚域 的剪力墙 和 连梁墙和梁连接处有刚域 ，刚域有一定的宽度和高度 ，只有刚性位移和转动 ，没有变形 高层建筑结构 剪力墙结构各墙肢截面正应力分布：简化为直线分布h

7、b高层建筑结构 剪力墙结构 连续化分析目的 ：得到连续函数的解析解根据不同的结构列表 ，查得参数为工程所适用 计算机数值分析法 矩阵位移法、杆件有限元、平面有限元法、 有限条法、空间分析 高层建筑结构 剪力墙结构6. 2 剪力墙结构计算中的几个问题 1 . 空间结构的平面化假定楼板：平面内刚度 无穷大，各片剪力墙侧移相同平面外刚度 忽略不计剪力墙：截面高度大、厚度小，平面内（竖直方向）： 刚度很大 抵抗水平力平面外刚度 ：刚度忽略不计或作为正交方向剪力墙的翼缘 与荷载方向正交的剪力墙作为翼缘计入荷载方向剪力墙的刚度高层建筑结构 剪力墙结构 2. 翼缘宽度取值 ：剪力墙间距门窗洞间翼墙的宽度剪力

8、墙厚度 两侧各 6 倍翼墙厚度剪力墙墙肢总高度的 10%(抗震规范中取15%) 混凝土结构设计规范 第10.5. 3条 hMin(b+12h, s1/2+s2/2)s1s2四者的最小值四者的最小值高层建筑结构 剪力墙结构 剪力墙结构 的 内力与位移计算内力与位移计算高层建筑结构 剪力墙结构 6. 3 整截面剪力墙及整体小开口剪力墙的计算1. 整截面剪力墙 . 整体墙的判断 洞口总面积 / 墙面总面积 16% 即 洞口至墙边的净距 及 洞口之间的净距 洞口长边尺寸16. 0fopAA6高层建筑结构 剪力墙结构 . 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水平荷载作用下 ，按材料力

9、学方法 整体悬臂构件 例：均布荷载作用下 剪力墙底部弯矩和剪力 截面 正应力 保持直线分布墙体无反弯点220qHM qHV0Hqq高层建筑结构 剪力墙结构 剪力墙折算面积 考虑开洞对强度和刚度的影响剪力墙折算面积洞口削弱影响系数 剪力墙洞口总面积 剪力墙立面总面积 剪力墙截面毛面积fopAA25. 110opAfAAAAw0A高层建筑结构 剪力墙结构 整体墙在水平荷载下的侧移计算 整体墙侧移计算式 倒三角形分布荷载 均布荷载 顶部集中荷载 整体墙等效抗弯刚度 eEIHVu3081eEIHVu306011eEIHVu3031eEI高层建筑结构 剪力墙结构计算剪力墙的水平荷载作用下的等效刚度用弯曲

10、变形形式表达 ，考虑剪切变形的影响的刚度 dsGAVVdsEANNdsEIMMPPPip111?eqEIeqEIHV3081AGIEw ,已知已知 ：HqEIHVu3081n不考虑剪切变形影响不考虑剪切变形影响n考虑考虑剪切变形剪切变形影响影响高层建筑结构 剪力墙结构 整体墙等效刚度 考虑剪切变形的影响 )64. 31 (2wwWeGAHEIEIEI)41 (2wwweGAHEIEIEI)31 (2wwweGAHEIEIEI 倒三角形分布荷载 均布荷载 顶部集中荷载wI2 . 1iiiwhhII 取有洞口和无洞口墙体惯性矩 的加权平均值 剪应力不均匀系数 矩形截面 I形截面为截面全面积腹板面积

11、高层建筑结构 剪力墙结构课堂作业 ：倒三角形荷载作用下墙体的等效刚度的计算用弯曲变形形式表达 ，考虑剪切变形的影响的刚度考虑剪切变形影响顶点位移的计算 ,111dsGAVVdsEANNdsEIMMPPPipHqEIHVm830eEIHV830?eEIGAHVqHGAdsGAVVpv212021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 . 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 剪力墙结构高层建筑结构 剪

12、力墙结构. 水平荷载作用下墙肢内力计算水平荷载作用下墙肢内力计算1y2y1I2I墙肢内力墙肢内力pMpV外荷载产生的内力外荷载产生的内力 、 材力公式计算材力公式计算jjpjAyIMN85.0墙肢轴力墙肢轴力 jjpjpjIIMIIMM15. 085. 0 墙肢弯矩墙肢弯矩 pjjjjjVIIAAV21墙肢剪力墙肢剪力jI2jjjyAIIjyjj ： 墙肢惯性矩墙肢惯性矩 组合截面对形心轴的惯性矩组合截面对形心轴的惯性矩 ： 墙肢对组合截面对形心轴距离墙肢对组合截面对形心轴距离高层建筑结构 剪力墙结构 . 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 倒三角形分布荷载 均布荷载

13、 顶部集中荷载 等效抗弯刚度 ，计算式同整体墙eEIHVu30812 . 1eEIHVu3060112 . 1eEIHVu30312 . 1eEI高层建筑结构 剪力墙结构 小墙肢小墙肢(墙肢截面长宽比小于等于墙肢截面长宽比小于等于3)局部局部弯曲的影响弯曲的影响0hjjjMMM 0jjVhM20jM0jM 按材料力学方法计算得墙端部弯矩按材料力学方法计算得墙端部弯矩 局部弯曲影响的附加弯矩局部弯曲影响的附加弯矩 高层建筑结构 剪力墙结构联肢墙的计算联肢墙的计算高层建筑结构 剪力墙结构6 .4 双肢墙和多肢墙在水平荷载作用下的内力分析 洞口较大 ，整体性能降低 ，不能视为整体墙 剪力墙划分为墙肢

14、与连梁 ，连梁和墙肢刚接 将连梁看成墙肢间的连杆 将连杆离散化 ，均匀分布 计算方法 ：连续栅片法 （连续连杆法） 计算步骤 ：建立微分方程 求解微分方程 建立工程实用表格 求解内力和位移 高层建筑结构 剪力墙结构 6.4.1 双肢墙的计算 剪力墙墙肢为双肢时 ，称为双肢剪力墙1. 基本计算假定及解题思路 基本假定 楼盖自身平面内刚度无穷大 各墙肢刚度较大 ，相差不过分悬殊，连梁反弯点在跨中 剪力墙沿竖向均匀分布 ， 层高 h 、 墙肢及连梁的截面形常数 A 、I 沿竖向保持不变 连梁均匀分布在楼层处 忽略连梁的轴向变形 ； 同一标高处墙肢的水平位移、转角相同高层建筑结构 剪力墙结构 计算简图

15、计算简图 ： 连续化假定连续化假定 将连梁看成墙肢间的连杆 将连杆离散化 ，均匀分布anl1EI1A2EI2A1A2AbhhH1I2I0bEIanl高层建筑结构 剪力墙结构 计算简图计算简图 ： 连梁连梁 为沿竖向均匀分布的为沿竖向均匀分布的 连续连杆连续连杆 两端两端 刚接刚接 于剪力墙墙肢于剪力墙墙肢 ，带，带 刚域刚域2nl1ay）（z）（zz2aH02nlPanl1EI1A2EI2AP高层建筑结构 剪力墙结构 解题思路连梁 为沿竖向均匀分布的 连续连杆，反弯点在连杆的中点处；根据 力法 原理 ，将连杆的中点处切开 ，切口处有一对轴力 (z)和一对剪力 (z) ；以连梁切口处的 剪力 (

16、z)为未知量； 根据变形协调条件：连梁切口处的相对位移为零建立微分方程；求解 (z) ，沿层高积分 连梁的剪力； 利用图表计算墙肢和连梁内力及位移；据静力平衡，可求得连梁和墙肢的其他内力。2nl1ay）（ z）（ zz2aH02nlP高层建筑结构 剪力墙结构2. 微分方程的建立连梁的相对位移由墙肢弯曲变形产生的相对位移墙肢的轴向变形产生的相对位移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 墙肢弯曲变形产生的相对位移墙肢弯曲变形产生的相对位移11a11212a21a1高层建筑结构 剪力墙结构 墙肢墙肢轴向轴向变形产生的相对位移变形产生的相对位移dzNzNAAEdzEANzNdz

17、EANzNzzz)()()()(02102012111 dzzzNHz)()(N)(2z）（zz0HNNNzazz zHzdzdzzAAE0212)()11(1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连梁弯曲变形和剪切变形产生的相对位移3hz）（l2bnhll考虑刚域的影响考虑刚域的影响 ，连梁的计算跨度，连梁的计算跨度03312bMEIhl弯曲变形产生的相对位移弯曲变形产生的相对位移bVGAlh3剪切变形产生的相对位移剪切变形产生的相对位移高层建筑结构 剪力墙结构 图乘法计算位移图乘法计算位移03312bMEIhl bVGAlh 3MlhM212lM l31281lhs

18、VhV1V2lhs1hVb1p2l2lVM333 弯曲变形产生的相对位移弯曲变形产生的相对位移连梁变形产生的相对位移连梁变形产生的相对位移 剪切变形产生的相对位移剪切变形产生的相对位移高层建筑结构 剪力墙结构等效抗弯刚度200200301121lAIEIlGAEIEIEIbbbbbbb )(2003033331211212lGAEIEIhlGAlhEIhlbbbbbVM bEIhl1233 )(200312112lGAEIEIhlbbb 高层建筑结构 剪力墙结构 位移协调方程位移协调方程0321 11 a zHzdzdzzAAE0212111)()( bEIhl1233 式中式中 ，除连梁剪力

19、，除连梁剪力 为未知量为未知量 ，还有剪力墙墙肢的转角，还有剪力墙墙肢的转角 尚为未知尚为未知)(z101211130211 bzHzEIhldzdzzAAEa )()(得得 ：0121113211 bEIhlAAEa)(两次微分两次微分高层建筑结构 剪力墙结构 内力和外力的平衡内力和外力的平衡 HzpdzazMzMzM)()()(21dzdazMzMHzHzp)()()()()(11dzdazMHzHz)()()()(22zHd1a2a)(1zM)(2zM高层建筑结构 剪力墙结构 力和变形的关系力和变形的关系 弯矩和曲率的关系弯矩和曲率的关系112211)(EIdzydEIzM22222)(

20、EIdzydEIzMHzpdzaMIIEzMzM12121)()()()()(1211HzpdzazMIIE)()()(121 1zazVIIEp1EIPVzHyz高层建筑结构 剪力墙结构 不同荷载下的剪力计算 均布荷载 倒三角形荷载 顶部集中荷载外力: 用剪力的函数形式表示 ，或用底部剪力 相对于截面位置 z 的函数形式表示。)1 ()(0HzVzVp)1 ()(220HzVzVp0)(VzVp0V高层建筑结构 剪力墙结构微分方程的整理微分方程的整理将将 代入式代入式 未知量未知量 ：连续连杆切口处剪力：连续连杆切口处剪力 已知量已知量 ：外荷载：外荷载 截面的几何参数截面的几何参数 材料弹

21、性模量材料弹性模量)(z)( z0121113211 bEIhlAAEa)()()()(zazVIIEp 211101211132121 bpEIhlAAEzazVIIEa)()()()(高层建筑结构 剪力墙结构 微分方程的进一步整理和简化微分方程的进一步整理和简化方程几何参数322laIDb连梁刚度系数DIIhH)(212216 连梁墙肢刚度比 2121AAAaAs组合截面面积矩DshaH22126 双肢墙整体参数221 T轴向变形系数高层建筑结构 剪力墙结构 经整理经整理 方程得方程得 均布荷载均布荷载 倒三角形荷载倒三角形荷载 顶部集中荷载顶部集中荷载 未知量为未知量为 连续连杆剪力连续

22、连杆剪力 二阶二阶 线性线性 非齐次非齐次 常系数常系数 微分方程微分方程)(z )()(zHz 2210221)1 (VHzaH022221)1 (VHzaH0221VaH高层建筑结构 剪力墙结构 令令 并并方程式为方程式为 均布荷载均布荷载 倒三角形荷载倒三角形荷载 顶部集中荷载顶部集中荷载 未知量为未知量为 连续连杆剪力连续连杆剪力 或或二阶二阶 线性线性 非齐次非齐次 常系数常系数 微分方程微分方程 )()( 2a2222)1 ()1 (0221)(1)(VaHz)()(z高层建筑结构 剪力墙结构 3. 微分方程的解微分方程的解 非齐次微分方程解非齐次微分方程解 齐次方程的通解齐次方程

23、的通解 特解特解齐次方程的通解齐次方程的通解特解特解方程方程 )()( 2a2222)1 ()1 ()()()(211shcchc121122)(2121122)()()(21shcchc高层建筑结构 剪力墙结构 齐次方程解齐次方程解 ： 、 , 2 个待定系数个待定系数 由边界条件确定由边界条件确定 边界条件边界条件 ：剪力墙顶部剪力墙顶部 剪力墙底部剪力墙底部)(00) 1 (M10)0(12 1)1 ()12()1 ()1 (22chshthchshchchchshchch0221)(1)(Va1c2c022dzyd墙肢中心距离高层建筑结构 剪力墙结构4. 4. 双肢墙的内力计算步骤：双

24、肢墙的内力计算步骤：连梁、墙肢的几何参数连梁、墙肢的几何参数第第 i 层连梁的内力计算层连梁的内力计算第第 i 层墙肢的内力计算层墙肢的内力计算高层建筑结构 剪力墙结构 5 . 剪力墙位移计算的工程实用方法剪力墙位移计算的工程实用方法 计算几何参数计算几何参数 查表求查表求 倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载 均布荷载均布荷载 顶点集中荷载顶点集中荷载)1121(8222chshch)2232(11160232chshchchsh)1 (32chshiiGAHIE22221TDIIhH)(6212212121AAAaAsDhsaH221263202laIDb式中式中 双肢墙整体参数双肢墙整体参数

25、墙肢中心距离墙肢剪切变形系数高层建筑结构 剪力墙结构 等效刚度和顶点位移计算等效刚度和顶点位移计算 等效刚度等效刚度 顶点位移顶点位移 均布荷载均布荷载 倒三角形分布倒三角形分布 顶点集中荷载顶点集中荷载TTIEEIie264. 31TTIEEIie241TTIEEIie231eEIHVu3081eEIHVu306011eEIHVu3031高层建筑结构 剪力墙结构内力位移计算小结 一一. 几何参数计算几何参数计算墙肢中心距离322laIDb连梁刚度系数DIIhH)(212216 连梁墙肢刚度比 2121AAAaAs组合截面面积矩DshaH22126 双肢墙整体参数221 T轴向变形系数高层建筑

26、结构 剪力墙结构 二二 . 求连杆剪力求连杆剪力 根据根据 计算参数计算参数 查表得查表得 三三. 内力计算内力计算 层连梁内力层连梁内力 连梁梁端剪力连梁梁端剪力连梁端部弯矩连梁端部弯矩连梁约束弯矩连梁约束弯矩 aVmbjbjbjnbjVlM2)(0221)(1)(Va)(jhVjbj)(墙肢中心距离墙肢中心距离2nl1ay）（z）（zz2aH02nlP1A2AbhhH1I2I0bEIanl高层建筑结构 剪力墙结构 墙肢内力计算墙肢内力计算 层墙肢弯矩层墙肢弯矩 层墙肢剪力层墙肢剪力 墙肢折算惯性矩墙肢折算惯性矩 层墙肢轴力层墙肢轴力jjj)(2111njkjpjjmMIIIM)(2122n

27、ijjpijmMIIIM2111IIIi2122IIIipjjVIIIV2111pjjVIIIV21222121hGAEIIIiiiinjkbkjVN1njkbkjVN21A2AbhhH1I2I0bEIanl高层建筑结构 剪力墙结构 四四 . 位移计算位移计算 几何参数几何参数 剪切变形影响系数剪切变形影响系数 根据根据 查表求查表求 iiGAHIE22221TDIIhH)(6212212121AAAaAsDhsaH221263202laIDb墙肢中心距离高层建筑结构 剪力墙结构 等效刚度和顶点位移计算等效刚度和顶点位移计算 等效刚度等效刚度 顶点位移顶点位移 均布荷载均布荷载 倒三角形分布倒

28、三角形分布 顶点集中荷载顶点集中荷载TTIEEIie264. 31TTIEEIie241TTIEEIie231eEIHVu3081eEIHVu306011eEIHVu3031高层建筑结构 剪力墙结构6.4.2 多肢墙多肢墙K 排连梁排连梁 , K + 1 肢墙肢墙 ；未知量未知量 : 各组连梁的中点切口处的剪力各组连梁的中点切口处的剪力 ( 约束弯矩约束弯矩 ) 协调方程协调方程 : 各组连梁的中点切口处的相对位移为零各组连梁的中点切口处的相对位移为零 ；建立建立 K 组组协调方程协调方程 , 相叠加后可建立与双肢墙完全相同的相叠加后可建立与双肢墙完全相同的微分方程；微分方程；连梁约束弯矩的分

29、配连梁约束弯矩的分配 : 连梁的刚度大，分配的约束弯矩大连梁的刚度大，分配的约束弯矩大 ，反之反之 ，减小，减小 ； 考虑水平位置的影响考虑水平位置的影响 ，靠近墙中部的连梁剪应力较大，靠近墙中部的连梁剪应力较大 ；P90-93高层建筑结构 剪力墙结构墙肢剪应力与整体参数墙肢剪应力与整体参数 有关有关 , 当当 表示整体性很差表示整体性很差 ，墙肢剪，墙肢剪应力沿水平方向呈直线平均分布应力沿水平方向呈直线平均分布 ， 如轴向链杆连接的各单片墙如轴向链杆连接的各单片墙 ；对于整体性很好的墙对于整体性很好的墙 ， ，墙肢剪应力呈抛物线分布，墙肢剪应力呈抛物线分布 ，在两端剪应，在两端剪应力为零力为

30、零 ，在中间剪应力为平均值的，在中间剪应力为平均值的 1.5 倍倍 ，如同整体剪力墙，如同整体剪力墙 。 00015.0高层建筑结构 剪力墙结构 层数 水平位移 连梁剪力 墙肢轴力 墙肢弯矩 . 整体参数 ， 越大 ，墙的刚度越大 ，侧移小 ； . 剪力最大的连梁不在最底层 ，随 加大 ，连梁剪力增大 ， 最大剪力的连梁下移 ； . 墙肢轴力随 增大而增大 ； . 墙肢的弯矩随 增大而减小 ；N)(x My 高层建筑结构 剪力墙结构联肢墙计算到此结束联肢墙计算到此结束高层建筑结构 剪力墙结构 壁式框架在水平荷载作用下的计算高层建筑结构 剪力墙结构6.5 壁式框架的计算壁式框架的计算 壁式框架的

31、受力变形特点壁式框架的受力变形特点 洞口较大，连梁刚度接近墙肢，洞口较大，连梁刚度接近墙肢，整体性能好、整体性能好、 墙肢出现较多的反弯点墙肢出现较多的反弯点 墙、梁截面高度大，连结处无墙、梁截面高度大，连结处无转角转角 存在刚域存在刚域 ，亦称为，亦称为 带刚域带刚域 的框架的框架 ，刚域处无相，刚域处无相对转角对转角 考虑墙肢和连梁考虑墙肢和连梁 剪切变形剪切变形 的影响的影响1l2l3lL高层建筑结构 剪力墙结构 壁式框架计算简图及刚域位置壁式框架计算简图及刚域位置L1l3l2l1l2l3lL高层建筑结构 剪力墙结构 复习：复习： D 值法计算值法计算 单位侧移所需要的力单位侧移所需要的

32、力 无刚域杆件（梁和柱）的线刚度无刚域杆件（梁和柱）的线刚度 考虑梁柱线刚度比考虑梁柱线刚度比 计算柱刚度修正系数计算柱刚度修正系数 柱抗侧刚度柱抗侧刚度 2i3i4i1iVD212jcjkhiDKK2cbiiK2cilEIi 高层建筑结构 剪力墙结构 框架内力计算框架内力计算 楼层剪力楼层剪力 柱端剪力柱端剪力 柱端弯矩计算柱端弯矩计算 梁端剪力和弯矩计算梁端剪力和弯矩计算FjVFjmkjkjkjkVDDV1lbirbiucMdcMlbMrbMdcuccbMMMMbrblblblbMiiiMbrblbrbrbMiiiMyhVMjkjk高层建筑结构 剪力墙结构 壁式框架壁式框架计算思路计算思路

33、 计算壁式框架柱计算壁式框架柱 D 值值 ： 带刚域杆件刚度计算带刚域杆件刚度计算 带刚域梁、柱线刚度计算带刚域梁、柱线刚度计算 考虑梁、柱线刚度比影响考虑梁、柱线刚度比影响 利用利用 D 值法分配柱端剪力值法分配柱端剪力 计算柱端弯矩和梁端弯矩计算柱端弯矩和梁端弯矩高层建筑结构 剪力墙结构1 . 刚域的长度取值刚域的长度取值bbhad4111bbhad4122ccbcd4111ccbcd4122cb1a2a1bd2bd1c2cbh2cd1cd 梁刚域长度梁刚域长度柱刚域长度柱刚域长度0注注 : 刚域长度刚域长度 高层建筑结构 剪力墙结构2. 带刚臂杆件的转角位移方程带刚臂杆件的转角位移方程

34、无刚域杆件杆端弯矩计算无刚域杆件杆端弯矩计算 1baliiiMbaa624liiiMabb62421266lililiVba0lEIi iliiiMMbaba6624abABl设设 高层建筑结构 剪力墙结构 . 带刚域杆件弯矩计算带刚域杆件弯矩计算 带刚域的杆件带刚域的杆件 1 2 刚域段长度为刚域段长度为 1-1 和和 2-2 设设 1 、2 两点之间位移两点之间位移 结点结点 1 处处121blalblll121212m21mal 2 1 2 112malVmlbablal)( 12112m1 2 1m12Val1 2 1m 2 1V2高层建筑结构 剪力墙结构 、 处的弯矩和剪力计算处的弯

35、矩和剪力计算lbaEIlbalbalbalbaEIllEImm2000 1 2 2 1)1(6)1 ()()1 ()1 (6)1(612liiiMbaa624lbaEIGAlEIEIlbamm22002 1 2 2 1)1(6121)1(6200121GAlEIEIEI23 1 2 2 1 1 2 2 1)1 (12lbaEIlmmVVl12blal 2 1V 1 2m12m 1 2V考虑剪切变形影响考虑剪切变形影响其中其中高层建筑结构 剪力墙结构 、 处杆的弯矩计算处杆的弯矩计算cilbabaEIlbaalEIlbaEIalVmm6)1 ()1 (6)1 (12)1 (63232 2 1 2

36、 112iclbabaEIlbablEIlbaEIblVmm6)1 ()1 (6)1 (12)1 (63222 1 2 1 22112112m1 2 1m 2 1Val22 1 2m 1 2Vbl12mblalblll121212m21mal12高层建筑结构 剪力墙结构带刚域杆件线刚度系数带刚域杆件线刚度系数3)1 (1babac3)1 (1babaccim612icm6212122112ccimmm高层建筑结构 剪力墙结构 带刚域梁、柱的线刚度带刚域梁、柱的线刚度 令令 则则 带刚域框架梁的转角刚度带刚域框架梁的转角刚度 带刚域框架柱的转角刚度带刚域框架柱的转角刚度cik12ick21121

37、26km21216km21K12Kccicck) (21壁柱计算壁柱计算的的c,c高层建筑结构 剪力墙结构 3 . 带刚域框架柱的抗侧刚度带刚域框架柱的抗侧刚度 考虑梁柱刚度比考虑梁柱刚度比 ，柱刚度修正系数，柱刚度修正系数 见见 P247 表表 14.8 非底层非底层 底层底层212hkDccbkkK2KK2KK25 . 02k3k4k1kckcbkkK高层建筑结构 剪力墙结构 4 . 反弯点高度比反弯点高度比普通框架反弯点高度比普通框架反弯点高度比根据根据 ，房屋总高，房屋总高 、所在层位置、所在层位置 查表得标准反弯点高度比查表得标准反弯点高度比上、下层横梁的刚度比影响上、下层横梁的刚度

38、比影响与所求柱相邻的上、下层高变化影响与所求柱相邻的上、下层高变化影响 3210yyyyy0ycbiiK32yy 、1y高层建筑结构 剪力墙结构 带刚域梁的反弯点高度比计算带刚域梁的反弯点高度比计算 壁柱下端刚域的相对长度壁柱下端刚域的相对长度 查表得查表得 反弯点高度比反弯点高度比同同 D 值法查表得反弯点高度比值法查表得反弯点高度比h hahbhhhscikkkksK2432123210yyysyay0y2k3k4k1kci高层建筑结构 剪力墙结构5. 梁、柱内力计算梁、柱内力计算 柱端剪力柱端剪力 柱端弯矩计算柱端弯矩计算FjmkjkjkjkVDDV1hyVMjkjku）（1yhVMjk

39、jkdyhjkVjkVjkVjkV高层建筑结构 剪力墙结构 梁端弯矩计算梁端弯矩计算 梁端剪力梁端剪力 柱轴力柱轴力 lbirbiucMdcMlbMrbMdcuccbMMMMbrblblblbMiiiMbrblbrbrbMiiiMnbbblMMV21rblbcVVNnl121bM2bMrbVlbV高层建筑结构 剪力墙结构 6. 壁式框架的位移计算壁式框架的位移计算 层间侧移层间侧移 顶部侧移顶部侧移 可以不考虑轴向变形引起的位移可以不考虑轴向变形引起的位移 DVuiiDVuuiii高层建筑结构 剪力墙结构计算步骤小结计算步骤小结 内力计算内力计算计算梁计算梁 、柱几何参数、柱几何参数 ；计算计

40、算 D 值值 ；按计算侧移刚度分配水平剪力按计算侧移刚度分配水平剪力 ；求反弯点高度比求反弯点高度比 ；计算柱端弯矩计算柱端弯矩 ；根据结点总弯矩为零根据结点总弯矩为零 ，计算梁端弯矩，计算梁端弯矩 位移计算位移计算计算层间位移计算层间位移 ；顶点位移顶点位移 ：层间位移之和：层间位移之和ic ck高层建筑结构 剪力墙结构 水平荷载作用下壁式框架的受力特点 同框架柱的变形 ：墙肢有反弯点 ，在连梁处墙肢的弯矩有突变 墙肢和连梁截面较宽，考虑剪切变形的影响高层建筑结构 剪力墙结构壁式框架计算壁式框架计算 到此结束到此结束 高层建筑结构 剪力墙结构剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类高层建筑结构 剪力墙结构6.7 剪力墙结构的分类剪力墙结构的分类1. 剪力墙整体参数剪力墙整体参数 考虑墙肢轴向变形考虑墙肢轴向变形 表示连梁和墙肢刚度的相对比值表示连梁和墙肢刚度的相对比值 墙体整体性差，连梁对墙肢的约束差墙体整体性差，连梁对墙肢的约束差 介于上下两者之间介于上下两者之间 连梁对墙肢约束大，墙体整体性好连梁对墙肢约束大，墙