第四章剪力墙结构

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1、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

2、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。剪力墙的有效翼缘宽度二、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。轴线错开剪力墙和折线形剪力墙对平面为折线形的剪力墙，不应将连续折线形剪力

3、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））。（a）整体墙（b）整体小开口墙（c）双肢墙

4、（d）壁式框架3.联肢墙（包括双肢墙和多肢墙）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（

5、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）。（a）弯曲破坏（b）弯剪破坏（c）剪切破坏二、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

6、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

7、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

8、的整体性。2.墙肢惯性矩比In/I在某些情况下，仅靠值的大小还不足以完全判别剪力墙的类型。值大时，表示整个剪力墙的整体性好，但是随着所开孔洞的大小，它可以是