剪力墙结构分析与设计

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1、第6章剪力墙结构分析与设计[例题]某12层双肢剪力墙，墙肢和连梁尺寸如图6.4.6所示。混凝土强度等级为C20，承受图6.4.6双肢剪力墙图示倒三角形荷载，试计算此双肢墙的侧移和内力。[解]（1）墙肢和连梁的几何特征计算墙肢1：墙肢2：连梁：（2）基本参数计算7，由式（6.4.38）可求得，则等效刚度为（3）连梁内力计算双肢墙的底部剪力为，由式（6.4.26）可求得第层连梁的约束弯矩为由式（6.4.27）和（6.4.28）可求得第层连梁的剪力和梁端弯矩分别为根据连梁位置可得连梁的相对高度，由式（

2、6.4.24）可求得，由此可计算求得各层连梁的内力，各层连梁剪力如图6.4.7(a)所示，计算结果从略。（4）墙肢内力计算由式（6.4.29）—（6.4.31）可求得两墙肢的内力分别为根据外荷载产生的弯矩和剪力，及连梁的约束弯矩可求得各墙肢的内力，墙肢1的剪力、轴力和弯矩分别如图6.4.7(b)、(c)、(d)所示，计算结果从略，（5）顶点位移计算（a）（b）（c）（d）图6.4.7双肢墙连梁剪力及墙肢1内力图7[例题]某12层钢筋混凝土整体小开口剪力墙，如图6.6.3所示，混凝土强度等级为C2

3、5，承受倒三角形水平荷载。试计算其顶点位移和底层各墙肢的内力。图6.6.3整体小开口墙[解]首先计算各墙肢的几何参数，见表6.6.1。表6.6.1各墙肢的几何参数计算墙肢()()()()10.6432.011.2922.560.8664.2120.5546.653.6842.080.5522.4030.0999.590.9495.020.0032.491.2965.9251.4219.10组合截面的形心轴坐标为组合截面的惯性矩为各墙肢对组合截面形心轴的惯性矩之和，即底层总弯矩和总剪力分别为，。根

4、据整体小开口墙的内力计算公式，可求得各墙肢的内力，见表6.6.2。由于墙肢3较细小，其弯矩还按式（6.6.6）计算了附加弯矩。表中负值表示受压墙肢。表6.6.2各墙肢底层的内力分配墙肢各墙肢内力底层墙肢内力()()()10.4960.6090.1560.0820.1610.1330.5531088.6899.3161.220.4270.3880.1100.0520.102-0.0940.408689.7-635.6118.930.0760.0020.0470.00030.0006+0.039-0

5、.0400.03915.4-270.511.4剪力墙混凝土强度等级为C25，，故等效刚度为7可求得顶点位移为小结（1）剪力墙可按洞口的大小、形状和位置划分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架等。对整截面墙、整体小开口墙和联肢墙，简化计算时，可采用等效刚度，它是按顶点位移相等的原则并用剪力墙截面弯曲刚度表达的剪力墙刚度，其中考虑了剪力墙的弯曲变形、剪切变形和轴向变形的影响。（2）在水平荷载作用下，对剪力墙结构进行简化分析时，如假定楼盖在自身平面内的刚度为无限大、各片剪力墙只考虑其平面内刚度、

6、结构无扭转，则可对结构的两个主轴方向分别进行计算。当结构计算单元内含有整截面墙、整体小开口墙和联肢墙时，各片剪力墙的内力可由总内力乘以等效刚度比确定；当结构单元内仅有壁式框架时，可按D值法进行计算；当壁式框架与其他类型的剪力墙同时存在时，可按框架-剪力墙结构的简化分析方法计算其内力与位移。（3）整截面墙可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件，简化计算时其内力和位移可按材料力学公式计算，但需考虑剪切变形对位移的影响。整体小开口墙除绕组合截面形心轴产生整体弯曲外，各墙肢还绕各自截面形心轴产生局部弯矩

7、，但局部弯矩值较小，整个墙的受力性能仍接近于整截面墙，故其内力和位移仍可按材料力学公式计算，但需考虑局部弯曲的影响。7（4）采用连续连杆法对联肢墙进行简化分析时，根据连梁切口处竖向位移为零的变形连续条件，可建立微分方程以求得连梁的剪力或连梁对墙肢的约束弯矩，进而可计算墙肢的内力和位移。（5）壁式框架可简化为带刚域的框架，与一般框架的主要区别有两点：一是杆端存在刚域会使杆件的刚度增大；二是需要考虑杆件剪切变形的影响。计算时可将带刚域的杆件用一个具有等效刚度的等截面杆件来代替，求得带刚域杆件的等效刚

8、度，然后利用D值法进行内力和位移的近似计算。（6）各类剪力墙的受力特点有较大不同，主要表现为各墙肢截面上的正应力分布及沿墙肢高度方向的弯矩变化规律。墙肢截面上的正应力分布主要取决于剪力墙的整体工作系数，值越大，说明连梁的刚度相对较大，墙肢刚度相对较小，连梁对墙肢的约束作用大，剪力墙的整体工作性能好，接近于整截面墙或整体小开口墙。因此可用值作为剪力墙分类的判别准则。但对整体小开口墙和壁式框架，值均较大，故还需要利用墙肢惯性矩比值In/I判别墙肢高度方向是否会出现反弯点，作为剪力墙分类的第二个判别准