剪力墙结构的内力和位移计算

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1、荷载分配及计算方法概述整体墙计算方法双肢墙和多肢墙的连续化计算方法小开口整体墙及独立墙肢近似计算方法带刚域框架计算方法第4章剪力墙结构的内力和位移计算剪力墙结构平面及剖面示意图荷载分配及计算方法概述如果楼板中有大梁，传到墙上的集中荷载可按45°扩散角向下扩散到整个墙截面。所以，除了考虑大梁下的局部承压外，可按分布荷载计算集中力对墙面的影响，见图。力传递路线：楼板—>墙除了连梁内产生弯矩外，墙肢主要受轴向力传到墙上的集中荷载按扩散角向下扩散倒整个墙；因此除了考虑集中荷载下局部承受压力之外，按照分布荷载计算集中力对墙面的影响竖向荷载分布一、剪力墙在竖向荷载下内力当纵墙和横墙是整体联结时，一个方向

2、墙上的荷载可以向另一个方向墙扩散。因此，在楼板以下一定距离以外，可以认为竖向荷载在两方向墙内均匀分布。二、水平荷载下剪力墙计算截面及剪力分配剪力墙结构是空间盒子式结构，但是它可按纵、横两方向墙体分别按平面结构进行分析，大大简化在水平荷载下的计算。当简化为平面结构计算时，可以把与它正交的另一方向墙作为翼缘，这样可使计算更加符合实际。例如图结构，y向、x向分别按图(b)和图(c)划分剪力墙。剪力墙的计算图平面示意图横向地震力计算纵向地震力计算平面抗侧力结构和刚性楼板假定决定1）同一楼层处各榀剪力墙的变形相同；2）水平荷载按同向各榀剪力墙的刚度向各榀剪力墙分配；3）异向剪力墙的影响以翼缘形式体现。

3、剪力墙有效翼缘宽度bf剪力墙有效翼缘宽度bf取表中所列各项较小值。非直线墙的处理由于建筑立面的需要，有时剪力墙的轴线并不是一条直线，这给结构计算带来困难。可按下述简化方法来近似进行计算。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2.5m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15º（α＋β≤15º）时，可近似地按平面剪力墙进行计算。除上述两种情况外，对平面为折线形的剪力墙，

4、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。剪力分配各片剪力墙是通过刚性楼板联系在一起的。当结构的水平力合力中心与结构刚度中心重合时，结构不会产生扭转，各片剪力墙在同一层楼板标高处的侧移将相等。因此，总水平荷载将按各片剪力墙的刚度大小向各片墙分配。所有抗侧力单元都是剪力墙，它们有相类似的沿高度变形曲线——弯曲型变形曲线，各片剪力墙水平荷载沿高度的分布也将类似，与总荷载沿高度分布相同。因此，分配总荷载或分配层剪力的效果是相同的。当有m片墙时，第i片墙第j层分配到的剪力是式中，Vpj——由水平荷载计算的第

5、j层总剪力；EiIeqi——第i片墙的等效抗弯刚度。由于墙的类型不同，等效抗弯刚度的计算方法也各异，将在下面章节分别讨论。当水平力合力中心与结构刚度中心不重合时，结构会产生扭转。有扭转作用时，各片剪力墙分配到的剪力与不考虑扭转时分配到的剪力不同。有扭转时的近似计算将另辟章节介绍。三、剪力墙在水平荷载作用下的计算方法在水平荷载作用下，剪力墙处于二维应力状态，严格说来，应按照平面问题求解。借助电子计算机、用平面有限元方法（离散为三角形或矩形单元）可以求出任意形状尺寸、任意荷载和墙厚变化时各点的应力，精确度也较高。从实用上，一般是根据开洞大小、截面风力分布特点进行简化计算。整体墙无孔洞或孔洞很小的

6、剪力墙称为整体墙，其受力特点如同竖向悬臂梁。在水平荷载作用下，当剪力墙高宽比较大时，其受弯变形后的截面仍然符合材料力学中的平截面假定，截面上的正应力呈线性分布。小开口整体墙当剪力墙上所开洞孔的面积稍大时，在水平荷载作用下的这类剪力墙，截面上的正应力分布略偏离直线分布的规律，变成相当于整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢的局部弯曲应力。当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时，可以近似地认为基本上符合材料力学中的平截面假定，其截面变形仍接近于整体墙。对上述的剪力墙，当大部分楼层上的墙肢不出现反弯点时，称这类剪力墙为小开口整体墙。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

7、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，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。由于洞孔开得较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，截面上的正应力分布与直线规律已有较大的差别。具有上述特点的剪力墙称为联肢墙；对开有一列洞孔的联肢墙称为双肢墙；对开有多列洞孔的联肢墙称为多肢墙。壁式框架（大开口剪力墙）剪力墙洞孔开得越大，