剪力墙结构分析与设计ppt课件.ppt

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1、剪力墙结构分析与设计教学目标：了解各种剪力墙形式了解整体墙计算方法掌握双肢剪力墙推导过程用连续化方法进行双肢剪力墙计算了解可简化为带刚域结构的要求和计算重点、难点：剪力墙结构平面协同工作分析1、基本假定1）楼盖在自身平面内的刚度无限大，平面外刚度很小，可以忽略；2）各片剪力墙在其平面内的刚度较大，忽略其平面外的刚度；3）水平荷载作用点与结构刚度中心重合，结构不发生扭转。A、由假定1）、3）可知，楼板在其自身平面内不发生相对变形，只作刚体平动，水平荷载按各片剪力墙的侧向刚度进行分配。B、由假定2）可知，各片剪力墙只承受其自身平面内的水

2、平荷载，可将纵、横两个方向的剪力墙分开考虑；同时，可考虑纵、横向剪力墙的共同工作，纵墙（横墙）的一部分可以作为横墙（纵墙）的有效翼墙。实际上，当房屋的体型比较规则，结构布置和质量分布基本对称时，为简化计算，通常不考虑扭转影响。6.1荷载分配及计算方法概述1）在竖向荷载作用下，各片剪力墙承受的压力可近似按各肢剪力墙负荷面积分配；2）在水平荷载作用下，各片剪力墙承受的水平荷载可按结构平面协同工作分析。即研究水平荷载在各榀剪力墙之间分配问题的一种简化分析方法。剪力墙结构平面图6.1荷载分配及计算方法概述6.1.1竖向荷载下荷载分配1）荷载

3、传递路径楼板-墙；楼板-梁-墙。2）受力连梁：弯矩；墙肢：轴力。墙上集中荷载扩散整个墙上（局部承压，均布荷载计算）图6-16.1.2水平荷载下荷载分配1）平面简化剪力墙为空间结构，为了简化计算，分别按照纵横两个方向墙体分别按平面结构进行计算。2）受力横向：Vy；通过刚度中心、无扭转、楼板刚性连接，侧移相等，按照剪力墙刚度分配纵向：vx。不通过刚度中心、扭转、剪力墙侧移不等、有扭转的剪力分配较复杂。VyVx刚心图6-2剪力墙翼缘宽度6.1.2水平荷载下荷载分配3）实际简化与水平荷载正交方向的单元墙体对抵抗水平力也有一定的作用，实际计算

4、时把与计算方向正交的墙体作为翼缘。图6-34.1.2水平荷载下荷载分配6.1.2水平荷载下荷载分配6.2.1剪力墙的分类1、根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙主要可划分为以下几类：整截面墙联肢墙壁式框架整体小开口墙1）整截面墙：几何判定：（1）剪力墙无洞口；（2）有洞口，墙面洞口面积不大于墙面总面积的15%，且洞口间的净距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸。受力特点：可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。整截面墙2）整体小开口墙：几何判定：（1）洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置，（2）洞口面积超过墙面总面积的15%，但

5、洞口对剪力墙的受力影响仍较小。受力特点：在水平荷载下，由于洞口的存在，墙肢中已出现局部弯曲，其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成，截面变形仍接近于整截面墙。整体小开口墙3）联肢墙：几何判定：沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化为若干个单肢剪力墙或墙肢与一系列连梁联结起来组成。受力特点：连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢局部弯矩较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。联肢剪力墙4）壁式框架：几何判定：当剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。受力特点：与框架结构相类似。

6、壁式框架6.2.2剪力墙的等效刚度相同水平荷载相同侧向位移剪力墙与竖向悬臂受弯构件具有相同的刚度采用竖向悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚度它综合反映了剪力墙弯曲变形、剪切变形和轴向变形的影响。6.2剪力墙结构分类2、剪力墙的等效刚度计算：6.2.3水平荷载下计算方法水平荷载作用下，剪力墙处于二维应力状态，应用弹性力学平面问题求解，用有限元方法求解，过于复杂。实际根据开洞大小，截面应力分布特点进行计算。图6-41）整截墙和小开口计算方法计算方法：（1）按照悬臂墙计算；（2）正应力直线规律（3）门窗洞口较大，应力不是直线分布，进行修

7、正整截面墙小开口墙2）连续化和带刚域计算方法连续化方法：带刚域计算方法。将剪力墙划分为竖向条带，条带的应力分布用函数表示，连接线上位移为未知函数，精度较高的一种方法，计算量少于有限元，大于连续化方法和带刚域的方法。3）有限条法图6-56.3整截面墙的内力和位移计算适用范围：洞口开洞面积不超过墙面面积的15%,孔洞之间距离及孔洞至墙边净距大于孔洞长边a>bc>bc>de>d计算原则：忽略洞口影响，按照整体悬臂墙计算方法计算墙在水平荷载下的内力。6.3.1墙体截面内力在水平荷载作用下，整截面墙可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂梁，其任意

8、截面的弯矩和剪力可按照材料力学方法进行计算。例：计算在水平均布荷载作用下，剪力墙底部弯矩和剪力。特点：截面正应力保持直线分布；墙体无反弯点。4.3整截面墙的内力和位移计算6.3.2位移和等效刚度由于剪力墙的截面高度较大，在计算位移时应