剪力墙结构分析与设计ppt课件.ppt

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1、第5章剪力墙结构分析与设计高层建筑结构设计5.1结构布置5.1.1墙体承重方案1）小开间横墙承重特点：每开间设置承重横墙，间距为2.7～３.9m，适用于住宅、旅馆等小开间建筑。优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自重及侧向刚度大，水平地震作用大。大间距纵、横墙承重小开间横墙承重大开间横墙承重2）大开间横墙承重特点：每两开间设置一道承重横墙，间距一般6～8m。楼盖多采用混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板。优点：使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较少。缺点：楼盖跨度大，楼盖

2、材料增多。3）大间距纵、横墙承重特点：每两开间设置一道横墙，间距为8m左右。楼盖采用混凝土双向板，或在每两道横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合承重。从使用功能、技术经济指标、受力性能等方面来看，大间距方案较优越。目前趋向于采用大间距、大进深、大模板、无粘结预应力混凝土楼板的剪力墙结构体系。1）宜沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜联结在一起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近；剪力墙墙肢截面宜简单、规则。2）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。3）剪力墙宜自下到

3、上连续布置，避免刚度突变。4）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口将长墙分成若干均匀的独立墙段。墙段的长度不宜大于8m。5）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙。5.1.2剪力墙的布置原则6）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置扶壁柱、暗柱或与梁相连的型钢等措施）；或减小梁端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）。7）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为5~8的剪力墙，高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的最大适用高度应适当降低。5.2剪力墙结构平面协同工作分

4、析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5.2.1剪力墙的分类和简化计算方法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16%，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。

5、（弯矩图同悬臂梁，截面应变分布符合平截面假定）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16%，但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。（由于连梁的约束而在楼层处形成锯齿形弯矩图，锯齿不太大，大部分墙肢弯矩没有反弯点，接近整体悬臂墙，截面应力接近直线分布）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

6、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，连梁约束弯矩造成的锯齿较大，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，由于“连梁”的刚度较大，约束弯矩较大，因此弯矩图中各层“墙肢”（柱）都有反弯点。壁式框架2、剪力墙的简化计算方法1）材料力学分析法对正截面墙和整体小开口墙，在水平荷载下，其计算简图可近似看成竖向的悬臂杆，可按照材料力学的公式进行内力和位移计算。2）连梁连续化的分析方法将连梁假想为沿楼

7、层高度上均匀分布的连续连杆。3）带刚域框架的计算方法将剪力墙简化为多层框架，但节点区为刚域。4）有限元等数值方法5.2.2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

8、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