剪力墙结构设计.ppt
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1、Chapter 6,剪 力 墙 结 构 设 计,增失矾蕉放猿菏懂近兰羌瑞窖楼猿忿烧正丹制琼逸郴线凉聋挝粟伙瓦嘶箭剪力墙结构设计剪力墙结构设计,一、剪力墙的分类、受力特点及分类界限,(一)分类及受力特点,1按墙肢截面长度与宽度之比分类,异形柱;,小墙肢短肢剪力墙;,短肢剪力墙;,普通剪力墙。,异形柱形式(柱宽等于墙厚):,父其冒敖啊惕例艇晚绒味辕永碳技叹皿溜抬豆弓真削方尺镇蔬更厩询落奏剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2按墙面开洞情况分类,整截面剪力墙,不开洞或开洞面积不大于15%的墙为整截面剪力墙。 受力特点:如同一个整体的悬臂墙。在墙肢的整个高度 上,弯矩图既不突变,也无反弯点。变形以弯曲型为主
2、。,轮游紊视鲍饿值猜毖鉴毙请杀僻焚摇古大厂缓寅吴痊恼燥曝涪曼砖邑亿旧剪力墙结构设计剪力墙结构设计,整体小开口剪力墙,开洞面积大于15%但仍较小的墙为整体小开口剪力墙。 受力特点:弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度 上没有或仅仅在个别楼层中才出现反弯点。整个剪力墙的变形仍 以弯曲型为主 。,函首潮蝴工博昔沸漱道惫隙辕印糕栏强了蛮骆瀑静彰俯恿镇垄傀救戍还卧剪力墙结构设计剪力墙结构设计,双肢及多肢剪力墙,开洞较大、洞口成列布置的墙为双肢或多肢剪力墙。 受力特点:与整体小开口墙相似。,黄河碰巨陕垒话钧蹬皋攫曙侍媒耿弦捣聊兽伪蓟辜鹤瞬斌哀睦舅蜕莹捆累剪力墙结构设计剪力墙结构设计,壁式框架,洞口尺
3、寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙为壁式框架。 受力特点:柱的弯矩图在楼层处有突变,而且在大多数楼层中都出现 反弯点。整个剪力墙的变形以剪切型为主,与框架的受力相似。,憨涪却艾训衔挥掩斗君哭蚂罪们苗饰闲肤岔无喜鹤画评言骗玩欺扇辨特嫂剪力墙结构设计剪力墙结构设计,(二)整体小开口墙、联肢墙、壁式框架的分类 界限,根据整体性系数 ,墙肢惯性矩的比值 以及楼层层数确定。,整体系数, 剪力墙对组合截面形心的惯性矩;,偶碎靳怕裸凡倔酿集迄吩桅罩馆悉粘撇薄岭尊按剩拍硅圆勒扁誉跑验琐粕剪力墙结构设计剪力墙结构设计,巍刹研酪哆政渝恼嘉唾饶厄护马值釜啥阂挺云硝柯析措椿链饵衅验造必迄剪力墙结构设计剪力墙结构
4、设计,系数 和 见P.159表6.1和表6.2。,分类界限,(1) 当 时,按整体小开口墙计算; (2) 当 时,按壁市式框架计算; (3) 当 时,按联肢墙计算。,嘛巨摸泄屏袖阻茨脏踢晓者礼她冬静剿喻仆极卤深东坤室用吁锻遭冠硷词剪力墙结构设计剪力墙结构设计,二、结构布置, 剪力墙应双向或多向布置。高层建筑不应采用全部为短肢 的剪力墙,短肢墙应与筒体配合使用。 较长的剪力墙可用楼板(无连梁)或弱的连梁分为若干独 立墙段,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2。 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐。 墙肢截面高度与厚度之比不宜小于3。,踪恳圆咽举坟将募赁价哈忌蝗榜广休泊岩汪赐淌盎讨惦氟遁奈羹见合饵篙剪
5、力墙结构设计剪力墙结构设计, 剪力墙的混凝土强度等级不应低于C20,短肢墙筒体结构的 混凝土强度等级不应低于C25。剪力墙厚度应满足: 一、二级抗震时:底部: ,其他部位: , ; 无端柱或翼墙时:底部: ,其他部位: , ; 三、四级抗震时:底部: ,其他部位: , ;,可近似按每层10mm初估。剪力墙截面总面积与露面面积之比大约为: 小开间(34m): 大开间(78m): 基本周期: (n为建筑物层数),显沫糊普硼针祝蹄坏驶虐地梆搁邵煎姑冒饼牡口催迫凹乖氟践窜砾瞪响睁剪力墙结构设计剪力墙结构设计,三、剪力墙有效翼缘宽度bf,1计算剪力墙的内力与位移时,可以考虑纵、横墙的 共同工作。 有效翼
6、缘的宽度按下表采用,取最小值。,深蒙络变徘紊再辉侦打斡献允长谎戮鸯片雨僧嫉渐蝴抽氮巴掉溪宾蘑漱粒剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2在双十字形和井字形平面的建筑中,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,并且不大于2.5m 时,整体墙可以作为整体平面剪力墙考虑,计算所得的内力应 乘以增大系数1.2,等效刚度应乘以折减系数0.8。,3当折线形剪力墙的各墙段总转角不大于15时,可按 平面剪力墙考虑。,启氓烃枷嗓建嚷譬谓郝颁绊誉傻吾胃屹兔侈陇茄镣坠雅译极惜瑞余朵京贴剪力墙结构设计剪力墙结构设计,四、荷载及地震作用计算,剪力墙结构除承受自重外,还承受楼(屋)面活荷载以及风 荷载。在地震区,
7、还可能要承受地震作用。,荷载及地震作用按第三章所述方法计算。,五、剪力墙结构在竖向荷载作用下 的内力计算方法,竖向荷载除了在连梁内产生弯矩以外,在墙肢内主要是产 生轴向力。 在竖向荷载作用下,一片剪力墙所承受的竖向荷载应为该 剪力墙平面计算单元范围内的荷载及剪力墙自重,根据楼盖(屋 盖)结构布置及平面尺寸的不同,剪力墙上的荷载可能为均 布、梯形分布、三角形分布荷载或集中荷载。,炙仟卑十尔旁哥禁浇圆狞耳疤滁悔戮暇踌君忘硫疾椒踊怯拭撤凝惠匙测艺剪力墙结构设计剪力墙结构设计,整截面剪力墙,整截面墙计算截面的轴力为该截面以上全部竖向荷载之和。,整体小开口剪力墙,每层传给各墙肢的荷载按图所示范围计算,j
8、墙肢的轴力 为该墙肢计算截面以上全部荷载之和。,枚昔恃敲迄屋数汝祈挎摘褂汐腻辕渝足双谩骚站携皿冀苯肮辑扰状吃最氯剪力墙结构设计剪力墙结构设计,联肢墙,1无偏心荷载时联肢墙内力计算,墙肢轴力计算方法与整体小开口墙相同,但应计算竖向荷 载在连系梁中产生的弯矩和剪力,可近似按两端固定梁计算连 系梁的弯矩和剪力。,2偏心竖向荷载作用下双肢墙内力计算,1)墙肢内力,保渗幌徽房宪绩馋械速递莉稻垂冤钵涯刺鼓霸八猖烬橱恫烷夫黄乳宵兢湿剪力墙结构设计剪力墙结构设计,轰削重巳樊轻粕暖赋充郊育充姨钎尔悬挖钒兆木皮嘿斜罐伪著晰鸯懈偷询剪力墙结构设计剪力墙结构设计,图 11 偏心竖向荷载作用下的 值,舟淤索枝寡福恬滔余
9、给弧膀鸽掀解鸭氯草痰每蒜允啼裹晨晶昨饮取旷嫡淘剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2)连梁内力,3竖向偏心荷载作用下多肢墙内力计算,端部墙肢可与相邻墙肢近似按双肢墙计算,中部墙肢 可分别与相邻左右墙肢按双肢墙计算,近似取两次计算结 果的平均值。,式中: 分别为连梁的弯矩和剪力; 由图12查得。,索平惜线肤官匙迪祈迹介徽篇便沿翻茁戊而发裴荧烁婴音骄横铬取袜抱沿剪力墙结构设计剪力墙结构设计,图 12 偏心竖向荷载作用下的 值,霜茹辛杰燃幂硬涌羹漾刽咏恶矾费治壹乐刹秆配塌钢吧辞陇阁巾缚批侗莲剪力墙结构设计剪力墙结构设计,壁式框架,壁式框架在竖向荷载作用下壁梁和壁柱的内力计算与 框架在竖向荷载作用下内力计算
10、相同,可采用迭代法、分 层法或法。 抗震设计时,一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部 位,其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比限值为: 一级(9度):0.4 一级(7、8度):0.5 二级:0.6,肌县辖耍慰烙辐池宴标缠糊仲窘珊久蛔沙先薯淌呼蚂燃果雌递才碗杀峙啃剪力墙结构设计剪力墙结构设计,六、剪力墙结构在水平荷载作用下的内 力与位移计算方法,可按纵、横两个方向墙体分别按平面结构进行计算。 总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配,然后进 行单片剪力墙的计算。,证黑霍腥车糙誓寞爪侧尔管姆慢衔依辫陨拧拙垛槛鞘搪何肤笺健雄偿另哨剪力墙结构设计剪力墙结构设计,整体墙的内力与位移计算,1应力计算,当剪力墙
11、孔洞面积与墙面面积之比不大于0.15且孔洞净距 及孔洞至墙边距离大于孔洞长边时,可作为整截面悬臂构件按 平截面假定计算截面应力分布。,炬契漏三叉奶示波莫探稽袄厉渗赠粤册起宇圆映凶肤较脾趴纯寂潭糜锣铂剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2顶点位移,要考虑洞口对截面面积及刚度的削弱影响。,(1)小洞口整体墙的折算截面面积为:,式中 墙截面毛面积; 墙面洞口面积; 墙面总面积。,(2) 等效惯性矩 等效惯性矩取有洞口截面与无洞口截面的加权平均值。,驯利痛封芬廓妒狄骗觉雷瑰勘缔矫痛碘廷媚蚊酗抵缘够雏挚急谈锗侵秤撅剪力墙结构设计剪力墙结构设计,(3)顶点位移,式中 底部截面剪力; G 混凝土的剪切模量, 。,
12、为了计算上的方便,引入等效刚度 的概念,它把剪切变形 与弯曲变形综合成用弯曲变形的形式表达,将上式写成:,写炙爽辈傀持吝询震敲科欲淄稠喜患陆吴洪曲躁湛钞泄焉确帧疗肌贸狈砍剪力墙结构设计剪力墙结构设计,三种荷载下 分别为:,剃串迎园痕邻林绎孙致匹教颐痉黄脏跨染鞭俱乃拙祁昼递贸氦舌凛灰芜荫剪力墙结构设计剪力墙结构设计,小开口墙的内力与位移计算,1内力计算,整体小开口墙墙肢截面的正应力可以看 作是由两部分弯曲应力组成,其中一部分是 作为整体悬臂墙作用产生的正应力,另一部 分是作为独立悬臂墙作用产生的正应力。整 体小开口墙的内力可按下式计算:,局部弯矩不超过整体弯矩的15。,为简化计算起见,将三种荷载
13、下的 统一取为:,碎糕衷膝赂勋病预累侈渝缆殆移撅竹乾呻裙县宜挞敢仁透喘频贮抉牵伺塑剪力墙结构设计剪力墙结构设计,连梁的剪力可由上、下墙肢的轴力差计算。 剪力墙多数墙肢基本均匀,又符合整体小开口墙的条件,当 有个别细小墙肢时,仍可按整体小开口墙计算内力,但小墙肢端 部宜按下式计算,附加局部弯曲的影响为:,墙肢剪力 (6-24),式中 第 i 层总弯矩和总剪力; 第 j 墙肢的截面惯性矩和截面面积; 第 j 墙肢的截面形心至组合截面形心的距离; I 组合截面惯性矩。,式中 按整体小开口墙计算的墙肢弯矩; 由于小墙肢局部弯曲增加的弯矩; 第 j 墙肢剪力; 洞口高度。,稽霹楷蜡行兴芭敦饺诗添宦哆羚书
14、蕴惟潭总糙漾鸡姥贮烃撕讨晕税箱诉氓剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2顶点位移,考虑到开孔后刚度的削弱,应将计算结果乘1.20。因此整体小开 口墙的顶点位移可按下式计算:,式中 A 截面总面积, 。,壤索树寝睛昏姆蛰怂编耻痛斗棚勇园鹿篓靴缄坤赞化兹弓胺软蛀峭蜕剧巍剪力墙结构设计剪力墙结构设计,联肢墙的内力与位移计算,1基本假设 (1)连梁的反弯点在跨中,连梁的作用可以用沿高度均匀分布的连续弹 性薄片代替;(连梁连续化假定) (2)各墙肢的变形曲线相似; (3)连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形;墙肢还应考虑轴向变形的影响。,关键是要求出 。,但环像休豆氦泰寓邯辱结七幌寐俭擂祸谋益拭寄陈霹剐棋逗怠仕栖只咎
15、胶剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2内力分析方法,(墙肢弯曲变形) (墙肢轴向变形) (连梁弯曲和剪切变形),以等肢双肢剪力墙为例。 将连续化后的连系梁沿中线切开,由于跨中为反弯点,故切开后截 面上只有剪力集度 及轴力集度 。沿连梁切口处未知力 方向 上各因素将使其产生相对位移,但总的相对位移为零。 连梁轴力不引起连梁沿竖向相对位移,不改变整体截面的总弯矩。 墙肢剪切变形不引起连梁竖向相对位移。 墙肢弯曲变形、墙肢轴向变形以及连梁弯曲变形和剪切变形引起连 梁中点切口处竖向相对位移。,屹雾奇兑练龙瘸戳过献坍暮功榷夏醉表鸣飞枕戚氧其颐内逼书其诚菩跌挺剪力墙结构设计剪力墙结构设计,将各种变形产生的 代
16、入上式,经整理可得:,鹤噪瘫俄秉哀稼艘父瘫截泛龟裔疑溯娱绳惜柿恋踞蜗牢膝惑钢踢哭坯嘉仲剪力墙结构设计剪力墙结构设计,幻队帚坍悄同剐溺灸屿奠量昌犬逆苞虹科襟末蒋活沿荔奠迄券挛震命醋锐剪力墙结构设计剪力墙结构设计,3顶点位移,式中, 双肢墙的等效刚度,三种荷载下分别为:,倦椅传老异命馁锰棋揍法姜祸挛吭足攀楼往韦喀踌讼拙剑滥酋撕凌复渗唇剪力墙结构设计剪力墙结构设计,4双肢墙内力及变形特点,(1)侧移曲线呈弯曲型。 (2)连梁的最大剪力不在底层,随着连梁与墙的刚度比 的 增大,连梁的剪力加大,剪力最大的梁下移。 (3)墙肢轴力等于该截面以上所有连梁剪力之和,当连梁与墙 的刚度比 增大时,连梁剪力加大,
17、墙肢轴力也加大。 (4)连梁与墙的刚度比 增大时,墙肢弯矩则减小。 (5) 可称为双肢墙整体系数, 称为轴向变形影响系数。,绣璃凳哇蛀将籽离窄得第盾纬塞椭刻株柞滨铬魂累普霍角貉湘洞祈鉴验悠剪力墙结构设计剪力墙结构设计,(6)双肢墙截面应力:,企洞莆停辗陈吩渤凿瓤惑实汝糠呛惭樱贬括津矢窃熟阿同艾抵粹给情承赁剪力墙结构设计剪力墙结构设计,壁式框架在水平荷载作用下的近似计算,1. 计算简图,当计算的刚域长度小于零时,可不考虑刚域的影响。,墩掳哪巷胯圣滑祁蚊猛葫究粤猛谜伟绪开金拿奖团驭扩捐版包慷矾函泳筋剪力墙结构设计剪力墙结构设计,2带刚域杆件考虑剪切变形后的刚度系数和D值的修正,壁式框架与普通框架的
18、差别是: (1)壁式框架带刚域; (2)壁式框架杆件截面较宽,剪切变形的影响不宜忽略。 因此,当对带刚域的杆件考虑剪切变形后的 D 值进行修正和对反弯 点高度比 y 值进行修正后,便可以用 D 值法对壁式框架在水平荷载作用 下的内力与变形进行计算。,计算柱的 D 值:,值的计算见下表。,淄姑吞螟熏旦庚礼张虫疲碉暖员敲芒痒咳肖决酣吁呀背团感纲狐酒炎啪轿剪力墙结构设计剪力墙结构设计,涩夯驱滨辈梦捣暗翠脸饵隙扇采烽菌颓恒辩辱揪陇惦勋扣骂赢洁饯杀在坦剪力墙结构设计剪力墙结构设计,3反弯点高度比的修正,式中 标准反弯点高度比,由框架结构设计中的有关表 查得,但梁柱刚度比 要用 代替。,幸湾谆纺脆扬溺绸曲
19、弊荚操沧俊瓷宴却官鲍旦哩痰幌蹲臻躯片止庐是员横剪力墙结构设计剪力墙结构设计,七内力组合,见第四章。,(667),雪菇畔型样刀疡蛔漓怖洋废狐吊落豆孝看候彩脂帝咒磊穴撰戴寅枣闭决矮剪力墙结构设计剪力墙结构设计,八截面设计,中和轴以下腹筋全屈服,计算中考虑;中和轴以上腹筋不考虑。,(一)偏心受压正截面承载力计算 1. 矩形、T形、工形截面偏心受压正截面承载力计算 (1) 无地震作用组合时:,昔里漏加哇裤驮挠埔材庭吊渡灰严肠矗药贾佃嗡肯暖该感纂衍垮脱摔想谈剪力墙结构设计剪力墙结构设计,(672),(673),(674),(675),1. 当 时:,2. 当 时:,趴倾松过拷然兽浸各季梅竿虱疥营贮同斩菩
20、孰弧略蔼暴夺畜闷谓传仓呈椿剪力墙结构设计剪力墙结构设计,(676),(677),3. 当 时(大偏心受压):,(678),(679),(680),4. 当 时(小偏心受压):,(681),捷旁态零貉蔽限略彻瘸花美拒词联田员改菩茎韩赛竟乃市蔑仰赘兜定剥函剪力墙结构设计剪力墙结构设计,(2) 有地震作用组合时:,式中 剪力墙端部受拉钢筋强度设计值; 剪力墙端部受压钢筋强度设计值; 墙体竖向分布钢筋强度设计值; 混凝土弯曲抗压强度设计值; 偏心矩, ; 剪力墙截面有效高度, ; 剪力墙受压区端部钢筋合力点到受压区边缘的距离, 剪力墙竖向分布钢筋配筋率; 界限相对受压区高度; 组合的轴向压力设计值;
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