文档介绍：高层建筑结构5剪力墙结构设计
第5节剪力墙结构设计
53>.1 概述
整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算
联肢剪力墙的计算
壁式框架的计算
5. 5 剪力墙结构的分类
剪力墙的截面设计
剪力墙轴压比限值及边缘构件配筋要求
短肢剪力墙的设计要求
5. 9 剪力墙设计构造要求
连梁截面设计及配筋构造
概述
结构布置
1 . 概念
剪力墙是纵横两个方向均由钢筋混凝土墙组成的空间结构体系。除了承受楼板的竖向荷载外,还要承受风荷载、水平地震作用等水平作用。
结构布置
2 . 布置原则
剪力墙应尽量布置得比较规则,拉通、对直。
剪力墙宜自下到上连续布置,不宜突然取消或中断,避免刚度突变。
墙不宜布置得太密,结构的侧向刚度不宜过大。
剪力墙结构应具有较好的延性。
3 . 特点
平面内刚度及承载力大,平面平面外刚度及承载力相对很小。
剪力墙的分类
1 . 整体剪力墙
(1)无洞口或洞口面积不超过墙面面积的16%,且孔洞间净距及孔洞至墙边净距大于孔洞长边;
(2)双肢墙,但连梁很弱(??<1)。
剪力墙的分类
2 . 整体小开口墙
(1)弯矩图成锯齿形,截面应力分布接近直线;
(2)洞口面积占墙体面
积的16%以上,但是整
体系数??>10,截面惯性
矩比
整体小开口墙
剪力墙的分类
3 . 联肢剪力墙(双肢墙、多肢墙)
弯矩图呈显著锯齿型,截面应力不是直线分布,??=1~10
剪力墙的分类
4 . 壁式框架
(1)墙肢弯矩图中各层
有反弯点,墙肢拉压力
较大;
(2)??>10(连梁强、墙肢
弱),
剪力墙的分类
整体剪力墙
整体小开口墙
双肢墙
多肢墙
5. 剪力墙的分析方法
1 . 材料力学分析法
对于整体墙,在水平力作用下截面仍保持平面,法向应力
呈线性分布,可采用材料力学中有关公式计算内力及变形。
2 . 连续化方法
将每一楼层的连梁假想为在层高内均布的一系列连续连杆,
由连杆的位移协调条件建立墙的内力微分方程,从中求解出
外力。
3 . 壁式框架分析法
将开有较大洞口的剪力墙视为带刚域的框架,用D值法进行
求解,也可以用位移法借助计算机进行求解。
4 . 有限元法和有限条法
将剪力墙结构进行等效连续化处理后,取条带进行计算。
整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算
整体墙的计算
位移计算= 弯曲变形+ 剪切变形
位移计算:
整体墙的计算
1 . 判别条件:洞口<15%;或双肢α<1,成2个独立墙。
2 . 内力计算:按竖向悬臂杆(材料力学方法)
(1)无洞口情况
以均布荷载为例
底部截面内力:
位移:
顶点:
整体墙的计算
(2)有洞口情况
(a)洞口截面面积的削弱:
等效截面面积:
洞口削弱系数:
剪力墙洞口总立面面积
剪力墙立面总墙面面积
整体墙的计算
(b)等效惯性矩
剪力墙沿竖向各段的惯性矩;
各段相应的高度。
整体墙的计算
(c)侧移计算(d)等效刚度
顶部集中力
均布荷载
倒三角荷载
μ——剪力不均匀系数,,??形截面为全面积/腹板面积,T形截面查表。
整体墙的计算
上述等效刚度计算差别并不大,工程上一般近似地取平均值,并取G=,则等效刚度可统一为:
总水平荷载按等效刚度分配到各片墙
整体小开口剪力墙的计算
小开口整体墙的特点:
剪力墙上的门窗洞口规则成列布置,开洞面积超过墙体总面积的16%,但总的来说还没有大到破坏剪力墙的整体性程度。
1. 内力计算
墙肢弯矩:
墙肢轴力:
墙肢剪力:
底层:
其他层剪力:
整体小开口剪力墙的计算
整体弯曲
+
独立墙肢弯曲
最终墙肢弯曲正应力
整体小开口剪力墙的计算
个别小墙肢局部附加弯矩:
连梁剪力可由上、下墙肢的轴力差计算。
3 . 侧移计算
整体小开口墙顶点侧移=(整体墙顶点侧移公式)×
4 . 等效刚度
整体小开口墙等效刚度=(整体墙等效刚度)×
联肢剪力墙的计算
双肢墙计算
(1) 基本假定和微分方程的建立
在双肢和多肢剪力墙内力和位移计算中假定:
①连梁的反弯点在跨中,连梁的作用可以用