1、高層建筑結構 剪力墻結構 第六章 剪力墻結構（shearwall structure）高層建筑結構 剪力墻結構6. 1 結構組成 1 . 剪力墻的基本形式 當構件截面的長邊（長度）大于其短邊（厚度）的 4 倍時 ，按墻體進行設計。 墻肢設計成 T 形 ，+ 形 ， 形 。 洞口上下對齊，布置規則 ， 洞口將墻體分為墻肢和連梁 。墻肢連梁墻肢高層建筑結構 剪力墻結構 2. 由墻體組成的抗側力結構 正交兩方向布置的抗側力結構 斜向布置的抗側力結構 單片墻不應大長 xiiyxjyj高層建筑結構 剪力墻結構 3. 荷載作用下的剪力墻受力狀況及特點 荷載的計算 豎向荷載作用下 軸力：按45度擴散傳遞 大

2、梁下考慮局部承壓計算某片墻體的軸力= (總豎向荷載/剪力墻總截面面積)該片墻體的截面面積水平荷載作用下 按正交兩方向進行整體結構的抗側力計算 求整體結構的總荷載 總剪力 按抗側剛度分配各片剪力墻剪力墻體 受彎 、受剪 、受壓 、受拉 yxl高層建筑結構 剪力墻結構特點：特點：對于雙肢剪力墻，由兩個墻肢和上下洞口間的各層連梁組成。在水平力作用下，與懸臂梁相似，設x 截面處的彎矩為M，則由平衡條件知：12()MMMNa12MM式中：，墻肢1、2單獨承擔的彎矩，稱為墻肢的局部彎矩。Na由兩個墻肢整體工作的組合截面所承擔的彎矩，稱為墻肢的整體彎矩；其中，N為墻肢的軸向力，一肢受壓，一肢受拉，a為兩墻肢

3、形心線間的距離。剪力墻的受力特點aHh haV1V2N1N2M2M1A1A2aa2a1高層建筑結構 剪力墻結構在連梁的跨中截開,并設該處連梁彎矩為零,由平衡條件:V1N1M1a1VbinibiVN1截面以上連梁的數目。；層連梁的跨中豎向剪力截面以上式中xnixVbi 第i 層連梁對兩個墻肢產生的總約束彎矩；x 截面以上所有連梁對墻肢約束彎矩的總和。 V)a (aVaanibibi12121 )( 式中式中Vaa Nanibi121)( 并有并有高層建筑結構 剪力墻結構1）任意截面）任意截面x的彎矩的彎矩M是由是由局部彎矩局部彎矩（M1M2）和）和整體彎矩整體彎矩Na 兩部分組成的。整體彎矩大，

4、局部彎矩就小；兩部分組成的。整體彎矩大，局部彎矩就小；2）任一截面）任一截面x 上的整體彎矩等于該截面以上所有連梁約束彎上的整體彎矩等于該截面以上所有連梁約束彎矩的總和，矩的總和，整體彎矩是由連梁提供的整體彎矩是由連梁提供的；3）任一截面）任一截面x 上墻肢的軸向力等于該截面以上所有連梁豎向上墻肢的軸向力等于該截面以上所有連梁豎向剪力的總和。剪力的總和。 整體彎矩越大，說明兩個墻肢共同工作的程度越大，越接整體彎矩越大，說明兩個墻肢共同工作的程度越大，越接近于整體墻。所以整體彎矩的大小反映了墻肢之間協同工作近于整體墻。所以整體彎矩的大小反映了墻肢之間協同工作的程度，這種程度稱為剪力墻的整體性。因

5、為整體彎矩是由的程度，這種程度稱為剪力墻的整體性。因為整體彎矩是由連梁對墻肢的約束提供的，而連梁的剛度與洞口的大小有關，連梁對墻肢的約束提供的，而連梁的剛度與洞口的大小有關，所以剪力墻的受力特點與洞口的大小和形狀有關。所以剪力墻的受力特點與洞口的大小和形狀有關。12()MMMNanibiVN1Vaa Nanibi121)( 高層建筑結構 剪力墻結構整體剪力墻 4.剪力墻的分類剪力墻的分類 剪力墻在水平荷載作用下，內力分布情況和變形狀態與剪力墻在水平荷載作用下，內力分布情況和變形狀態與其所開洞口的大小、數量和位置有直接關系，在近似計算其所開洞口的大小、數量和位置有直接關系，在近似計算中，可將剪力

6、墻分為以下四類：中，可將剪力墻分為以下四類： 墻體洞口大小墻體洞口大小 ： 影響墻體的受力變形性能影響墻體的受力變形性能 整體小開口墻聯肢剪力墻壁式框架高層建筑結構 剪力墻結構 獨立墻肢獨立墻肢 框架框架 具體分類的方法具體分類的方法 在后續講解在后續講解高層建筑結構 剪力墻結構高層建筑結構 剪力墻結構 5. 剪力墻力學的分析方法 材料力學分析法各墻肢截面正應力成直線分布考慮整體彎曲和局部彎曲的疊加考慮剪切變形的影響 墻肢較寬帶 剛域 的剪力墻 和 連梁墻和梁連接處有剛域 ，剛域有一定的寬度和高度 ，只有剛性位移和轉動 ，沒有變形 高層建筑結構 剪力墻結構各墻肢截面正應力分布：簡化為直線分布h

7、b高層建筑結構 剪力墻結構 連續化分析目的 ：得到連續函數的解析解根據不同的結構列表 ，查得參數為工程所適用 計算機數值分析法 矩陣位移法、桿件有限元、平面有限元法、 有限條法、空間分析 高層建筑結構 剪力墻結構6. 2 剪力墻結構計算中的幾個問題 1 . 空間結構的平面化假定樓板：平面內剛度 無窮大，各片剪力墻側移相同平面外剛度 忽略不計剪力墻：截面高度大、厚度小，平面內（豎直方向）： 剛度很大 抵抗水平力平面外剛度 ：剛度忽略不計或作為正交方向剪力墻的翼緣 與荷載方向正交的剪力墻作為翼緣計入荷載方向剪力墻的剛度高層建筑結構 剪力墻結構 2. 翼緣寬度取值 ：剪力墻間距門窗洞間翼墻的寬度剪力

8、墻厚度 兩側各 6 倍翼墻厚度剪力墻墻肢總高度的 10%(抗震規范中取15%) 混凝土結構設計規范 第10.5. 3條 hMin(b+12h, s1/2+s2/2)s1s2四者的最小值四者的最小值高層建筑結構 剪力墻結構 剪力墻結構 的 內力與位移計算內力與位移計算高層建筑結構 剪力墻結構 6. 3 整截面剪力墻及整體小開口剪力墻的計算1. 整截面剪力墻 . 整體墻的判斷 洞口總面積 / 墻面總面積 16% 即 洞口至墻邊的凈距 及 洞口之間的凈距 洞口長邊尺寸16. 0fopAA6高層建筑結構 剪力墻結構 . 整體墻的內力計算豎向荷載 多道墻可按承擔面積分配豎向軸力水平荷載作用下 ，按材料力

9、學方法 整體懸臂構件 例：均布荷載作用下 剪力墻底部彎矩和剪力 截面 正應力 保持直線分布墻體無反彎點220qHM qHV0Hqq高層建筑結構 剪力墻結構 剪力墻折算面積 考慮開洞對強度和剛度的影響剪力墻折算面積洞口削弱影響系數 剪力墻洞口總面積 剪力墻立面總面積 剪力墻截面毛面積fopAA25. 110opAfAAAAw0A高層建筑結構 剪力墻結構 整體墻在水平荷載下的側移計算 整體墻側移計算式 倒三角形分布荷載 均布荷載 頂部集中荷載 整體墻等效抗彎剛度 eEIHVu3081eEIHVu306011eEIHVu3031eEI高層建筑結構 剪力墻結構計算剪力墻的水平荷載作用下的等效剛度用彎曲

10、變形形式表達 ，考慮剪切變形的影響的剛度 dsGAVVdsEANNdsEIMMPPPip111?eqEIeqEIHV3081AGIEw ,已知已知 ：HqEIHVu3081n不考慮剪切變形影響不考慮剪切變形影響n考慮考慮剪切變形剪切變形影響影響高層建筑結構 剪力墻結構 整體墻等效剛度 考慮剪切變形的影響 )64. 31 (2wwWeGAHEIEIEI)41 (2wwweGAHEIEIEI)31 (2wwweGAHEIEIEI 倒三角形分布荷載 均布荷載 頂部集中荷載wI2 . 1iiiwhhII 取有洞口和無洞口墻體慣性矩 的加權平均值 剪應力不均勻系數 矩形截面 I形截面為截面全面積腹板面積

11、高層建筑結構 剪力墻結構課堂作業 ：倒三角形荷載作用下墻體的等效剛度的計算用彎曲變形形式表達 ，考慮剪切變形的影響的剛度考慮剪切變形影響頂點位移的計算 ,111dsGAVVdsEANNdsEIMMPPPipHqEIHVm830eEIHV830?eEIGAHVqHGAdsGAVVpv212021高層建筑結構 剪力墻結構2. 整體小開口剪力墻的計算 洞口大一些，墻體分成豎向墻肢和連接墻肢的連梁 . 整體小開口剪力墻變形受力特點 墻肢產生整體彎曲變形和局部彎曲變形 ，以整體彎曲變形為主 截面上正應力由整體彎矩和局部彎矩產生的應力疊加 墻肢中大部分層都沒有反彎點高層建筑結構 剪力墻結構高層建筑結構 剪

12、力墻結構. 水平荷載作用下墻肢內力計算水平荷載作用下墻肢內力計算1y2y1I2I墻肢內力墻肢內力pMpV外荷載產生的內力外荷載產生的內力 、 材力公式計算材力公式計算jjpjAyIMN85.0墻肢軸力墻肢軸力 jjpjpjIIMIIMM15. 085. 0 墻肢彎矩墻肢彎矩 pjjjjjVIIAAV21墻肢剪力墻肢剪力jI2jjjyAIIjyjj ： 墻肢慣性矩墻肢慣性矩 組合截面對形心軸的慣性矩組合截面對形心軸的慣性矩 ： 墻肢對組合截面對形心軸距離墻肢對組合截面對形心軸距離高層建筑結構 剪力墻結構 . 水平荷載作用下墻肢位移計算的側移計算 小開口整體墻側移計算式 倒三角形分布荷載 均布荷載

13、 頂部集中荷載 等效抗彎剛度 ，計算式同整體墻eEIHVu30812 . 1eEIHVu3060112 . 1eEIHVu30312 . 1eEI高層建筑結構 剪力墻結構 小墻肢小墻肢(墻肢截面長寬比小于等于墻肢截面長寬比小于等于3)局部局部彎曲的影響彎曲的影響0hjjjMMM 0jjVhM20jM0jM 按材料力學方法計算得墻端部彎矩按材料力學方法計算得墻端部彎矩 局部彎曲影響的附加彎矩局部彎曲影響的附加彎矩 高層建筑結構 剪力墻結構聯肢墻的計算聯肢墻的計算高層建筑結構 剪力墻結構6 .4 雙肢墻和多肢墻在水平荷載作用下的內力分析 洞口較大 ，整體性能降低 ，不能視為整體墻 剪力墻劃分為墻肢

14、與連梁 ，連梁和墻肢剛接 將連梁看成墻肢間的連桿 將連桿離散化 ，均勻分布 計算方法 ：連續柵片法 （連續連桿法） 計算步驟 ：建立微分方程 求解微分方程 建立工程實用表格 求解內力和位移 高層建筑結構 剪力墻結構 6.4.1 雙肢墻的計算 剪力墻墻肢為雙肢時 ，稱為雙肢剪力墻1. 基本計算假定及解題思路 基本假定 樓蓋自身平面內剛度無窮大 各墻肢剛度較大 ，相差不過分懸殊，連梁反彎點在跨中 剪力墻沿豎向均勻分布 ， 層高 h 、 墻肢及連梁的截面形常數 A 、I 沿豎向保持不變 連梁均勻分布在樓層處 忽略連梁的軸向變形 ； 同一標高處墻肢的水平位移、轉角相同高層建筑結構 剪力墻結構 計算簡圖

15、計算簡圖 ： 連續化假定連續化假定 將連梁看成墻肢間的連桿 將連桿離散化 ，均勻分布anl1EI1A2EI2A1A2AbhhH1I2I0bEIanl高層建筑結構 剪力墻結構 計算簡圖計算簡圖 ： 連梁連梁 為沿豎向均勻分布的為沿豎向均勻分布的 連續連桿連續連桿 兩端兩端 剛接剛接 于剪力墻墻肢于剪力墻墻肢 ，帶，帶 剛域剛域2nl1ay）（z）（zz2aH02nlPanl1EI1A2EI2AP高層建筑結構 剪力墻結構 解題思路連梁 為沿豎向均勻分布的 連續連桿，反彎點在連桿的中點處；根據 力法 原理 ，將連桿的中點處切開 ，切口處有一對軸力 (z)和一對剪力 (z) ；以連梁切口處的 剪力 (

16、z)為未知量； 根據變形協調條件：連梁切口處的相對位移為零建立微分方程；求解 (z) ，沿層高積分 連梁的剪力； 利用圖表計算墻肢和連梁內力及位移；據靜力平衡，可求得連梁和墻肢的其他內力。2nl1ay）（ z）（ zz2aH02nlP高層建筑結構 剪力墻結構2. 微分方程的建立連梁的相對位移由墻肢彎曲變形產生的相對位移墻肢的軸向變形產生的相對位移連梁彎曲變形和剪切變形產生的相對位移高層建筑結構 剪力墻結構 墻肢彎曲變形產生的相對位移墻肢彎曲變形產生的相對位移11a11212a21a1高層建筑結構 剪力墻結構 墻肢墻肢軸向軸向變形產生的相對位移變形產生的相對位移dzNzNAAEdzEANzNdz

17、EANzNzzz)()()()(02102012111 dzzzNHz)()(N)(2z）（zz0HNNNzazz zHzdzdzzAAE0212)()11(1高層建筑結構 剪力墻結構 連梁彎曲變形和剪切變形產生的相對位移連梁彎曲變形和剪切變形產生的相對位移3hz）（l2bnhll考慮剛域的影響考慮剛域的影響 ，連梁的計算跨度，連梁的計算跨度03312bMEIhl彎曲變形產生的相對位移彎曲變形產生的相對位移bVGAlh3剪切變形產生的相對位移剪切變形產生的相對位移高層建筑結構 剪力墻結構 圖乘法計算位移圖乘法計算位移03312bMEIhl bVGAlh 3MlhM212lM l31281lhs

18、VhV1V2lhs1hVb1p2l2lVM333 彎曲變形產生的相對位移彎曲變形產生的相對位移連梁變形產生的相對位移連梁變形產生的相對位移 剪切變形產生的相對位移剪切變形產生的相對位移高層建筑結構 剪力墻結構等效抗彎剛度200200301121lAIEIlGAEIEIEIbbbbbbb )(2003033331211212lGAEIEIhlGAlhEIhlbbbbbVM bEIhl1233 )(200312112lGAEIEIhlbbb 高層建筑結構 剪力墻結構 位移協調方程位移協調方程0321 11 a zHzdzdzzAAE0212111)()( bEIhl1233 式中式中 ，除連梁剪力

19、，除連梁剪力 為未知量為未知量 ，還有剪力墻墻肢的轉角，還有剪力墻墻肢的轉角 尚為未知尚為未知)(z101211130211 bzHzEIhldzdzzAAEa )()(得得 ：0121113211 bEIhlAAEa)(兩次微分兩次微分高層建筑結構 剪力墻結構 內力和外力的平衡內力和外力的平衡 HzpdzazMzMzM)()()(21dzdazMzMHzHzp)()()()()(11dzdazMHzHz)()()()(22zHd1a2a)(1zM)(2zM高層建筑結構 剪力墻結構 力和變形的關系力和變形的關系 彎矩和曲率的關系彎矩和曲率的關系112211)(EIdzydEIzM22222)(

20、EIdzydEIzMHzpdzaMIIEzMzM12121)()()()()(1211HzpdzazMIIE)()()(121 1zazVIIEp1EIPVzHyz高層建筑結構 剪力墻結構 不同荷載下的剪力計算 均布荷載 倒三角形荷載 頂部集中荷載外力: 用剪力的函數形式表示 ，或用底部剪力 相對于截面位置 z 的函數形式表示。)1 ()(0HzVzVp)1 ()(220HzVzVp0)(VzVp0V高層建筑結構 剪力墻結構微分方程的整理微分方程的整理將將 代入式代入式 未知量未知量 ：連續連桿切口處剪力：連續連桿切口處剪力 已知量已知量 ：外荷載：外荷載 截面的幾何參數截面的幾何參數 材料彈

21、性模量材料彈性模量)(z)( z0121113211 bEIhlAAEa)()()()(zazVIIEp 211101211132121 bpEIhlAAEzazVIIEa)()()()(高層建筑結構 剪力墻結構 微分方程的進一步整理和簡化微分方程的進一步整理和簡化方程幾何參數322laIDb連梁剛度系數DIIhH)(212216 連梁墻肢剛度比 2121AAAaAs組合截面面積矩DshaH22126 雙肢墻整體參數221 T軸向變形系數高層建筑結構 剪力墻結構 經整理經整理 方程得方程得 均布荷載均布荷載 倒三角形荷載倒三角形荷載 頂部集中荷載頂部集中荷載 未知量為未知量為 連續連桿剪力連續

22、連桿剪力 二階二階 線性線性 非齊次非齊次 常系數常系數 微分方程微分方程)(z )()(zHz 2210221)1 (VHzaH022221)1 (VHzaH0221VaH高層建筑結構 剪力墻結構 令令 并并方程式為方程式為 均布荷載均布荷載 倒三角形荷載倒三角形荷載 頂部集中荷載頂部集中荷載 未知量為未知量為 連續連桿剪力連續連桿剪力 或或二階二階 線性線性 非齊次非齊次 常系數常系數 微分方程微分方程 )()( 2a2222)1 ()1 (0221)(1)(VaHz)()(z高層建筑結構 剪力墻結構 3. 微分方程的解微分方程的解 非齊次微分方程解非齊次微分方程解 齊次方程的通解齊次方程

23、的通解 特解特解齊次方程的通解齊次方程的通解特解特解方程方程 )()( 2a2222)1 ()1 ()()()(211shcchc121122)(2121122)()()(21shcchc高層建筑結構 剪力墻結構 齊次方程解齊次方程解 ： 、 , 2 個待定系數個待定系數 由邊界條件確定由邊界條件確定 邊界條件邊界條件 ：剪力墻頂部剪力墻頂部 剪力墻底部剪力墻底部)(00) 1 (M10)0(12 1)1 ()12()1 ()1 (22chshthchshchchchshchch0221)(1)(Va1c2c022dzyd墻肢中心距離高層建筑結構 剪力墻結構4. 4. 雙肢墻的內力計算步驟：雙

24、肢墻的內力計算步驟：連梁、墻肢的幾何參數連梁、墻肢的幾何參數第第 i 層連梁的內力計算層連梁的內力計算第第 i 層墻肢的內力計算層墻肢的內力計算高層建筑結構 剪力墻結構 5 . 剪力墻位移計算的工程實用方法剪力墻位移計算的工程實用方法 計算幾何參數計算幾何參數 查表求查表求 倒三角形分布荷載倒三角形分布荷載 均布荷載均布荷載 頂點集中荷載頂點集中荷載)1121(8222chshch)2232(11160232chshchchsh)1 (32chshiiGAHIE22221TDIIhH)(6212212121AAAaAsDhsaH221263202laIDb式中式中 雙肢墻整體參數雙肢墻整體參數

25、墻肢中心距離墻肢剪切變形系數高層建筑結構 剪力墻結構 等效剛度和頂點位移計算等效剛度和頂點位移計算 等效剛度等效剛度 頂點位移頂點位移 均布荷載均布荷載 倒三角形分布倒三角形分布 頂點集中荷載頂點集中荷載TTIEEIie264. 31TTIEEIie241TTIEEIie231eEIHVu3081eEIHVu306011eEIHVu3031高層建筑結構 剪力墻結構內力位移計算小結 一一. 幾何參數計算幾何參數計算墻肢中心距離322laIDb連梁剛度系數DIIhH)(212216 連梁墻肢剛度比 2121AAAaAs組合截面面積矩DshaH22126 雙肢墻整體參數221 T軸向變形系數高層建筑

26、結構 剪力墻結構 二二 . 求連桿剪力求連桿剪力 根據根據 計算參數計算參數 查表得查表得 三三. 內力計算內力計算 層連梁內力層連梁內力 連梁梁端剪力連梁梁端剪力連梁端部彎矩連梁端部彎矩連梁約束彎矩連梁約束彎矩 aVmbjbjbjnbjVlM2)(0221)(1)(Va)(jhVjbj)(墻肢中心距離墻肢中心距離2nl1ay）（z）（zz2aH02nlP1A2AbhhH1I2I0bEIanl高層建筑結構 剪力墻結構 墻肢內力計算墻肢內力計算 層墻肢彎矩層墻肢彎矩 層墻肢剪力層墻肢剪力 墻肢折算慣性矩墻肢折算慣性矩 層墻肢軸力層墻肢軸力jjj)(2111njkjpjjmMIIIM)(2122n

27、ijjpijmMIIIM2111IIIi2122IIIipjjVIIIV2111pjjVIIIV21222121hGAEIIIiiiinjkbkjVN1njkbkjVN21A2AbhhH1I2I0bEIanl高層建筑結構 剪力墻結構 四四 . 位移計算位移計算 幾何參數幾何參數 剪切變形影響系數剪切變形影響系數 根據根據 查表求查表求 iiGAHIE22221TDIIhH)(6212212121AAAaAsDhsaH221263202laIDb墻肢中心距離高層建筑結構 剪力墻結構 等效剛度和頂點位移計算等效剛度和頂點位移計算 等效剛度等效剛度 頂點位移頂點位移 均布荷載均布荷載 倒三角形分布倒

28、三角形分布 頂點集中荷載頂點集中荷載TTIEEIie264. 31TTIEEIie241TTIEEIie231eEIHVu3081eEIHVu306011eEIHVu3031高層建筑結構 剪力墻結構6.4.2 多肢墻多肢墻K 排連梁排連梁 , K + 1 肢墻肢墻 ；未知量未知量 : 各組連梁的中點切口處的剪力各組連梁的中點切口處的剪力 ( 約束彎矩約束彎矩 ) 協調方程協調方程 : 各組連梁的中點切口處的相對位移為零各組連梁的中點切口處的相對位移為零 ；建立建立 K 組組協調方程協調方程 , 相疊加后可建立與雙肢墻完全相同的相疊加后可建立與雙肢墻完全相同的微分方程；微分方程；連梁約束彎矩的分

29、配連梁約束彎矩的分配 : 連梁的剛度大，分配的約束彎矩大連梁的剛度大，分配的約束彎矩大 ，反之反之 ，減小，減小 ； 考慮水平位置的影響考慮水平位置的影響 ，靠近墻中部的連梁剪應力較大，靠近墻中部的連梁剪應力較大 ；P90-93高層建筑結構 剪力墻結構墻肢剪應力與整體參數墻肢剪應力與整體參數 有關有關 , 當當 表示整體性很差表示整體性很差 ，墻肢剪，墻肢剪應力沿水平方向呈直線平均分布應力沿水平方向呈直線平均分布 ， 如軸向鏈桿連接的各單片墻如軸向鏈桿連接的各單片墻 ；對于整體性很好的墻對于整體性很好的墻 ， ，墻肢剪應力呈拋物線分布，墻肢剪應力呈拋物線分布 ，在兩端剪應，在兩端剪應力為零力為

30、零 ，在中間剪應力為平均值的，在中間剪應力為平均值的 1.5 倍倍 ，如同整體剪力墻，如同整體剪力墻 。 00015.0高層建筑結構 剪力墻結構 層數 水平位移 連梁剪力 墻肢軸力 墻肢彎矩 . 整體參數 ， 越大 ，墻的剛度越大 ，側移小 ； . 剪力最大的連梁不在最底層 ，隨 加大 ，連梁剪力增大 ， 最大剪力的連梁下移 ； . 墻肢軸力隨 增大而增大 ； . 墻肢的彎矩隨 增大而減小 ；N)(x My 高層建筑結構 剪力墻結構聯肢墻計算到此結束聯肢墻計算到此結束高層建筑結構 剪力墻結構 壁式框架在水平荷載作用下的計算高層建筑結構 剪力墻結構6.5 壁式框架的計算壁式框架的計算 壁式框架的

31、受力變形特點壁式框架的受力變形特點 洞口較大，連梁剛度接近墻肢，洞口較大，連梁剛度接近墻肢，整體性能好、整體性能好、 墻肢出現較多的反彎點墻肢出現較多的反彎點 墻、梁截面高度大，連結處無墻、梁截面高度大，連結處無轉角轉角 存在剛域存在剛域 ，亦稱為，亦稱為 帶剛域帶剛域 的框架的框架 ，剛域處無相，剛域處無相對轉角對轉角 考慮墻肢和連梁考慮墻肢和連梁 剪切變形剪切變形 的影響的影響1l2l3lL高層建筑結構 剪力墻結構 壁式框架計算簡圖及剛域位置壁式框架計算簡圖及剛域位置L1l3l2l1l2l3lL高層建筑結構 剪力墻結構 復習：復習： D 值法計算值法計算 單位側移所需要的力單位側移所需要的

32、力 無剛域桿件（梁和柱）的線剛度無剛域桿件（梁和柱）的線剛度 考慮梁柱線剛度比考慮梁柱線剛度比 計算柱剛度修正系數計算柱剛度修正系數 柱抗側剛度柱抗側剛度 2i3i4i1iVD212jcjkhiDKK2cbiiK2cilEIi 高層建筑結構 剪力墻結構 框架內力計算框架內力計算 樓層剪力樓層剪力 柱端剪力柱端剪力 柱端彎矩計算柱端彎矩計算 梁端剪力和彎矩計算梁端剪力和彎矩計算FjVFjmkjkjkjkVDDV1lbirbiucMdcMlbMrbMdcuccbMMMMbrblblblbMiiiMbrblbrbrbMiiiMyhVMjkjk高層建筑結構 剪力墻結構 壁式框架壁式框架計算思路計算思路

33、 計算壁式框架柱計算壁式框架柱 D 值值 ： 帶剛域桿件剛度計算帶剛域桿件剛度計算 帶剛域梁、柱線剛度計算帶剛域梁、柱線剛度計算 考慮梁、柱線剛度比影響考慮梁、柱線剛度比影響 利用利用 D 值法分配柱端剪力值法分配柱端剪力 計算柱端彎矩和梁端彎矩計算柱端彎矩和梁端彎矩高層建筑結構 剪力墻結構1 . 剛域的長度取值剛域的長度取值bbhad4111bbhad4122ccbcd4111ccbcd4122cb1a2a1bd2bd1c2cbh2cd1cd 梁剛域長度梁剛域長度柱剛域長度柱剛域長度0注注 : 剛域長度剛域長度 高層建筑結構 剪力墻結構2. 帶剛臂桿件的轉角位移方程帶剛臂桿件的轉角位移方程

34、無剛域桿件桿端彎矩計算無剛域桿件桿端彎矩計算 1baliiiMbaa624liiiMabb62421266lililiVba0lEIi iliiiMMbaba6624abABl設設 高層建筑結構 剪力墻結構 . 帶剛域桿件彎矩計算帶剛域桿件彎矩計算 帶剛域的桿件帶剛域的桿件 1 2 剛域段長度為剛域段長度為 1-1 和和 2-2 設設 1 、2 兩點之間位移兩點之間位移 結點結點 1 處處121blalblll121212m21mal 2 1 2 112malVmlbablal)( 12112m1 2 1m12Val1 2 1m 2 1V2高層建筑結構 剪力墻結構 、 處的彎矩和剪力計算處的彎

35、矩和剪力計算lbaEIlbalbalbalbaEIllEImm2000 1 2 2 1)1(6)1 ()()1 ()1 (6)1(612liiiMbaa624lbaEIGAlEIEIlbamm22002 1 2 2 1)1(6121)1(6200121GAlEIEIEI23 1 2 2 1 1 2 2 1)1 (12lbaEIlmmVVl12blal 2 1V 1 2m12m 1 2V考慮剪切變形影響考慮剪切變形影響其中其中高層建筑結構 剪力墻結構 、 處桿的彎矩計算處桿的彎矩計算cilbabaEIlbaalEIlbaEIalVmm6)1 ()1 (6)1 (12)1 (63232 2 1 2

36、 112iclbabaEIlbablEIlbaEIblVmm6)1 ()1 (6)1 (12)1 (63222 1 2 1 22112112m1 2 1m 2 1Val22 1 2m 1 2Vbl12mblalblll121212m21mal12高層建筑結構 剪力墻結構帶剛域桿件線剛度系數帶剛域桿件線剛度系數3)1 (1babac3)1 (1babaccim612icm6212122112ccimmm高層建筑結構 剪力墻結構 帶剛域梁、柱的線剛度帶剛域梁、柱的線剛度 令令 則則 帶剛域框架梁的轉角剛度帶剛域框架梁的轉角剛度 帶剛域框架柱的轉角剛度帶剛域框架柱的轉角剛度cik12ick21121

37、26km21216km21K12Kccicck) (21壁柱計算壁柱計算的的c,c高層建筑結構 剪力墻結構 3 . 帶剛域框架柱的抗側剛度帶剛域框架柱的抗側剛度 考慮梁柱剛度比考慮梁柱剛度比 ，柱剛度修正系數，柱剛度修正系數 見見 P247 表表 14.8 非底層非底層 底層底層212hkDccbkkK2KK2KK25 . 02k3k4k1kckcbkkK高層建筑結構 剪力墻結構 4 . 反彎點高度比反彎點高度比普通框架反彎點高度比普通框架反彎點高度比根據根據 ，房屋總高，房屋總高 、所在層位置、所在層位置 查表得標準反彎點高度比查表得標準反彎點高度比上、下層橫梁的剛度比影響上、下層橫梁的剛度

38、比影響與所求柱相鄰的上、下層高變化影響與所求柱相鄰的上、下層高變化影響 3210yyyyy0ycbiiK32yy 、1y高層建筑結構 剪力墻結構 帶剛域梁的反彎點高度比計算帶剛域梁的反彎點高度比計算 壁柱下端剛域的相對長度壁柱下端剛域的相對長度 查表得查表得 反彎點高度比反彎點高度比同同 D 值法查表得反彎點高度比值法查表得反彎點高度比h hahbhhhscikkkksK2432123210yyysyay0y2k3k4k1kci高層建筑結構 剪力墻結構5. 梁、柱內力計算梁、柱內力計算 柱端剪力柱端剪力 柱端彎矩計算柱端彎矩計算FjmkjkjkjkVDDV1hyVMjkjku）（1yhVMjk

39、jkdyhjkVjkVjkVjkV高層建筑結構 剪力墻結構 梁端彎矩計算梁端彎矩計算 梁端剪力梁端剪力 柱軸力柱軸力 lbirbiucMdcMlbMrbMdcuccbMMMMbrblblblbMiiiMbrblbrbrbMiiiMnbbblMMV21rblbcVVNnl121bM2bMrbVlbV高層建筑結構 剪力墻結構 6. 壁式框架的位移計算壁式框架的位移計算 層間側移層間側移 頂部側移頂部側移 可以不考慮軸向變形引起的位移可以不考慮軸向變形引起的位移 DVuiiDVuuiii高層建筑結構 剪力墻結構計算步驟小結計算步驟小結 內力計算內力計算計算梁計算梁 、柱幾何參數、柱幾何參數 ；計算計

40、算 D 值值 ；按計算側移剛度分配水平剪力按計算側移剛度分配水平剪力 ；求反彎點高度比求反彎點高度比 ；計算柱端彎矩計算柱端彎矩 ；根據結點總彎矩為零根據結點總彎矩為零 ，計算梁端彎矩，計算梁端彎矩 位移計算位移計算計算層間位移計算層間位移 ；頂點位移頂點位移 ：層間位移之和：層間位移之和ic ck高層建筑結構 剪力墻結構 水平荷載作用下壁式框架的受力特點 同框架柱的變形 ：墻肢有反彎點 ，在連梁處墻肢的彎矩有突變 墻肢和連梁截面較寬，考慮剪切變形的影響高層建筑結構 剪力墻結構壁式框架計算壁式框架計算 到此結束到此結束 高層建筑結構 剪力墻結構剪力墻結構的分類剪力墻結構的分類高層建筑結構 剪力墻結構6.7 剪力墻結構的分類剪力墻結構的分類1. 剪力墻整體參數剪力墻整體參數 考慮墻肢軸向變形考慮墻肢軸向變形 表示連梁和墻肢剛度的相對比值表示連梁和墻肢剛度的相對比值 墻體整體性差，連梁對墻肢的約束差墻體整體性差，連梁對墻肢的約束差 介于上下兩者之間介于上下兩者之間 連梁對墻肢約束大，墻體整體性好連梁對墻肢約束大，墻