课件 剪力墙结构
90页1、第五章 剪力墙结构分析与设计,高层建筑结构设计,标 题,主要内容:,主要内容,5.1 结构布置 5.2 剪力墙结构平面协同工作分析 5.3 整截面墙的内力和位移计算 5.4 双肢墙的内力和位移计算 5.5 多肢墙的内力和位移计算 5.6 整体小开口墙的内力和位移计算 5.7 壁式框架的内力和位移计算 5.8 剪力墙分类的判别 5.9 剪力墙截面设计和构造要求,重 点、难点:,结构分类和分析方法,受力特点对比和计算参数判别,5.1 结构布置,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2.7.9m,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。,5.1 结构布置,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68m。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,楼盖材料增多。 3)大间距纵、横墙承重 特点:每两
2、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。,5.1 结构布置,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,5.1 结构布置,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
3、为58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析,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,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。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,5.2.1 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:,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,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。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,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
4、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。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,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。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,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。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,5.2.2 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。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,2、剪力墙的等效刚度计算:,以顶点集中荷载为例,说明剪力墙的等效刚度求法。,5.2 剪力墙结构平面协同工作分析,5.2.3 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
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