剪力墻設計的假設是什么(剪力墻設計要點)

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今天給各位分享剪力墻設計的假設是什么的知識，其中也會對剪力墻設計要點進行解釋，如果能碰巧解決你現在面臨的問題，別忘了關注本站，現在開始吧！理論分析和試驗研究表明，剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻上的開洞情況。這種剪力墻可視為由連梁把墻肢聯結起來的結構體系，故稱為聯肢剪力墻。當剪力墻沿豎向開有一列或多列較大的洞口時，由于洞口較大，剪力墻截面的整體性已被破壞，剪力墻的截面變形已不再符合平截面假設。總水平荷載可以按各片剪力墻的等效抗彎剛度分配，然后進行單片剪力墻的計算。

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本文目錄一覽：

1、框架---剪力墻結構協同工作計算的基本假定是什么
2、剪力墻的特點
3、對房屋剪力墻結構設計問題的思考？
4、剪力墻結構連續桿法的基本假定是什么?

框架---剪力墻結構協同工作計算的基本假定是什么

（1）樓板在自身平面內的剛度無限大；

（2）當結構體型規則、剪力墻布置均勻時，房屋的剛度中心與作用在結構上的水平荷載合力作用重合，在水平荷載作用下結構不產生繞豎軸的扭轉；否則應考慮扭轉的影響；

（3）不考慮剪力墻和框架柱的軸向變形及基礎轉動的影響。

剪力墻的特點

剪力墻結構是由一系列縱向、橫向剪力墻及樓蓋所組成的空間結構，承受豎向荷載和水平荷載，是高層建筑中常用的結構形式。由于縱、橫向剪力墻在其自身平面內的剛度都很大，在水平荷載作用下，側移較小，因此這種結構抗震及抗風性能都較強，承載力要求也比較容易滿足，適宜于建造層數較多的高層建筑。

剪力墻主要承受兩類荷載：一類是樓板傳來的豎向荷載，在地震區還應包括豎向地震作用的影響；另一類是水平荷載，包括水平風荷載和水平地震作用。剪力墻的內力分析包括豎向荷載作用下的內力分析和水平荷載作用下的內力分析。在豎向荷載作用下，各片剪力墻所受的內力比較簡單，可按照材料力學原理進行。在水平荷載作用下剪力墻的內力和位移計算都比較復雜，因此本節著重討論剪力墻在水平荷載作用下的內力及位移計算。

一、剪力墻的分類及受力特點

為滿足使用要求，剪力墻常開有門窗洞口。理論分析和試驗研究表明，剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻上的開洞情況。洞口是否存在，洞口的大小、形狀及位置的不同都將影響剪力墻的受力性能。剪力墻按受力特性的不同主要可分為整體剪力墻、小開口整體剪力墻、雙肢墻（多肢墻）和壁式框架等幾種類型。不同類型的剪力墻，其相應的受力特點、計算簡圖和計算方法也不相同，計算其內力和位移時則需采用相應的計算方法。

1．整體剪力墻

無洞口的剪力墻或剪力墻上開有一定數量的洞口，但洞口的面積不超過墻體面積的15%，且洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于洞孔長邊尺寸時，可以忽略洞口對墻體的影響，這種墻體稱為整體剪力墻（或稱為懸臂剪力墻）。整體剪力墻的受力狀態如同豎向懸臂梁，截面變形后仍符合平面假定，因而截面應力可按材料力學公式計算。

2．小開口整體剪力墻

當剪力墻上所開洞口面積稍大且超過墻體面積的15%時，通過洞口的正應力分布已不再成一直線，而是在洞口兩側的部分橫截面上，其正應力分布各成一直線。這說明除了整個墻截面產生整體彎矩外，每個墻肢還出現局部彎矩，因為實際正應力分布，相當于在沿整個截面直線分布的應力之上疊加局部彎矩應力。但由于洞口還不很大，局部彎矩不超過水平荷載的懸臂彎矩的15％。因此，可以認為剪力墻截面變形大體上仍符合平面假定，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點。內力和變形仍按材料力學計算，然后適當修正。

在水平荷載作用下，這類剪力墻截面上的正應力分布略偏離了直線分布的規律，變成了相當于在整體墻彎曲時的直線分布應力之上疊加了墻肢局部彎曲應力，當墻肢中的局部彎矩不超過墻體整體彎矩的15%時，其截面變形仍接近于整體截面剪力墻，這種剪力墻稱之為小開口整體剪力墻。

3．聯肢剪力墻

洞口開得比較大，截面的整體性已經破壞，橫截面上正應力的分布遠不是遵循沿一根直線的規律。但墻肢的線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較為顯著，但僅在個別或少數層內，墻肢出現反彎點。這種剪力墻可視為由連梁把墻肢聯結起來的結構體系，故稱為聯肢剪力墻。其中，僅由一列連梁把兩個墻肢聯結起來的稱為雙肢剪力墻；由兩列以上的連梁把三個以上的墻肢聯結起來的稱為多肢剪力墻。

當剪力墻沿豎向開有一列或多列較大的洞口時，由于洞口較大，剪力墻截面的整體性已被破壞，剪力墻的截面變形已不再符合平截面假設。這時剪力墻成為由一系列連梁約束的墻肢所組成的聯肢墻。開有一列洞口的聯肢墻稱為雙肢墻，當開有多列洞口時稱之為多肢墻。

4．壁式框架

洞口開得比聯肢剪力墻更寬，墻肢寬度較小，墻肢與連梁剛度接近時，墻肢明顯出現局部彎矩，在許多樓層內有反彎點。剪力墻的內力分布接近框架，故稱壁式框架。壁式框架實質是介于剪力墻和框架之間的一種過渡形式，它的變形已很接近剪切型。只不過壁柱和壁梁都較寬，因而在梁柱交接區形成不產生變形的剛域。

當剪力墻的洞口尺寸較大，墻肢寬度較小，連梁的線剛度接近于墻肢的線剛度時，剪力墻的受力性能已接近于框架，這種剪力墻稱為壁式框架。

（1）基本假定

a）將每一樓層處的連系梁簡化為均勻連續分布的連桿；

b）忽略連系梁的軸向變形，即假定兩墻肢在同一標高處的水平位移相等；

c）假定兩墻肢在同一標高處的轉角和曲率相等，即變形曲線相同；

d）假定各連系梁的反彎點在該連系梁的中點；

f）認為雙肢墻的層高h、慣性矩、；截面積、；連系梁的截面積和慣性矩等參數，沿墻高度方向均為常數。

根據以上假定，可得雙肢墻的計算簡圖。

二、各類剪力墻內力與位移計算要點

剪力墻結構隨著類型和開洞大小的不同，計算方法和計算簡圖也不同。整體墻和小開口整體墻的計算簡圖基本上是單根豎向懸臂桿，計算方法按材料力學公式（對整體墻不修正，對小開口整體墻修正）計算。其他類型剪力墻，其計算簡圖均無法用單根豎向懸臂桿代表，而應按能反映其性態的結構體系計算。

1．整體剪力墻

對于整體剪力墻，在水平荷載作用下，根據其變形特征（截面變形后仍符合平面假定），可視為一整體的懸臂彎曲桿件，用材料力學中懸臂梁的內力和變形的基本公式進行計算。

（1）內力計算

整體墻的內力可按上端自由，下端固定的懸臂構件，用材料力學公式，計算其任意截面的彎矩和剪力?？偹胶奢d可以按各片剪力墻的等效抗彎剛度分配，然后進行單片剪力墻的計算。

剪力墻的等效抗彎剛度（或叫等效慣性矩）就是將墻的彎曲、剪切和軸向變形之后的頂點位移，按頂點位移相等的原則，折算成一個只考慮彎曲變形的等效豎向懸臂桿的剛度。

（2）位移計算

整體墻的位移，如墻頂端處的側向位移，同樣可以用材料力學的公式計算，但由于剪力墻的截面高度較大，故應考慮剪切變形對位移的影響。當開洞時，還應考慮洞口對位移增大的影響。

2．小開口整體剪力墻

小開口墻是指門窗洞口沿豎向成列布置，洞口的總面積雖超過墻總面積的15％，但仍屬于洞口很小的開孔剪力墻。通過實驗發現，小開口剪力墻在水平荷載作用下的受力性能接近整體剪力墻，其截面在受力后基本保持平面，正應力分布圖形也大體保持直線分布，各墻肢中僅有少量的局部彎矩；沿墻肢高度方向，大部分樓層中的墻肢沒有反彎點。在整體上，剪力墻仍類似于豎向懸臂桿件。就為利用材料力學公式計算內力和側移提供了前提，再考慮局部彎曲應力的影響，進行修正，則可解決小開口剪力墻的內力和側移計算。

首先將整個小開口剪力墻作為一個懸臂桿件，按材料力學公式算出標高z處的總彎矩、總剪力和基底剪力。

其次，將總彎矩分為兩部分：1）產生整體彎曲的總彎矩（占總彎矩的85％），2）產生局部彎曲的總彎矩（占15％）。

對房屋剪力墻結構設計問題的思考？

目前，越來越多的剪力墻結構小高層住宅樓拔地而起，但是，隨之而來的是我們發現這些剪力墻結構小高層在施工質量上還存在著一些質量通病，主要表現為剪力墻板混凝土成型質量差、混凝土實體回彈檢測強度不高等。本文根據工程實際并結合2001版《規范》和其他相關資料，論述了底層框剪結構的設計方法說明了一些注意事項。

0 引言

對于12～16層的小高層建筑結構，采用既可以保證結構的剛度、位移，又可以使室內空間方正合理。所以剪力墻結構得以普遍應用。剪力墻的受力、變形特征，類似以框剪結構。但比框架結構的剛度分配、內力分配更合理，結構的變形協調導致的豎向位移差別，也比框剪結構小，則傳基礎荷載更均勻、合理。目前，越來越多的剪力墻結構小高層住宅樓拔地而起，但是，隨之而來的是我們發現這些剪力墻結構小高層在施工質量上還存在著一些質量通病，主要表現為剪力墻板混凝土成型質量差、混凝土實體回彈檢測強度不高等。

1 剪力墻結構的基本含義

剪力墻結構的定義：①剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻；②高層建筑結構不應采用全部剪力墻的剪力墻結構；③剪力墻較多時，應布置筒體（或一般剪力墻），形成剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結構。

剪力墻結構的必要條件：抗震設計時，墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不大于結構總底部地震傾覆力矩的50%。

剪力墻結構的下限：當墻較少時，如墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩小于結構總底部地震傾覆力矩的15%～40%，則可以按普通剪力墻結構設計。下限規范沒有規定，用戶可以靈活掌握。如果在剪力墻結構中，只有個別小墻肢，不應看成剪力墻結構而應作為一般剪力墻結構處理。

2 剪力墻房屋的設計

根據2001版《抗震設計規范》要求，對于底層框架——剪力墻結構應強調抗震概念設計以及抗震構造措施的重要性。相對于89版規范，其放寬了結構總高和層數限制，增加了底部兩層框架結構并提出了過渡層概念。進一步提高了底層框架——剪力墻結構的性能。

2.1 選擇有利的建筑形式在抗震設計中，建筑平面應盡可能簡潔、規則，結構的剛心與質心相一致，以減少地震作用下結構產生的扭轉效應。剪力墻的方案布置、墻量的多少、墻片的大小應合理。由于底部框墻結構中的剪力墻屬低矮墻，其抗剪剛度相對較大，如果布置的墻肢較長、平面形式復雜，很容易出現局部剛度過大，受力過于集中的現象，甚至經常出現只布置極少的剪力墻就滿足上下層抗側剛度比限值的情況。因此在剪力墻布置方案上一定要堅持均勻、對稱、周邊、分散的原則，墻片不宜過長，應以墻片高寬比1.5左右為為宜，墻片平面形式不宜采用提高抗側剛度的“L”“T”等平面形式，而是盡可能采用“一”字形。這是因為只有弱化每一單片剪力墻的剛度，才有可能實現均勻分散多道設防的目標。同時還應控制剪力墻的最大間距，以期符合規范的要求?？v向抗震墻還應在外縱軸布置開窗洞的抗震墻或剪力墻，這樣大大增強橫向抗傾覆的能力，避免邊柱產生過大的壓力和拉力。

2.2 建筑高度和層數的限值以往震害資料及文獻的分析表明，底層框架剪力墻房屋的震害隨著樓層數的增加而加劇。因此底層框架——剪力墻結構應滿足高度和層數的限值。2001版《規范》規定，6，7度區22米7層，8度區19米6層。所謂房屋總高度是指室外地面到主要屋面板板頂或檐口的高度。半地下室從室內算起，全地下室或嵌固條件好的半地下室應從室外地面算起。帶閣樓的坡屋面應算到山間墻的1/2高度處。室內外高差大于6米時，房屋總高度應允許適當增加，但不超過1米。

2.3 嚴格遵守抗震規范對不同設防烈度的第二層與第一層側移剛度比的限值規定在歷次地震中，底層框架房屋結構之所以發生嚴重破壞，其原因就在于底層層間剛度與上部層間剛度比過于懸殊。當地震作用集中在底層時，由于底層較上部結構小得多的側移剛度，造成非常突出的底層彈塑性變形集中現象。因此，控制底層與上部側移剛度比是很必要的。

規范給出了不同設防烈度下上層與底層側移剛度比的限值，6、7度時不應2.5，8度不應2.0且均不應1.0。

2.4 底層框架柱網的設置底層應為全框架，至少應是框架形式，即在內柱縱、橫軸線的內、外墻中均設柱或構造柱，且縱橫兩向均應形成框架形式。底部框架結構的柱網不宜過大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上懸墻數目不應超過一道。首先從使用功能上，底框結構大多為商住樓，該跨度對應上部可分割為兩開間(4.2m 3.3m或4.5m 3.3m)，(大于4.2m，已為大開間，其面積比受到規范限制)，無論上部為住宅樓，還是辦公樓，上述跨度對應的上部開間尺寸足以滿足砌體結構所能實現的功能。而且可以控制框架梁上僅有一道懸墻。同時考慮底部框架梁橫斷面高度取值應控制在1／5～1／8梁跨，如果柱網過大，會使梁斷面及配筋出現異常現象，而上部懸墻數目增多，更會加重這種現象。控制柱網尺寸，給出規定限值，限制框架梁上的懸墻數目，對底層框架——剪力墻結構來說非常重要。

2.5 過渡樓層設計底層框架——剪力墻結構具有較好的承載、變形和耗能能力，其破壞狀態一般為延性破壞；上部磚房部分雖具有一定的承載能力，但變形和耗能能力相對較差，其破壞狀態多為脆性破壞。在上部磚房中，過渡樓層墻體承受地震剪力和傾覆力矩最大，受力最為不利。此外，在豎向均勻荷載作用下，過渡樓層墻體處于壓剪或拉剪應力狀態。因此當有水平荷載作用時，過渡樓層墻體與落地墻體相比，其抗裂性能和水平承載力均相應降低。試驗表明，在豎向及反復水平荷載作用下，過渡樓層墻體的水平承載力約降低20%～30%。過渡樓層墻體的水平承載力驗算按式

V≤βfVEA/γRE(1)

fVE=1/1.2（1 σ0/fv）0.5fv (2)

A=AW ∑ηiGC /GWAci (3)

β=1/{1 0.45(0.2-0.8hb /l)σ0fV V} (4)

式中β——水平承載力降低系數；

σ0——對應于重力荷載代表值的墻體截面平均壓應力，N/mm2；

fv——砌體的抗剪強度平均值，N/mm2；

hb——托梁的截面高度，mm；

I——托梁的計算跨度(m)，對兩跨不等跨梁，I取較大跨的跨度；對跨中設置構造柱的梁，I以1/2代入；

AW——墻體扣除混凝土構造柱及洞口后的水平截面面積，m2；

Aci——混凝土構造柱的截面面積，m2；

Ge，GW——混凝土和砌體的切變模量，N/mm2；