剪力墙设计的假设是什么(剪力墙设计要点)

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今天给各位分享剪力墙设计的假设是什么的知识，其中也会对剪力墙设计要点进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！理论分析和试验研究表明，剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。这种剪力墙可视为由连梁把墙肢联结起来的结构体系，故称为联肢剪力墙。当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。总水平荷载可以按各片剪力墙的等效抗弯刚度分配，然后进行单片剪力墙的计算。

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本文目录一览：

1、框架---剪力墙结构协同工作计算的基本假定是什么
2、剪力墙的特点
3、对房屋剪力墙结构设计问题的思考？
4、剪力墙结构连续杆法的基本假定是什么?

框架---剪力墙结构协同工作计算的基本假定是什么

（1）楼板在自身平面内的刚度无限大；

（2）当结构体型规则、剪力墙布置均匀时，房屋的刚度中心与作用在结构上的水平荷载合力作用重合，在水平荷载作用下结构不产生绕竖轴的扭转；否则应考虑扭转的影响；

（3）不考虑剪力墙和框架柱的轴向变形及基础转动的影响。

剪力墙的特点

剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。

剪力墙主要承受两类荷载：一类是楼板传来的竖向荷载，在地震区还应包括竖向地震作用的影响；另一类是水平荷载，包括水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析。在竖向荷载作用下，各片剪力墙所受的内力比较简单，可按照材料力学原理进行。在水平荷载作用下剪力墙的内力和位移计算都比较复杂，因此本节着重讨论剪力墙在水平荷载作用下的内力及位移计算。

一、剪力墙的分类及受力特点

为满足使用要求，剪力墙常开有门窗洞口。理论分析和试验研究表明，剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。洞口是否存在，洞口的大小、形状及位置的不同都将影响剪力墙的受力性能。剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙（多肢墙）和壁式框架等几种类型。不同类型的剪力墙，其相应的受力特点、计算简图和计算方法也不相同，计算其内力和位移时则需采用相应的计算方法。

1．整体剪力墙

无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口，但洞口的面积不超过墙体面积的15%，且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可以忽略洞口对墙体的影响，这种墙体称为整体剪力墙（或称为悬臂剪力墙）。整体剪力墙的受力状态如同竖向悬臂梁，截面变形后仍符合平面假定，因而截面应力可按材料力学公式计算。

2．小开口整体剪力墙

当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时，通过洞口的正应力分布已不再成一直线，而是在洞口两侧的部分横截面上，其正应力分布各成一直线。这说明除了整个墙截面产生整体弯矩外，每个墙肢还出现局部弯矩，因为实际正应力分布，相当于在沿整个截面直线分布的应力之上叠加局部弯矩应力。但由于洞口还不很大，局部弯矩不超过水平荷载的悬臂弯矩的15％。因此，可以认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定，且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算，然后适当修正。

在水平荷载作用下，这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律，变成了相当于在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力，当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时，其截面变形仍接近于整体截面剪力墙，这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。

3．联肢剪力墙

洞口开得比较大，截面的整体性已经破坏，横截面上正应力的分布远不是遵循沿一根直线的规律。但墙肢的线刚度比同列两孔间所形成的连梁的线刚度大得多，每根连梁中部有反弯点，各墙肢单独弯曲作用较为显著，但仅在个别或少数层内，墙肢出现反弯点。这种剪力墙可视为由连梁把墙肢联结起来的结构体系，故称为联肢剪力墙。其中，仅由一列连梁把两个墙肢联结起来的称为双肢剪力墙；由两列以上的连梁把三个以上的墙肢联结起来的称为多肢剪力墙。

当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，剪力墙的截面变形已不再符合平截面假设。这时剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。开有一列洞口的联肢墙称为双肢墙，当开有多列洞口时称之为多肢墙。

4．壁式框架

洞口开得比联肢剪力墙更宽，墙肢宽度较小，墙肢与连梁刚度接近时，墙肢明显出现局部弯矩，在许多楼层内有反弯点。剪力墙的内力分布接近框架，故称壁式框架。壁式框架实质是介于剪力墙和框架之间的一种过渡形式，它的变形已很接近剪切型。只不过壁柱和壁梁都较宽，因而在梁柱交接区形成不产生变形的刚域。

当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度时，剪力墙的受力性能已接近于框架，这种剪力墙称为壁式框架。

（1）基本假定

a）将每一楼层处的连系梁简化为均匀连续分布的连杆；

b）忽略连系梁的轴向变形，即假定两墙肢在同一标高处的水平位移相等；

c）假定两墙肢在同一标高处的转角和曲率相等，即变形曲线相同；

d）假定各连系梁的反弯点在该连系梁的中点；

f）认为双肢墙的层高h、惯性矩、；截面积、；连系梁的截面积和惯性矩等参数，沿墙高度方向均为常数。

根据以上假定，可得双肢墙的计算简图。

二、各类剪力墙内力与位移计算要点

剪力墙结构随着类型和开洞大小的不同，计算方法和计算简图也不同。整体墙和小开口整体墙的计算简图基本上是单根竖向悬臂杆，计算方法按材料力学公式（对整体墙不修正，对小开口整体墙修正）计算。其他类型剪力墙，其计算简图均无法用单根竖向悬臂杆代表，而应按能反映其性态的结构体系计算。

1．整体剪力墙

对于整体剪力墙，在水平荷载作用下，根据其变形特征（截面变形后仍符合平面假定），可视为一整体的悬臂弯曲杆件，用材料力学中悬臂梁的内力和变形的基本公式进行计算。

（1）内力计算

整体墙的内力可按上端自由，下端固定的悬臂构件，用材料力学公式，计算其任意截面的弯矩和剪力。总水平荷载可以按各片剪力墙的等效抗弯刚度分配，然后进行单片剪力墙的计算。

剪力墙的等效抗弯刚度（或叫等效惯性矩）就是将墙的弯曲、剪切和轴向变形之后的顶点位移，按顶点位移相等的原则，折算成一个只考虑弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度。

（2）位移计算

整体墙的位移，如墙顶端处的侧向位移，同样可以用材料力学的公式计算，但由于剪力墙的截面高度较大，故应考虑剪切变形对位移的影响。当开洞时，还应考虑洞口对位移增大的影响。

2．小开口整体剪力墙

小开口墙是指门窗洞口沿竖向成列布置，洞口的总面积虽超过墙总面积的15％，但仍属于洞口很小的开孔剪力墙。通过实验发现，小开口剪力墙在水平荷载作用下的受力性能接近整体剪力墙，其截面在受力后基本保持平面，正应力分布图形也大体保持直线分布，各墙肢中仅有少量的局部弯矩；沿墙肢高度方向，大部分楼层中的墙肢没有反弯点。在整体上，剪力墙仍类似于竖向悬臂杆件。就为利用材料力学公式计算内力和侧移提供了前提，再考虑局部弯曲应力的影响，进行修正，则可解决小开口剪力墙的内力和侧移计算。

首先将整个小开口剪力墙作为一个悬臂杆件，按材料力学公式算出标高z处的总弯矩、总剪力和基底剪力。

其次，将总弯矩分为两部分：1）产生整体弯曲的总弯矩（占总弯矩的85％），2）产生局部弯曲的总弯矩（占15％）。

对房屋剪力墙结构设计问题的思考？

目前，越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起，但是，随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病，主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。本文根据工程实际并结合2001版《规范》和其他相关资料，论述了底层框剪结构的设计方法说明了一些注意事项。

0 引言

对于12～16层的小高层建筑结构，采用既可以保证结构的刚度、位移，又可以使室内空间方正合理。所以剪力墙结构得以普遍应用。剪力墙的受力、变形特征，类似以框剪结构。但比框架结构的刚度分配、内力分配更合理，结构的变形协调导致的竖向位移差别，也比框剪结构小，则传基础荷载更均匀、合理。目前，越来越多的剪力墙结构小高层住宅楼拔地而起，但是，随之而来的是我们发现这些剪力墙结构小高层在施工质量上还存在着一些质量通病，主要表现为剪力墙板混凝土成型质量差、混凝土实体回弹检测强度不高等。

1 剪力墙结构的基本含义

剪力墙结构的定义：①剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；②高层建筑结构不应采用全部剪力墙的剪力墙结构；③剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。

剪力墙结构的必要条件：抗震设计时，墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。

剪力墙结构的下限：当墙较少时，如墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩小于结构总底部地震倾覆力矩的15%～40%，则可以按普通剪力墙结构设计。下限规范没有规定，用户可以灵活掌握。如果在剪力墙结构中，只有个别小墙肢，不应看成剪力墙结构而应作为一般剪力墙结构处理。

2 剪力墙房屋的设计

根据2001版《抗震设计规范》要求，对于底层框架——剪力墙结构应强调抗震概念设计以及抗震构造措施的重要性。相对于89版规范，其放宽了结构总高和层数限制，增加了底部两层框架结构并提出了过渡层概念。进一步提高了底层框架——剪力墙结构的性能。

2.1 选择有利的建筑形式在抗震设计中，建筑平面应尽可能简洁、规则，结构的刚心与质心相一致，以减少地震作用下结构产生的扭转效应。剪力墙的方案布置、墙量的多少、墙片的大小应合理。由于底部框墙结构中的剪力墙属低矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。因此在剪力墙布置方案上一定要坚持均匀、对称、周边、分散的原则，墙片不宜过长，应以墙片高宽比1.5左右为为宜，墙片平面形式不宜采用提高抗侧刚度的“L”“T”等平面形式，而是尽可能采用“一”字形。这是因为只有弱化每一单片剪力墙的刚度，才有可能实现均匀分散多道设防的目标。同时还应控制剪力墙的最大间距，以期符合规范的要求。纵向抗震墙还应在外纵轴布置开窗洞的抗震墙或剪力墙，这样大大增强横向抗倾覆的能力，避免边柱产生过大的压力和拉力。

2.2 建筑高度和层数的限值以往震害资料及文献的分析表明，底层框架剪力墙房屋的震害随着楼层数的增加而加剧。因此底层框架——剪力墙结构应满足高度和层数的限值。2001版《规范》规定，6，7度区22米7层，8度区19米6层。所谓房屋总高度是指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度。半地下室从室内算起，全地下室或嵌固条件好的半地下室应从室外地面算起。带阁楼的坡屋面应算到山间墙的1/2高度处。室内外高差大于6米时，房屋总高度应允许适当增加，但不超过1米。

2.3 严格遵守抗震规范对不同设防烈度的第二层与第一层侧移刚度比的限值规定在历次地震中，底层框架房屋结构之所以发生严重破坏，其原因就在于底层层间刚度与上部层间刚度比过于悬殊。当地震作用集中在底层时，由于底层较上部结构小得多的侧移刚度，造成非常突出的底层弹塑性变形集中现象。因此，控制底层与上部侧移刚度比是很必要的。

规范给出了不同设防烈度下上层与底层侧移刚度比的限值，6、7度时不应2.5，8度不应2.0且均不应1.0。

2.4 底层框架柱网的设置底层应为全框架，至少应是框架形式，即在内柱纵、横轴线的内、外墙中均设柱或构造柱，且纵横两向均应形成框架形式。底部框架结构的柱网不宜过大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上，底框结构大多为商住楼，该跨度对应上部可分割为两开间(4.2m 3.3m或4.5m 3.3m)，(大于4.2m，已为大开间，其面积比受到规范限制)，无论上部为住宅楼，还是办公楼，上述跨度对应的上部开间尺寸足以满足砌体结构所能实现的功能。而且可以控制框架梁上仅有一道悬墙。同时考虑底部框架梁横断面高度取值应控制在1／5～1／8梁跨，如果柱网过大，会使梁断面及配筋出现异常现象，而上部悬墙数目增多，更会加重这种现象。控制柱网尺寸，给出规定限值，限制框架梁上的悬墙数目，对底层框架——剪力墙结构来说非常重要。

2.5 过渡楼层设计底层框架——剪力墙结构具有较好的承载、变形和耗能能力，其破坏状态一般为延性破坏；上部砖房部分虽具有一定的承载能力，但变形和耗能能力相对较差，其破坏状态多为脆性破坏。在上部砖房中，过渡楼层墙体承受地震剪力和倾覆力矩最大，受力最为不利。此外，在竖向均匀荷载作用下，过渡楼层墙体处于压剪或拉剪应力状态。因此当有水平荷载作用时，过渡楼层墙体与落地墙体相比，其抗裂性能和水平承载力均相应降低。试验表明，在竖向及反复水平荷载作用下，过渡楼层墙体的水平承载力约降低20%～30%。过渡楼层墙体的水平承载力验算按式

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——水平承载力降低系数；

σ0——对应于重力荷载代表值的墙体截面平均压应力，N/mm2；

fv——砌体的抗剪强度平均值，N/mm2；

hb——托梁的截面高度，mm；

I——托梁的计算跨度(m)，对两跨不等跨梁，I取较大跨的跨度；对跨中设置构造柱的梁，I以1/2代入；

AW——墙体扣除混凝土构造柱及洞口后的水平截面面积，m2；

Aci——混凝土构造柱的截面面积，m2；

Ge，GW——混凝土和砌体的切变模量，N/mm2；