剪力墙结构设计ppt课件

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1、剪力剪力墙构造构造设计第五章第五章一、剪力一、剪力墙构造概念构造概念设计受力受力变形特点形特点程度荷程度荷载载作用下：作用下：底部截面底部截面控制截面：控制截面： 弯曲型弯曲型变形形变形形 构件截面长边构件截面长边 大于大于4倍短边倍短边剪切型剪切型变形形 q分分类类：H / bW 2 高高墙墙1H / bW 2 中高中高墙墙H / bW 1 矮矮墙墙破坏形状：破坏形状：弯曲破坏弯曲破坏剪切破坏剪切破坏滑移破坏滑移破坏 构造布置构造布置 最大适用高度、高最大适用高度、高宽宽比限比限值值 (P89(P89表表515154)54) 构造平、立面布置原那么构造平、立面布置原那么 资资料料强强度及尺寸

2、要求度及尺寸要求二、内力、位移二、内力、位移简化化计算算 根本假定根本假定平面抗平面抗侧力假定力假定弹性性变形假定形假定刚性楼板假定性楼板假定竖向荷向荷载作用下作用下每片每片墙墙按受荷面按受荷面积积 计计算算竖竖向荷向荷载载连连梁梁 弯矩弯矩 墙墙肢肢 轴轴力力45 程度荷程度荷载作用下作用下计计算截面算截面 yxbibibS01S02S03hhb01b02有效翼有效翼缘宽度度bi ：T、I型截面：型截面：L、型截面：、型截面：剪力分配剪力分配墙的等效抗弯刚度墙的等效抗弯刚度 j层总剪力层总剪力 剪力剪力墙分分类及受力特点及受力特点 整体墙15% 洞口系数洞口系数洞口面洞口面积/墙面面净面面积

3、100%整体整体悬臂臂墙弯曲型弯曲型变形形 小开口整体墙15%30% 小开口整体小开口整体墙计算法算法根本呈弯曲型根本呈弯曲型变形形 联肢墙30%50% 延延续化化计算法算法向剪切型向剪切型变形形过渡渡 壁式框架50% 带刚域框架域框架计算法算法接近剪切型接近剪切型变形形 整体整体墙计算法算法 整体墙判别：15%孔洞孔洞间、孔洞至、孔洞至墙边净距大于洞口距大于洞口长边 等效截面积：墙截面毛面积墙截面毛面积0：洞口减弱系数：洞口减弱系数Ad ：洞口立面：洞口立面总总面面积积A0 ：立面：立面总墙总墙面面积积 等效惯性矩Jq ：hnhi 顶点位移 ：倒三角分布荷倒三角分布荷载均布荷均布荷载顶部集中

4、荷部集中荷载V0：底部截面剪力：底部截面剪力：剪力不均匀系数：剪力不均匀系数矩形：矩形：1.2I形：全面形：全面积积/腹板面腹板面积积T形：形：f (H / t、B / t )G：剪切模量：剪切模量G0.4E EJeq= 联肢肢墙计算法算法 延续化方法剪力剪力墙：墙肢肢 连梁梁连梁：梁：连杆杆沿沿墙高高 离散离散延延续连杆杆 微分方程微分方程曲曲线、图表表 双肢墙算法 根本假定 ：墙肢肢刚度度远大于大于连梁梁刚度度 两两墙肢同高各截面肢同高各截面转角、曲率相等角、曲率相等各各墙肢、肢、连梁截面及梁截面及层高等沿全高一高等沿全高一样忽略忽略连梁梁轴向向变形形忽略忽略墙肢剪切肢剪切变形形 根本思绪

5、 ： qA1J1A2J2hbhH2a02c q2a02c连梁梁设为均布的延均布的延续连杆杆建立根本体系建立根本体系 力法力法 qa0ca0c(x(x) )(x)建立建立变形形协调方程方程求解求解(x)求解求解连梁剪力梁剪力求解求解墙肢、肢、连梁内力梁内力 根本方程 ：求切开求切开处沿沿(x)方向方向变形形1(x) :由由墙墙肢弯曲肢弯曲变变形形产产生的相生的相对对位移位移1m2mm1m2m1(x) c12cc2(x)(x)1(x) 2c m x m :顺时针为正顺时针为正1(x)与与(x)反向反向c1c2c2(x) :由由墙墙肢肢轴轴向向变变形形产产生的相生的相对对位移位移 q(x)dxNN2

6、(x) 由隔离体平衡由隔离体平衡: :3(x) :由由连连梁弯曲、剪切梁弯曲、剪切变变形形产产生的相生的相对对位移位移3(x) 微段微段dxdx上上: : 连梁截面梁截面积Ab dx Ab dx / h/ h 连梁梁惯性矩性矩 Jb x Jb x / h/ h q(x) dxdx(x) dx由由悬臂梁臂梁变形公式形公式: : a : 连连梁梁计计算跨度算跨度 aa0i hbi /4 : 剪力不均匀系数剪力不均匀系数G : 剪切模量剪切模量 J0b : 连连梁折算梁折算惯惯性矩性矩1(x) 2(x) 3(x)0对 x两次求两次求导连梁梁刚度系数度系数D：连梁、梁、墙肢肢刚度比度比21 ：整体系数

7、整体系数2 ：倒三角分布荷倒三角分布荷载均布荷均布荷载顶部集中荷部集中荷载 m(x) ：连连梁梁对墙对墙肢的肢的约约束弯矩束弯矩 双肢墙双肢墙根本方程根本方程设x / H倒三角分布荷倒三角分布荷载均布荷均布荷载顶部集中荷部集中荷载0 墙顶墙顶弯矩弯矩为为01 墙墙底弯曲底弯曲转转角角为为0(x) 双肢墙内力计算 ： 连杆约束弯矩连杆约束弯矩连梁中心坐标处连梁中心坐标处连梁梁约束弯矩束弯矩连梁剪力梁剪力连梁端部弯矩梁端部弯矩()V1j a0M1jV(1)N(1)M(1)V(2)M(2)N(2)墙肢肢轴力力墙肢弯矩肢弯矩 程度荷载在程度荷载在j层层截面处的倾覆力矩截面处的倾覆力矩墙肢剪力肢剪力VP

8、j : 程度荷程度荷载载在在j层层截面截面处总处总剪力剪力J0i : 思索剪切思索剪切变变形影响后的形影响后的墙墙肢折算肢折算惯惯性矩性矩 双肢墙位移及等效抗弯刚度 ：不同荷不同荷载方式下方式下M()、 MP()、 VP() y边境条件境条件倒三角分布荷倒三角分布荷载均布荷均布荷载顶部集中荷部集中荷载：思索：思索墙墙肢剪切肢剪切变变形影响形影响 的系数的系数：的函数的函数 f ()T ：墙墙肢肢轴轴向向变变形影响的系数形影响的系数双肢双肢墙墙内力、内力、侧侧移分布特点：移分布特点：程度位移程度位移y y层数数连梁剪力梁剪力VbVb层数数 增大，增大，侧侧移减小移减小 增大，增大，Vb 增大且增

9、大且Vbmax下移下移墙肢肢轴力力N N层数数墙肢弯矩肢弯矩M M层数数 增大，增大，N增大增大 增大，增大，M减小减小几何参数几何参数、的物理意的物理意义义：整体系数整体系数：1 ：未思索：未思索墙墙肢肢轴轴向向变变形形 ：思索：思索墙墙肢肢轴轴向向变变形形T ：墙墙肢肢轴轴向向变变形影响的系数形影响的系数J：组组合截面合截面总惯总惯性矩性矩y1A1 J1A2 J2组合截面形心合截面形心轴y2A1 J1A2 J2双肢墙截面应力双肢墙截面应力 整体弯曲整体弯曲应力力 +部分弯曲部分弯曲应力力墙肢截面弯矩、肢截面弯矩、轴力：力：k：整体弯曲：整体弯曲应应力在力在总应总应力中比例力中比例均布荷均布

10、荷载：k1.0 =1.0 =1.0 0.75 0.75 0.5 0.5 0.25 0.25较较小，以部分弯曲小，以部分弯曲应应力力为为主主较较大，以整体弯曲大，以整体弯曲应应力力为为主主：墙肢剪切肢剪切变形影响系数形影响系数H/B4 时时，可忽略，可忽略 多肢墙算法 与双肢墙比较 ：第第i 个切口个切口处协调方程，方程，还应思索第思索第(i1)跨跨连梁内力梁内力对第第i 墙肢以及第肢以及第(i1) 跨跨连梁梁对第第(i1) 墙肢的影响肢的影响设各排各排连梁切口未知力和梁切口未知力和 mi()= m() 为未知量未知量 计算过程中区别 ：墙肢肢刚度度墙肢面肢面积A1J1Ai1Ji1AiJiAi1

11、Ji1Ak1Jk1 1 i1 i i1 k ri B 2a0i 2ciAiJiAi1Ji1i(i(x)x)i(x)连梁梁刚度度连梁与梁与墙肢肢刚度比度比1 ：整体系数整体系数 ：轴向向变形影响系数形影响系数 T ：墙肢数目墙肢数目T348肢以上肢以上570.80.850.9m() 分配系数分配系数i ：连梁梁约束弯矩束弯矩分布系数分布系数i ：各跨各跨连梁梁约束弯矩束弯矩m(i) ：ri ：第：第i 跨跨连连梁中点距梁中点距墙边间墙边间隔隔B ：墙总宽墙总宽 同层各连梁剪力大小分布 ：1 00 连连梁剪力均布梁剪力均布1.5 连连梁剪力呈抛物梁剪力呈抛物线线分布分布0 2.5 :2.5 :c

12、:砼砼强强度影响系数度影响系数 C50 取取1.0; C80 取取0.8 剪力剪力墙斜截面承斜截面承载力力计算算 受剪截面限制条件剪压比一、二、三一、二、三级抗震抗震 :9度抗震度抗震 :四四级抗震抗震 : 不需不需调整整 剪力墙底部加强部位墙肢截面剪力设计值VVw ：剪力增大系数：剪力增大系数 一一级级：1.6 二二级级：1.4 三三级级：1.2 Mwua: 剪力剪力墙墙正截面受弯承正截面受弯承载载力力对应对应的弯矩的弯矩值值采用采用资料料强度度规范范值实配配钢筋截面筋截面积思索承思索承载力抗震力抗震调整系数整系数 Vw : 剪力剪力墙肢截面剪力肢截面剪力计算算值思索地震作用思索地震作用ma

13、x 墙墙肢肢总总高度的高度的1/8 、底部两、底部两层层高度高度 墙肢肢总高度的高度的1 / 10 ( H150m)底部加底部加强部位部位:max1/8墙墙肢肢总总高度、框支高度、框支层层及其以上两及其以上两层层高度高度 偏压时抗剪计算无地震：无地震：有地震：有地震： 1.5 2.2 N0.2 fc bw hw 偏拉时抗剪计算无地震：无地震：有地震：有地震： 假假设公公式式右右边取取 正截面承载力计算MfyAsf yAs1fc 1 :系数系数 C50 取取1.0 ; C80 取取0.94 连梁梁计算算 斜截面承载力计算连连梁跨度小、梁跨度小、高度大构成深梁高度大构成深梁房屋房屋1/3高度高度处

14、处连连梁破坏更明梁破坏更明显显反复荷反复荷载载作用下作用下构成构成X型剪切裂痕型剪切裂痕(剪切型脆性破坏剪切型脆性破坏)无地震：无地震：有地震：有地震： 跨高比跨高比 2.5 :跨高比跨高比2.5 :c :砼砼强强度影响系数度影响系数 C50 取取1.0; C80 取取0.8 连梁截面限制条件 ：连梁端剪力梁端剪力设计值VbVb9度抗震度抗震 :一一级抗震抗震 :二二级抗震抗震 :三三级抗震抗震 :四四级抗震抗震 :按地震作用按地震作用组合的剪力合的剪力设计值 VGb : 重力荷重力荷载载代表代表值值 思索地震作用思索地震作用组组合合 产产生的剪力生的剪力设计值设计值 ln : 净净跨跨Mlb

15、ua、 Mrbua : 连连梁左、右端与正截面抗弯承梁左、右端与正截面抗弯承载载 力力对应对应的弯矩的弯矩值值采用采用资料料强度度规范范值实配配钢筋截面筋截面积思索承思索承载力抗震力抗震调整系数整系数按按顺时针、逆、逆时针取大取大值Mlb、 Mrb : 连连梁左、右端弯矩梁左、右端弯矩设计值设计值 思索地震作用思索地震作用组组合合 按按顺时针、逆、逆时针取大取大值 一一级抗震抗震时假假设均均为负弯矩，弯矩，绝对值较小的取小的取为0连梁斜截面承梁斜截面承载力力计算公式算公式无地震作用无地震作用 :有地震作用有地震作用 :跨高比跨高比 2.5 :跨高比跨高比2.5 :第五章作业：第五章作业： P121 2 P121 2、4 4、9 9、1010