剪力墙的内力分析

看结构牛人对框架剪力墙结构框架内力调整的分析首先，来看看规范是如何执行这个内力调整的：根据高规和抗规的规定：抗震设计时，框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求。

这就是说，在地震作用时剪力墙作为第一道防线承担了大部分的水平力。

但这并不意味着框架部分可以设计得很弱。

相反，框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力，这就需要在计算时，对框架部分所承担的剪力进行调整。

在高规中，对Vf 其次，理解为什么要进行框架部分的内力调整我想几乎所有的结构工程师都大概的知道这是为了保证框架作为结构二道防线之用。

那么详细分析起来会是如何呢？首先来看典型框架剪力墙的内力分配图（此图为解析推导，与实际情况稍有出路，可以参考理论推导的假设，但是基本规律是合适的）。

由图可见在结构的底部剪力墙需承担大部分的内力，变形上是剪力墙小而框架大，因此剪力墙在此部分起到主导的作用，即第一道防线，若在外力作用下剪力墙屈服则将转移很大的内力给框架，此时只按弹性分析设计出来的框架将无法承担这部分由墙转移出来的作用而破坏，因此我们需要提高底部区域框架的设计内力以实现它的二道防线功能。

那么对于结构的上部区域是否还是这样的情况呢？那就不是了，顶部区域框架可能承担超过层剪力的作用而剪力墙的内力则反向与外力作用相同，因此在上部（尤其是顶部）区域，框架剪力=外力+墙剪力！而变形上框架小剪力墙大，此时实际上框架起到主导作用，是框架在帮剪力墙，那么两道防线的概念则发生了转移，因此在框架剪力墙结构的顶部区域也需要加强框架。

第三，对于普通的框架剪力墙结构而言，执行了规范的规定会出现什么结果？应该分两种情况讨论，第一种情况，当1.5Vf,max0.2V0时，框架剪力墙结构中底部区域的内力调整由0.2V0控制，中部区域不需要调整，上部区域由0.2V0控制，此时也出现了对于顶部区域而言就会出现内力调整系数过大的情况，这种情况下调整框架的内力在结构概念上就意义就不清晰了，因此HiStruct建议，此时若调整系数很大则可直接采用“2”的调整系数，但是一般情况下既然1.5Vf,max>0.2V0则说明框架部分其实也不太弱，即顶部按0.2V0的调整系数一般不会太大，可以设计下来。

框架和剪力墙结构的内力与位移计算在建筑结构设计中，框架和剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。

理解和准确计算这种结构的内力与位移，对于确保建筑物的安全性、稳定性以及使用性能至关重要。

框架结构主要由梁和柱组成，通过节点连接形成空间受力体系。

在承受水平荷载时，框架结构的变形以剪切型为主，即层间位移由下至上逐渐增大。

而剪力墙结构则是由一系列的钢筋混凝土墙板组成，能够有效地抵抗水平荷载，其变形以弯曲型为主，即顶部位移较大。

当框架和剪力墙共同工作时，其内力和位移的计算就变得较为复杂。

首先，我们来探讨内力的计算。

内力包括弯矩、剪力和轴力。

在水平荷载作用下，框架和剪力墙所承担的内力会根据它们的刚度比例进行分配。

对于框架部分，其内力计算通常采用 D 值法。

D 值法考虑了梁柱线刚度比、上下层横梁线刚度比以及层高变化等因素对框架柱抗侧刚度的影响。

通过计算得到框架柱的抗侧刚度后，再根据水平荷载的大小和分布，就可以计算出框架柱和框架梁的内力。

剪力墙的内力计算则相对复杂一些。

一般来说，可以采用等效抗弯刚度法或者连续连杆法。

等效抗弯刚度法将剪力墙等效为一个悬臂梁，通过计算其等效抗弯刚度来确定内力。

连续连杆法则是将剪力墙视为一系列连续的连杆，通过建立微分方程来求解内力。

在计算框架和剪力墙结构的位移时，需要分别考虑弯曲变形和剪切变形的影响。

对于框架结构，由于其剪切变形较大，需要同时考虑梁柱的弯曲变形和剪切变形。

而剪力墙结构主要是弯曲变形，其位移计算可以基于材料力学中的弯曲理论。

在实际工程中，为了更准确地计算框架和剪力墙结构的内力和位移，通常会借助计算机软件进行分析。

这些软件基于有限元法等数值方法，能够模拟结构在各种荷载作用下的响应。

然而，软件计算结果也并非绝对准确，工程师还需要根据自己的经验和判断对结果进行分析和校核。

例如，在一些特殊的情况下，软件可能无法准确考虑结构的非线性行为或者一些复杂的边界条件。

另外，在设计过程中，还需要考虑一些其他因素对内力和位移的影响。

第五讲（一) 剪力墙结构的内力、位移计算本章内容:一、剪力墙结构的计算图1、剪力墙结构的计算图—水平荷载下剪力墙的计算截面2、剪力墙的分类（1）整体墙和小开口整体墙（2)双肢剪力墙和多肢剪力墙（3）框支剪力墙（4）开有不规则大洞口的墙二、剪力墙构件的受力特点和分类依据1、影响剪力墙受力性能的两个主要指标（1）肢强系数(2）剪力墙整体性系数2、单榀剪力墙受力特点(水平力作用下墙肢中的整体弯矩和局部弯矩)3、剪力墙的分类（1）整截面剪力墙(2）整体小开口剪力墙（3）联肢剪力墙（4）壁式框架三、剪力墙的计算方法1、整体墙和小开口整体墙的计算2、双肢墙的计算1）连续连杆法的基本假设2）力法方程的建立3）基本方程的解4）双肢墙的内力计算5）双肢墙的位移与等效刚度6）关于墙肢剪切变形和轴向变形的影晌7）关于各类剪力墙划分判别式的讨论一、剪力墙结构的计算图1、剪力墙结构的计算图—水平荷载下剪力墙的计算截面下图为一高层建筑剪力墙结构的平面布置及剖面示意图。

从图中可以看出，剪力墙结构是由一系列的竖向纵、横墙和平面楼板组合在一起的—个空间盒子式结构体系。

按照对高层建筑结构计算的基本假定及计算图取法，它可以按纵、横两方向的平面抗侧力结构进行分析。

为了方便，下面采用简单的图形说明问题。

下图所示为剪力墙结构，在横向水平荷载作用下,只考虑横墙起作用，而“略去”纵墙的作用。

在纵向水平荷载作用时，只考虑纵墙起作用，而“略去"横墙的作用。

需要指出的是,这里所谓“略去”另一方向剪力墙的影响,并非完全略去，而是将其影响体现在与它相交的另一方向剪力墙结构端部存在的翼缘，将翼缘部分作为剪力墙的一部分来计算.根据《高层规程》的规定，计算剪力墙结构的内力和位移时，应考虑纵、横墙的共同工作，即纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分也可作为纵墙的有效冀缘。

现浇剪力墙有效翼缘的宽度i b可按下表所列各项中最小值取用。

剪力墙通常是布置得规则、拉通、对直的。

剪力墙作为一种重要的建筑结构构件，其主要功能是抵抗水平荷载，特别是风荷载和地震作用产生的剪切力，以及传递竖向荷载。

剪力墙的受力机理主要包括以下几个方面：1.水平荷载作用下的受力：o在水平荷载如风荷载或地震作用下，剪力墙作为一个整体构件，主要通过墙体自身的弯曲变形来消耗能量并传递剪力。

墙体两侧因受力而产生相对剪切变形，墙体内的混凝土和钢筋共同工作，其中混凝土承受大部分剪切应力，而水平分布钢筋（箍筋和水平筋）主要抵抗剪切变形导致的裂缝发展和延展。

2.竖向荷载作用下的受力：o对于竖向荷载（自重和楼面活荷载），剪力墙类似于厚壁梁，通过墙体本身的压缩变形来承受垂直荷载，并通过墙体底部的基础或梁将荷载传递至地基。

3.墙肢和连梁的协同工作：o在有洞口的剪力墙中，墙肢（无洞口部分）和连梁（位于洞口上方或下方的梁）形成一个整体，共同受力。

连梁不仅传递水平荷载，还通过其弯曲变形协调各个墙肢间的变形，使整个剪力墙结构保持稳定。

4.内力分布：o剪力墙内部的内力分布是复杂的，包括剪力、弯矩和轴向压力。

这些内力由墙体中的主筋（竖向钢筋）和分布钢筋（箍筋）共同承担，主筋主要负责抵抗墙体的弯曲和轴向压力，而箍筋则增强墙体抵抗剪切的能力。

5.屈曲约束钢板剪力墙：o在特殊设计的剪力墙中，如两边连接屈曲约束钢板剪力墙，通过引入钢板提高剪力墙的延性和耗能能力，钢板在剪力墙发生塑性变形时起到约束作用，从而改变墙体的受力机理，提高结构的抗震性能。

总结起来，剪力墙的受力机理在于其利用自身材料（混凝土和钢筋）的物理力学特性，通过合理设计和布置钢筋，确保在不同荷载工况下能够有效地分散、传递和消耗各种荷载，实现结构的安全和稳定。

整截面剪力墙的内力和位移计算：
1）内力计算在水平荷载作用下，整截面墙可视为上端自由，下端固定的竖向悬臂梁构件。

在侧向荷载作用下的墙肢截面内的正应力分布为线性分布。

截面变形后可保持平截面，因此其内力可采用材料力学公式进行计算。

2）位移和等效刚度整截面墙的侧移，即墙顶部的水平位移可按材料力学公式进行计算。

由于剪力墙的截面高度大，在计算位移时，应考虑弯曲变形，并同时考虑剪切变形的影响。

其顶部位移公式为：将顶部位移公式代入前面的等效刚度有关公式，则可得到整截面墙的等效刚度计算公式为：为简化计算，《高层建筑混凝土结构技术规程》将上述三式写成统一公式，并以G=0.4E代入，可得到整截面墙的等效刚度计算公式。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

广州陶粒厂广东陶粒厂 编辑:ejdnchh。

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。

第十五讲剪力墙结构的内力和位移计算在建筑结构领域，剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。

为了确保剪力墙结构在设计和施工中的安全性、稳定性以及经济性，对其内力和位移的准确计算至关重要。

首先，我们来了解一下什么是剪力墙结构。

剪力墙，顾名思义，就是能够承受水平和竖向荷载的钢筋混凝土墙体。

它像一堵坚固的屏障，有效地抵抗风荷载、地震作用等水平力，同时也承担着建筑物自身的重量等竖向荷载。

那为什么要计算剪力墙结构的内力和位移呢？简单来说，内力反映了结构内部各部分之间的相互作用力，而位移则体现了结构在荷载作用下的变形情况。

通过准确计算内力和位移，我们可以判断结构是否能够满足强度、刚度和稳定性的要求，从而保证建筑物在使用过程中的安全可靠。

接下来，我们探讨一下剪力墙结构内力计算的方法。

目前常用的方法主要有手算法和计算机软件计算法。

手算法虽然相对繁琐，但对于理解内力计算的原理非常有帮助。

比如，在水平荷载作用下，可以采用等效抗弯刚度的方法，将剪力墙等效为一根竖向的悬臂梁，然后按照材料力学的方法计算其内力。

这种方法在简单结构中应用较为方便，但对于复杂的剪力墙体系，计算量较大，容易出错。

随着计算机技术的飞速发展，各种结构计算软件应运而生。

这些软件可以根据输入的结构参数和荷载条件，自动计算出剪力墙的内力。

常见的软件有 PKPM、YJK 等。

使用软件计算时，需要准确地建立结构模型，包括墙体的尺寸、材料属性、连接方式等，并合理地施加荷载。

但需要注意的是，软件计算结果也并非绝对准确，需要结构工程师具备一定的判断能力，对结果进行分析和校核。

在计算剪力墙结构的内力时，还需要考虑多种因素。

比如，剪力墙的形状和布置对内力分布有着显著的影响。

如果剪力墙的开洞较大或形状不规则，其内力分布会变得更加复杂。

此外，不同的荷载组合，如风荷载与地震作用的组合，也会导致内力的差异。

说完内力，我们再来看位移计算。

位移计算的目的是评估剪力墙结构在荷载作用下的变形程度，以确保其满足正常使用的要求。

剪力墙的内力计算方法剪力墙的内力计算方法1. 引言剪力墙是一种常用的结构墙体，用于承受纵向荷载和地震力。

在设计剪力墙时，需要进行内力计算以确定墙体的尺寸和配筋。

本文将详细介绍剪力墙的内力计算方法，包括水平荷载的引入、剪力分布的确定和内力计算的具体步骤。

2. 水平荷载的引入剪力墙主要承受水平荷载引起的剪力作用。

水平荷载可以分为地震力和风载荷载两种情况。

地震力是剪力墙设计中最重要的荷载，根据地震区划和设计等级确定地震作用。

风载是根据建筑物高度、形状和地理位置等确定的。

在内力计算中，需要将这些水平荷载引入计算模型。

3. 剪力分布的确定剪力墙的内力分布是根据墙的几何形状和荷载情况来确定的。

通常情况下，剪力墙受到的剪力是不均匀分布的，因此需要确定剪力的分布规律以进行内力计算。

常用的剪力分布假设有均布剪力、三角形剪力和梯形剪力等。

4. 内力计算的具体步骤进行剪力墙的内力计算时，可以按照以下步骤进行：(1) 确定剪力墙的尺寸和布置，包括墙体的高度、厚度和纵向间距等。

(2) 确定荷载情况，包括水平荷载和垂直荷载。

(3) 根据荷载情况和剪力分布规律，确定墙体各截面的剪力大小。

(4) 根据墙体的材料性能和截面形状，计算截面的抗剪强度。

(5) 对于超过抗剪强度的截面，需要进行配筋计算，并根据构造措施确定墙体的抗剪能力。

(6) 根据内力计算结果，进行剪力墙尺寸和配筋的调整。

5. 附件本文档所涉及的附件如下：附件1：剪力墙设计图纸附件2：剪力墙内力计算表格6. 法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下：1) 剪力墙：一种用于承受水平荷载的墙体结构。

2) 内力计算：根据力学原理和设计要求，计算结构内部的受力情况和内力大小。

剪力墙结构的内力与位移计算在现代建筑结构设计中，剪力墙结构因其良好的抗震性能和空间整体性而被广泛应用。

要确保剪力墙结构的安全性和稳定性，准确计算其内力与位移至关重要。

接下来，让我们一起深入探讨剪力墙结构内力与位移计算的相关知识。

剪力墙，简单来说，就是主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。

它如同建筑物的坚强卫士，能够有效地抵抗侧向力，保障建筑的稳定。

内力计算是剪力墙结构设计的关键环节之一。

在水平荷载作用下，剪力墙会产生弯矩、剪力和轴力。

计算这些内力时，需要考虑多种因素。

首先是荷载的确定。

水平荷载通常包括风荷载和地震作用。

风荷载的大小取决于建筑物所在地区的基本风压、体型系数以及高度等因素。

地震作用则需要根据抗震设防烈度、场地类别等进行计算。

其次，剪力墙的几何形状和尺寸对内力计算有着重要影响。

比如，墙的长度、厚度以及开洞情况等。

开洞会使剪力墙的刚度发生变化，从而影响内力分布。

在计算方法上，常用的有等效抗弯刚度法和有限元法等。

等效抗弯刚度法相对简单，适用于规则形状的剪力墙。

它将剪力墙等效为一个具有一定抗弯刚度的杆件，通过结构力学的方法计算内力。

有限元法则能够更精确地模拟剪力墙的复杂受力情况，适用于各种形状和开洞的剪力墙，但计算过程相对复杂。

位移计算同样不容忽视。

位移过大可能导致建筑物使用功能受限，甚至影响结构的安全。

计算剪力墙的位移，需要先确定其侧向刚度。

侧向刚度与剪力墙的材料、几何形状、边界条件等密切相关。

对于混凝土剪力墙，其刚度会随着混凝土的龄期和受力状态而变化。

在计算位移时，要考虑多种因素的影响。

比如，梁和柱对剪力墙的约束作用，以及填充墙等非结构构件对结构刚度的贡献。

实际工程中，为了更准确地计算剪力墙结构的内力和位移，通常会借助计算机软件进行分析。

这些软件基于各种成熟的计算理论和算法，能够快速给出精确的结果。

然而，软件计算结果并不是绝对可靠的，工程师需要对其进行判断和校核。

这就要求工程师具备扎实的专业知识和丰富的工程经验，能够识别计算结果中的不合理之处，并进行必要的调整。