水平荷载作用下剪力墙的荷载、内力、位移

厦门大学网络教育2013-2014学年第二学期《高层建筑结构》课程复习题一、填空题1．框架-核心筒结构可以采用、或混合结构。

2. 场地土愈，软土覆盖层的厚度愈，场地类别就愈，特征周期愈，对长周期结构愈不利。

3．当剪力墙的高宽比小于或等于4时，要考虑的影响。

4．高层建筑设计时, 结构沿高度方向布置应、，避免有刚度或承载力的突变。

5．壁式框架的侧移刚度可采用进行计算，但应考虑杆件剪切变形以及带刚域杆件的影响。

6. 由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载的结构，称为。

7. 剪力墙根据洞口大小和分布不同，可分为、和不规则开洞剪力墙三类。

8. 框架-核心筒结构设置水平楼伸臂的楼层，称为。

9. 楼盖是保证高层建筑结构整体性最重要的结构构件，它使各抗侧力子结构之间。

10. 剪力墙根据有无洞口，洞口大小和位置以及形状等，可分为、、、和五类。

11. 板柱体系是指钢筋混凝土和组成的结构。

12. 一般用延性比表示延性，即能力的大小。

13. 框架柱的箍筋有三个作用：抵抗、对混凝土提供、防止纵筋。

14. 巨型框架结构也称为主次框架结构，主框架为，次框架为。

二、选择题16．基本风压是以当地比较空旷平坦地面上离地（）高统计所得50年一遇10min平均最大风速为标准确定的风压值。

A、5m；B、8m；C、10m；D、15m。

17. 对框架柱的弯矩进行调整的目的是满足（）的要求。

A、强柱弱梁；B、强剪弱弯；C、强核芯区、强锚固；D、强节点弱构件18.关于整截面墙位移计算的说法正确的是（）。

A、在计算位移时应考虑剪切变形的影响；B、当墙面开有很小的洞口时，不需考虑洞口对位移的影响；C、对均布荷载、倒三角形荷载及顶点集中荷载三种形式的位移计算公式是一样的；D、对三种形式荷载下的墙面等效刚度不能写成统一公式。

19. 对于以下五种类型的钢筋混凝土多高层建筑结构即：1）框架；2）框架—剪力墙；3）填充墙框架；4）剪力墙；5）乙类建筑中结构。

绿色建筑的发展趋势
节能设计
在剪力墙结构的设计中，应充分考虑节能因 素，采用合理的建筑布局、朝向和窗墙比等 措施，降低建筑能耗，提高能源利用效率。
环保材料，降低建筑对环境的负荷，实
现绿色建筑的可持续发展。
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该方法能够处理复杂的几何形状和材料非线性问题，广泛应 用于工程实践中。
有限差分法
有限差分法是一种离散化的数值计算方法，通过将连续的 空间离散成有限个小的差分网格，并利用差分公式代替微 分方程进行求解。
该方法适用于求解偏微分方程，对于求解剪力墙的内力具 有一定的适用性。
边界元法
边界元法是一种基于边界积分方程的数值计算方法，通过将问题转化为边界积分 方程，并利用离散化的方式求解。
大跨度桥梁剪力墙结构优化设计
针对大跨度桥梁的特点，采用相应的优化设计方法，对剪力墙结构进行优化设计，降低 结构的自重和提高结构的稳定性。
05 剪力墙结构的发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
高强度钢材具有更高的屈服点和抗拉 强度，能够减少钢材用量，减轻结构 自重，提高结构的承载能力和抗震性 能。
求解数学模型
选择合适的优化算法，对数学模型进行求解， 以获得最优解。
建立数学模型
根据问题定义，建立相应的数学模型，包括 目标函数和约束条件。
结果分析
对最优解进行分析，评估其可行性和有效性。
优化设计实例
高层建筑剪力墙结构优化设计
针对高层建筑的特点，采用相应的优化设计方法，对剪力墙结构进行优化设计，提高结 构的承载力和稳定性。
高层剪力墙的内力计算
总结词
高层剪力墙的内力计算需要考虑地震作 用和风荷载等动态因素，需要采用动力 分析方法。

相加两式得
对上式微分一次得
最后位移条件 表达为
连梁内力
内力计算
连梁剪力
连梁弯矩 为连梁与墙肢刚度比（或为不考虑墙肢轴向变形时剪
力墙的整体工作系数）； 为剪力墙的整体工作系数； (计算式见后)
D为连梁的刚度；S为 双肢墙对组合截面形 心轴的面积矩
墙肢内力
——分别为两墙肢对各自截面形心轴的惯性矩； ——分别为两墙肢的折算惯性矩
或写成连杆是连续分布的取微段高度连杆进行分析该连杆的截面积为惯性矩为切口处剪连杆弯曲变形产生的相对位移顶部集中力作用下的悬臂杆件顶点侧移连杆剪切变形产生的相对位移在顶部集中力作用下由剪切变形产dxdxeipheihagaphgahaeieiha由基本体系可分别写出两墙肢的弯矩与其曲率的关系为相加两式得对上式微分一次得最后位移条件表达为连梁内力为连梁与墙肢刚度比或为不考虑墙肢轴向变形时剪力墙的整体工作系数
（4）双肢墙（联肢墙）介 于整体小开口墙和独立 悬臂墙之间，连梁对墙 肢有一定的约束作用， 墙肢弯矩图有突变，并 且有反弯点存在（仅在 一些楼层），墙肢局部 弯矩较大，整个截面正 应力已不再呈直线分布， 如图所示。变形曲线为宽，连梁与墙肢 的截面弯曲刚度接近， 墙肢中弯矩与框架柱 相似，其弯矩图不仅 在楼层处有突变，而 且在大多数楼层中都 出现反弯点，如图所 示。变形曲线呈整体 剪切型。
多肢墙仍采用连续化方法进行内力和位移计算，其基本假 定和基本体系的取法均与双肢墙类似。
同双肢墙的求解一样，根据切口处的变形连续条件，m+1 列多肢墙可建立m个微分方程。
6.4 壁式框架的内力及位移计算
当剪力墙的洞口尺寸较大，连梁的线刚度又大于或接近于 墙肢的线刚度时，剪力墙的受力性能接近于框架。但由于墙肢 和连梁的截面高度较大，节点区也较大，故计算时应将节点视 为墙肢和连梁的刚域，因此， 壁式框架的梁、 柱实际上都是 一种在端部带有刚域的杆件。按带刚域的框架（即壁式框架） 进行分析，在水平荷载作用下，常用的分析方法有矩阵位移法 和D值法等，本节仅讲述D值法。

剪力墙截面设计与构造中的一些问题1．剪力墙与钢筋混凝土压弯构件相比有何特点？在剪力墙内，各种钢筋的作用如何？需要进行哪些计算与验算？答：墙体承受轴力，弯矩和剪力的共同作用，它应当符合钢筋混凝土压弯构件的基本规律。

但与柱子相比，它的截面往往薄而长（受力方向截面高宽比远大于4），沿截面长方向要布置许多分布钢筋，同时，截面剪力大，抗剪问题较为突出。

这使剪力墙和柱截面的配筋计算和配筋构造都略有不同。

在剪力墙内，由竖向分布筋和受力纵筋抗弯、水平钢筋抗剪，需要进行正截面抗弯承载能力和斜截面抗剪承载能力计算，必要时，还要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。

剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑，保持平面外稳定。

在楼层之间也要保持局部稳定，必要时还应进行平面外的稳定验算。

2．如何判别剪力墙的大、小偏心受压？答：与偏心受压柱类似，在极限状态下，当剪力墙的相对受压区高度ξ（x /h w0）≤ξb 时，为大偏心受压破坏；ξ>ξb 时为小偏心受压破坏。

3．剪力墙按大偏心受压进行强度计算时，应满足哪两个条件？答：剪力墙按大偏心受压进行强度计算时，应满足的两个条件：（1）必须验算是否满足ξ≤ξb 。

若不满足，则应按小偏压计算配筋。

（2）无论在哪种情况下，均应符合'2a x ≥的条件，否则按'2a x =进行计算。

4．剪力墙大、小偏心受压破坏的特点与假定如何？答：大偏压破坏时，远离中和轴的受拉、受压钢筋都可以达到流限f y ，压区混凝土达到极限强度α1f c ，但是靠近中和轴处的竖向分布筋不能达到流限。

按照平截面假定，未达流限的范围可以由计算确定。

但为了简化计算，在剪力墙正截面计算时，假定只在1.5x 范围（x 为受压区高度）以外的受拉竖向分布筋达到流限并参加受力。

在1.5x 范围内的钢筋未达流限或受压，均不参与受力计算。

与小偏压柱相同，剪力墙截面小偏压破坏时，截面上大部分受压或全部受压。

在压应力较大的一侧，混凝土达到极限抗压强度而丧失承载能力，端部钢筋及分布钢筋均达到抗压屈服强度，但计算中不考虑分布压筋的作用。