底层大空间部分框支剪力墙结构

第三章底层大空间（部分框支）剪力墙结构分析3.1相关概念3.3框支剪力墙在水平荷载作用下的工作特点和分析计算3.4底层大空间剪力墙结构体系的布置与协同工作计算方法3.2框支剪力墙结构在竖向荷载作用下的工作特性与计算

剪力墙结构底部（层）若需要大空间，常布置成部分墙肢落地、部分墙肢框支的协同工作整体结构体系。部分框支剪力墙结构的侧向刚度在墙与框架交接处发生突变。框支墙：提供大空间；落地墙：加强结构的抗震能力，提供足够的抗侧刚度3.1相关概念框支墙底层（部）抗侧刚度↓↓框支墙的底层框架承担剪力↓↓落地墙承担的剪力结构特点★底层墙体与框支层楼盖对水平力的传递非常重要，予以加强。★实际工程中可用框-剪结构的裙房提供的抗侧刚度来弥补底部大空间剪力墙结构底部抗侧刚度的不足。水平力在底层的分配关系与上部各层不同，不同点在于：★楼盖实现内力的传递与调整；

★落地墙作为框支墙的弹性支承；底层大空间剪力墙结构的分析计算1）框支剪力墙在竖向荷载用下的分析计算2）框支剪力墙在水平荷载作用下的分析计算

3）底层大空间剪力墙结构体系布置及其协同工作分析计算

4）大底盘大空间剪力墙结构体系布置及其协同工作分析计算

3.2框支剪力墙结构在竖向荷载作用下的工作特性与计算一维杆件的框架梁、柱

二维的墙板

1特点：两种不同性能的构件的组合★剪力墙板的应力分布（特别是靠近底部框架处）2需要解决的问题★托梁的力的量值与分布规律

★托梁的内力(M、N、V)

★框支柱的内力

★落地墙与框支墙的协同工作

1）综合运用弹性力学平面问题和杆系结构力学的理论，有限元法可以分析任意形状在任意荷载作用下的框支墙

3问题的解决方法2）解析解法★按弹性力学平面问题的原理分析二维墙板的应力；★用应力函数通过级数进行近似求解，用墙板和梁的变形协调边界条件确定代定系数。3.3

单跨框支剪力墙近似计算方法墙板中竖向应力的分布特点在距梁顶界面时，在距梁顶界面（净跨），基本均匀分布；

★水平方向：跨中最小，支座最大，中部曲线下降（马鞍形）←拱作用；★竖直方向：墙梁交界处应力集中，上部变化平缓，下部变化明显；3.3.2有关参数①若t为墙板厚度，墙板中任意一点处的竖向应力集中系数C可定义为实际竖向应力与平均竖向应力q/t的比值，即：·托梁刚度越小，C↑；·框支柱b（b／L）越小，C↑；

绘制出柱顶处的墙板应力集中系数C与C1在b／L处于不同水平时的关系曲线如右图所示：②墙梁刚度比C1定义为：

绘制出梁墙交接面处C(x)与x／L在b／L处于不同水平时的关系曲线如下图所示：3.3.3托梁轴拉力计算

按近似计算方法和上图所示的受力分布，半边墙体的受力体系的平衡条件可表示为：A当向下的荷载，即，有B当时有研究表明：当墙高／宽度>1.5时，取拱高a=L/2偏安全且具有合理的精度。对O取矩，由平衡条件∑Mo=0有：偏安全地略去f/3项，从而有托梁的弯矩与剪力支座弯矩跨中弯矩梁端剪力τ=4T/(L-2b)★当墙板开小洞时可以代替上述公式中的C进行分析，S为开孔宽度；★墙板开较大且规则的洞口时→可按壁式框架计算★当墙板无洞（或小洞）时按上述方法进行分析★墙板开较大且规则的洞口时→可按广义连续方法分析（后述）；★无论有无洞口、规则与否→均可按有限元方法分析。单跨框支剪力墙在竖向荷载作用下的内力系数(1)框架梁高比hb/L0.10框架柱宽比b/L0.060.080.10柱顶处墙板最大竖向应力σy-4.7-4.1-3.6框架梁最大拉力T0.180.160.15框架梁跨中弯矩Mbc0.0060.0050.004框架梁支座弯矩Mbs-0.001-0.001-0.001框支柱柱顶弯矩Mcu-0.003-0.005-0.007框支柱柱顶弯矩Mcd0.0020.0030.004框支柱轴力0.50.50.5单跨框支剪力墙在竖向荷载作用下的内力系数(2)框架梁高比hb/L0.13框架柱宽比b/L0.060.080.10柱顶处墙板最大竖向应力σy-4.1-3.7-3.3框架梁最大拉力T0.200.180.16框架梁跨中弯矩Mbc0.0110.0090.006框架梁支座弯矩Mbs-0.002-0.002-0.002框支柱柱顶弯矩Mcu-0.003-0.005-0.007框支柱柱顶弯矩Mcd0.0020.0030.004框支柱轴力0.50.50.5单跨框支剪力墙在竖向荷载作用下的内力系数(3)框架梁高比hb/L0.16框架柱宽比b/L0.060.080.10柱顶处墙板最大竖向应力σy-3.6-3.1-2.9框架梁最大拉力T0.210.190.17框架梁跨中弯矩Mbc0.0150.0130.011框架梁支座弯矩Mbs-0.003-0.003-0.003框支柱柱顶弯矩Mcu-0.003-0.005-0.007框支柱柱顶弯矩Mcd0.0020.0030.004框支柱轴力0.50.50.5单跨框支剪力墙在竖向荷载作用下的内力系数系数用法：应力=表中系数×q/t轴力T、N=表中系数×qL弯矩M=表中系数×qL2适用条件：支承框架厚度等于墙厚二倍双跨刺框支裤墙在缓竖向卡荷载柱下的井应力饼分布讯特点1墙盒板中竖失向应力湿的分布L0以上仰的墙导板竖范向应卷力基羽本上咽是均闹布的堵；边柱边顶的守压应午力往因往大鸡于中烫柱顶咬的压党力；常用尺绑寸下(蛮hb/L创=0梯.1搂~0盛.1咐6,触b/道L=拍0.券06岩~0痒.1幕),制边柱吨顶处矿墙板份的最辉大压惑应力σy1约在料3.仰8~牵5.愤9q/t范围内句变动；中柱顶恶处墙板琴的最大伤压应力σy2约在滤2.帆2~渠3.似4q/t范围内俘变动；浸比值σy1/σy2约在羡1.街4~漏2.理1范旅围内则变动甜。2班墙板膀中水慌平应翼力的连分布L0以上的揪墙板水曲平应力优基本上扬为零；拉应丸力区已近似配三角促形，开中柱颤与墙透板的伙交点斜达到娃最大摔值，听约为香0.孝7~渴1.膨0q/叼t范围内孤变动；拉应力恨区三角辫形高度谈约为0胜.4L种；三角偏形半底填长在0拢.5~民0.7门L范围锹内。剪应力纸只分布致在L0以内沾的墙林板中船；墙梁的怖交界面挑处，墙拨板的剪慎应力值锈最大，宽约为1拐.1~良1.5q/t；梁的下育边缘与衰柱交界什面处，削剪应力忘可达1驴.5~还2.0q/演t。3靠墙板令中剪递应力着的分瓶布轴拉虑力最饮大值占为（绳0.抗15慎~0拳.2椅）qL，位于素距外侧暮(0.筹35~装0.4需5)L处；在柱支数承截面嘴上，轴板拉力接兽近于零域；框支梁艘最大正贸弯矩截鉴面位于渗距外侧袭(0.勇15~租0.2旅5)L处；榜最大性负弯敞矩位薄于中卷间支从座截济面上宏。4荡框支豪梁上那的弯圈矩和膨轴拉茂力分荐布3.闻4框支符剪力甘墙在狂水平幅荷载东作用中下的严工作文特点帆和分赶析计宗算在水平跃荷载作怪用下框支剪足力墙的主要种工作毯特点★在距墙梁分界线L0以上的墙体，其竖向应力的分布基本上不受底层框架的影响，可按竖向悬臂构件计算（材料力学方法），沿水平向线形分布；★在高贫度L0以内的扣墙体逐渐向纪框架柱朱上方集溜中，并与帽托梁叔共同罚形成圣截面率高度绝为(L0+hb)的“凸斗”字形酸框架梁岩，与底矛层柱共祥同工作歉；任意第i根柱的剪力与盾弯矩：★柱剪力Ii为第i根柱的惯性矩★柱端颠弯矩假设张反弯怎点在嘉柱中点h1为底层壳柱高★任意第i根柱轴力

m为框支盐剪力墙秤底部弯孔矩，Mj为第j根柱轨柱脚弟弯矩★与边柱螺连结的课框架梁柳端弯矩滔Mb近似地随取为其柱端简弯矩，杆即Mbi=Mi；★与中蛙柱连斯结的派框架偷梁端朱弯矩秋等于则Mi/2，枯即Mbi=Mi/2拌;★框支俗墙顶护部位界移△腿=△1+△2+△3；△1为底层框架的水平位移；△2为框支柱轴向变形、底层框支横梁转角使墙顶产生的水平位移；△3为剪力墙板作为竖向悬臂构件所产生的顶端位移。★剪力宿墙板斗作为梨竖向韵悬臂悦构件解所产绩生的导顶端仿位移鸡△3★框支缠柱轴锈向变殃形、聚底层寒框架精横梁李转角宝使墙发顶产护生的言水平坟位移△2★底层护框架燥的水待平位机移△1（在侧向均布荷载作用下）3.5底层面大空奋间剪纪力墙悬结构牙体系布置与李协同工咬作计算胜方法3.5上.1结构体叹系布置(1)应设右置转托换层抢的情杰况（地因上侮、下凑层刚富度突挑变）★在结跃构转斑换层洗布置永结构暴转换吐构件（梁质、桁饼架、之箱形搂结构势、斜文撑等蔑）；★6度及后非抗震订设计时慨，转换个构件可精采用厚圣板；★7、德8度凶抗震淋设计筝时地下室研的转换羽构件可母采用厚愚板在地面汽以上设奖置转换满层的位谢置8度抗震时援不宜超肌过3层林；7度时不宜挪超过型5层鼠；6度喝时可适当杰增加；9度堂时不应采用；（2巩）高层结掀构中，大空芳间的线层数：（3）结构布科置应遵循的未原则原则订a．落地玻墙和男筒体沾底部哥应加贞厚，呼同时敌：★底部族大空图间为颜1或橡2层攻时，矩转换祸层的捐上、民下部身等效剪切刚臣度比值别宜接烧近1，叮非抗震味设计时看不应小于受0.萌4，托抗震档时不甚应小伞于0违.5熔，省按曾下式践计算恋：G1.G2—底层算及转换邀层上层候的混凝致土剪变辟模量；A1.A2—底浓层及元转换观层上师层的适折算伸抗剪播截面低面积锄；Awi—第存i层运全部要剪力茎墙在晃计算宰方向嫂的有匀效截稠面面枪积（稻不含攀翼缘耀）；Aci—第怒i层现全部盛柱的惨截面祸面积蒸；hi—第i悉层的层拔高；hci—第i设层柱沿蛙计算方辱向的截畏面高度骄。★当转知换层跨设置麦在第搜二层劈燕以上兔时，许转换葵层与唉相邻蔬上层碰的侧安向刚幕度比不应昆小于弊0.群6。★当转换层设置在第二层以上时，转换层下部结构与上层结构的等效侧向刚度比尚宜接近1；非抗震设计时不应小于0.5，抗震设计时不应小于0.8。原则闲b．框支层得周围楼茶板不应央错层布射置；原则c改．落地愚墙和承筒体爸不宜浸在端倦部开萍洞；框支墙绘上层不纯宜在边廊柱和中射柱上部闹开洞；原则d．落地墙间距（长矩形平面）：在非抗震时要求且；抗震设计时：框支层为1-2层时且，3层以上时且原则阅e．落地墙弄与相邻荒框支柱永的距离煮：当框支尤层为1这-2层烈时不宜蓬大于1伸2m，3层注以上糊时不讲宜大图于1斯0m衡。原则f善．框支究框架轨承担笛的地章震倾已覆力疑矩应勤小于摸结构概总地繁震倾枯覆力吐矩的施50惹%。原则g劝．当框茅支梁司承托榆剪力趁墙并昏承托末转换放次梁绝及其叶上剪谱力墙火时，姐应进季行应拨力分陵析，值按应秆力校董核钢碧筋，稍并加绘强构另造措傲施。絮B级任高度慌部分彻框支角剪力暴墙的痰结构容转换旋层，绢不宜才采用型框支宇主、席次梁辆方案孔。（4跪）帝剪力软墙底骨部加枯强部重位高涌度取为Ma迎x（框支层加其上两秒层的高太度，1/1兼0H）加强部陪位墙体肃两端宜身设置翼泰墙或端逗柱，抗震库时需柿设置绕约束禾边缘伸构件伯。薄弱层墙的地震摄剪力×1宅.2叙5的匪增大雹系数；（盾）特一傅级、堡一级舞、二利级转换库构件逆水平睬地震慨作用计算内递力分别×1宽.9名、1凝.6耗、1峡.3增大系狭数；7度（扒0.1只5g）糖、8度姑以上转会换层构漂件尚应丙考虑竖饮向地震脂作用（施高规）(5)值薄弱税层的地震剪自力调整(6)旱转换解梁（托池梁）★宜与框翠支柱截仓面中线妙重合；★bb不宜大磨于框支巩柱相应傲方向截敲面宽度竟，且不宜低小于其虫上墙体溪厚度的殖2倍及狱400尝mm;当托筑梁上蕉有柱详时不溪宜小停于柱念宽；★截面高佩度hb不宜小无于1/8飞倍计算冰跨度；★托梁上吧不宜开倚洞，若宋必须开昆洞时，佩洞口边羽离开支加座柱边搅的距离暗不宜小骗于梁截烈面高度到；被洞太口削弱甜的截面良应进行咸承载力蜜计算，伏因开洞养形成的供上、下祝弦杆应兽加强纵柏筋和箍易筋的配碌置。★对托柱据转换梁野的托柱负部位和爽框支梁期上部的香墙体开难洞部位原，梁的都箍筋应堤加密配递置，加梢密区范组围可去冠梁上托目柱边或催墙边两弹侧各1眯.5倍买转换梁尤高度。★托柱药转换档梁应搁沿腹择板高泊度配烤置腰怕筋，苏其直内径不寺宜小池于1跳2m物m，无间距意不宜扇大于悄20假0m校m。★转换禾梁纵很筋接窗头宜险采用圾机械倘连接窄，同邮一连卫接区幸段内鸽接头设钢筋顽截面示面积估不宜眯超过期全部蜂纵筋卧截面豪面积烂的5刃0%飘，接酱头位爬置应转避开蛾上部吐墙体颠开洞答部位评、梁命上托爸柱部修位及境受力蜜加大秤部位赢。★托柱转剧换梁在捞转换层言宜在托炼柱位置颂设置正概交方向位的框架偷梁或楼收面梁。★转换梁久纵筋构曲造；(7乓)盾转换腊柱a．地震捐剪力茶标准昆值按劲如下高所述拒进行贯调整★若每层妖框支柱梳总数不拦多于1负0根，1-2按层框支时每根狗柱所供受剪拒力至甚少取袖基底著剪力患V0的2%中，3层观及以曲上时至齐少取毫3%杏；★若每层贿框支柱微总数多技于10僻根，1-忆2层受框支时每层柱槽所受剪华力之和挖至少取醋基底剪良力V0的20爆%，3层虏及以箩上时至少取构30%昏；注：框支幕柱剪晶力调灰整后应相应振调整框弱支柱的剥弯矩及秋柱端框虑架梁的剪力和凑弯矩，捕但框支破梁的剪员力和弯细矩，框蜂支柱的傻轴力可盒不调整冈。b.与转裤换构想件相孕连的衬一、堪二级遍柱上荣端与汇底层付柱下端截注面的弯矩暑组合会值应分别散乘以1拉.5、闷1.3绘的放大悦系数吨；C.在考效虑b膛项的焦基础刻上，劳框支丽角柱蛮的M搁、V设计值×1.邀1；d.一、二法级框支科柱有地景震作用螺产生的肺轴力分葱别乘1.明5、凝1.哄2，接但轴谜压比劝计算炒时不采宜考裙虑该妇增大骂系数延，一、浸二级呢轴压赤比限宿值分眠别为田0.练6、禽0.吨7；e.截面极尺寸融要求★非抗禾震时凭bc≮40蝴0mm伶，抗震时剖bc≮45丈0mm★非抗钉震时示hc≮1杀/1历5框怠支梁面跨，抗震妄时hc≮1渡/1溉2框夜支梁堡跨；f.配筋倚要求★柱内全侮部纵筋液最小配寇筋率：就非抗震甩时0.悠7%，一级挤抗震匪时1佛.1课%，捕二级究抗震眨0.尿9%★抗震素设计被时，恳箍筋勒应采饶用复宵合螺缎旋箍够或井爪字复合箍昏，并奔沿柱突全高其加密格，箍县筋直抄径≮勤10爹mm均，间距不厨应大于猴10m迟m和6屠倍纵筋侧直径的劣较小值★抗震设替计时，助箍筋应故采用复富合螺旋严箍或井磨字复合箍，尚并沿柱炎全高加领密，箍知筋直径改≮10俱mm，间距辈不应台大于拐10嫁mm