一字型剪力墙计算长度分析

郧哉粤晕郧阅韵晕郧粤砸悦匀陨栽耘悦栽哉砸耘悦陨灾陨蕴耘晕郧陨晕耘耘砸陨晕郧广东土木与建筑Vol.26晕燥援5MAY圆园19一字型剪力墙计算长度分析李

伦

广州500010）

（广东省建筑设计研究院

一字型剪力墙实际的稳定摘要：一字型剪力墙在稳定分析中往往被简化为两边支撑的矩形薄板，而高层建筑功能日益复杂，

剪力墙开洞率三个方面着手，通过对一字型剪力墙的分析不能按规范一概而论。从楼板与墙肢长度比值，楼板与剪力墙线刚度比，

给工程实际提供参考。稳定分析得出计算长度系数的变化，

关键词：一字型剪力墙；稳定分析；楼板与墙肢长度比值；楼板与剪力墙线刚度比；剪力墙开洞率；计算长度系数中图分类号：TU311.2文献标志码：A文章编号：1671-4563（2019）05-013-03

LiLun

（ArchitecturalDesign&ResearchInstituteofGuangdongProvince

Guangzhou500010，China）

Theshear-wallwithoutflangeinthestabilityanalysisisoftensimplifiedastwosidessupportedrectangularthinplate，ashigh-risebuildingsfunctionincreasinglycomplex，theshear-wallwithoutflangeinthestabilityanalysisactuallycannotgeneralizebynorms.Startingfromthreeaspects：theratiooffloorlengthtowalllength，thelinearstiffnessratiooffloortoshearwall，andtheholeopeningrateofshearwall，throughthestabilityanalysisoftheshear-wallwithoutflange，thechangeofeffectivelengthcoefficientisobtained，whichprovidesreferencefortheengineeringpractice.theshear-wallwithoutflange；stabilityanalysis；theratiooffloorlengthtowalllength；thelinearstiffnessratiooffloortoshearwall；theholeopeningrateofshearwall；effectivelengthcoefficient0引言

剪力墙计算长度系数通过欧拉公式咱7袁8暂进行计算：

EIPcr=圆（L）2一字型在现代高层剪力墙或框架-剪力墙住宅中，

剪力墙的使用变得愈来愈多，但在结构底部往往会有方案或者初步设计几层通高的情况，基于安全性考虑，

暂以时为满足《建筑抗震设计规范：GB50011-2010》咱1（下简称《抗规》）中关于一字型剪力墙高厚比的要求，往往将底部加强区剪力墙做得很厚，大大影响观感。

咱2暂若按《高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ3-2010》

优悠

则计算长度系数：

=L式中：I为构件在屈曲方向的惯性矩；L为构件长度；根据临界荷载Pcr可反算计算长度系数。

姨EIPcr（以下简称《高规》）计算满足稳定性要求，剪力墙高厚但《高规》比要求可以适当放松，中关于一字型剪力墙计算长度系数仅给出一个定值，若出现墙肢周边楼板

咱2暂在存在大开洞或剪力墙有洞口咱3暂的情况，《高规》中

并未有明确条文说明，应进行专门分析。

2

2.1

有限元分析

软件计算结果正确性验证

本文采用有限元软件SAP2000咱9暂对一字型剪力墙

无楼板两种进行屈曲稳定分析，模型分别按有楼板、验证软件情况，得到计算长度系数后与规范值对比，

计算结果的准确性。

E=3.25伊104N/mm2，层高4m，墙厚t=0.3m，墙长6m；

弹性模量咱10暂为模型参数如下：C40混凝土剪力墙，

1计算长度系数影响因素及计算方法

根据薄壳屈曲理论咱4-6暂，剪力墙计算长度系数主要

影响因素为楼板支撑条件和剪力墙自身刚度。

现从楼板与墙肢长度比值，楼板与剪力墙线刚度对一字型剪力墙进行比，剪力墙开洞率三个方面入手，

屈曲稳定分析，进而得出计算长度系数的变化规律。

作者简介：李伦（1988-），男，硕士研究生，工程师，主要从事结alec1228@qq.comE-mail：构设计和分析工作。

弹性模量为E=3.00伊104N/mm2，C30混凝土楼板，板厚

t=0.11m，板尺寸：6m伊3m。

支座约束条件：无楼板模型顶部节点仅约束水平向变形，墙底部按铰接；有楼板模型中剪力墙底部及楼板支座均按铰接咱11袁12暂。

根据SAP2000屈曲分析结果得到临界屈曲荷载Pcr，然后反算计算长度系数，模型及屈曲变形如图1所示。

13

圆园19年5月第26卷第5期李伦：一字型剪力墙计算长度分析MAY圆园19Vol.26晕燥援5訳无楼板约束

图1

訴剪带楼力墙屈板约曲束

分析

Fig.1

BucklingAnalysisofShear-wall

0.98，无的计算长度系数分别为1.00、

可以规楼范板看限、出值有，为楼无1.00板论有。

无楼板约束，

一字型剪力墙计算长度系数均接近规范限值，

证明软件计算结果及计算过程均准确，同时也说明楼板约束能减少剪力墙计

算2.2

长度楼系数板与。过调SAP2000墙整楼板与计肢墙算长肢模度长型比度参值比数同对计算值2.1长度系数影响

来分析节带楼计算板长模度型系数

，

通的变化情况。

楼板开洞模型如图2、图3所示。

计算长度系数

随

变化如图4所示。

从图4可以看出，楼板长边长度与墙此逸时0.40基本时能，够计满算足长规度范系数值1.0基的要本能求；

维持在肢长度比值当约1.00.40左右时，

，计算长度系数发生显著变化，峰值达到1.762，此时

图2楼板开洞模型示意14

Fig.2

FloorOpeningModel

图3屈曲分析

Fig.3

BucklingAnalysis

2.201.801.401.000.600.00030板墙长度比0.600.90图4计算长度系数随变化图Fig.4

EffectiveLengthCoefficientChangeswith

远远大于规范1.0的限值要求，计算长度系数要放大

计算，实际应用的时候要尽量避免约0.40的情况。

由图=1.9177

4的变化趋势线（虚线）所示，给出拟合公式：22.3

-2.8191+1.9521，R2=0.9512忧

由楼板2.1与节剪可力知墙线，楼刚板度对比剪对力计墙算起长到度约系数束作影响

用，本节通过研究楼板与剪力墙线刚度比K=i板算长度系数的变化规/i墙，定量分析

一字型剪力墙计律。SAP2000计算模型参数同2.1节带楼板模型，通过调整板厚及墙厚来调整K值。

模型如图5所示。

图5

剪力墙屈曲分析

Fig.5

BucklingAnalysisofShear-wall

计算长度系数随K变化如图6所示。

从图6可以看出，计算长度系数

基本维持在1.0

以值逸下取0.40，能1.0以够以上满便时足包，络建规设计。

议范限值取要0.90求；，

其当余线情刚况仍度比按K规=i范板/i限

墙由图=0.11316的变K化趋势线（虚线）所示，给出拟合公式：

2-0.2872K+0.9992，R2=0.9902

尤

圆园19年5月第26卷第5期广东土木与建筑MAY圆园19Vol.26晕燥援51.000.900.800.700.600.000.20线0.40刚度比K0.600.801.00图6计算长度系数随K变化图

Fig.6

EffectiveLengthCoefficientChangeswithK

2.4

剪力墙开洞率对过剪力SAP2000墙开洞计，即算调模整型计剪参算力数同长度系数墙开2.1洞率节影响带楼来分析板模计型算，长通

度系数

的变化情况。考虑到剪力墙洞口串联、并联

的复杂性以及实际设计中的剪力墙开洞率，本文只讨论单个洞口，且开洞率约40%的情况。

剪力墙开洞模型如图7、图8所示。

计算长度系数

随变化如图9所示。

图7

剪力墙开洞示意

Fig.7

TheHoleOpeningofShear-wall

图8剪力墙开洞屈曲分析

Fig.8

BucklingAnalysisofShearWallOpening

2.202.201.801.401.000.60010剪力墙20开洞率30%4050图9

计算长度系数随变化图

Fig.9

EffectiveLengthCoefficientChangeswith

从图9可以看出，剪力墙开洞率对计算长度影响很大，在开洞率4%臆臆30%时，计算长度系数

能

够维持在1.2以下，建议取1.2；在开洞率44%逸跃议

30%时取，1.5计算。

长度系数变化显著，峰值达到1.37，建由图=-0.39779的变化趋势线（虚线）所示，给出拟合公由

式：2+0.902+0.9993，R2=0.9131

3结论

本文通过调整楼板与墙肢长度比值，

楼板与剪力墙线刚度比，剪力墙开洞率，定量分析了一字型剪力墙计算长度系数的变化，得出如下结论：度系数

优楼基板本与能墙够肢满长足度规比范值值不1.0小于的要0.40求；时，计当比算值长

小

于0.40时，计算长度系数呈线性急剧放大，实际设计中应尽量避免此情况。

长度悠系数楼取板1.0与剪；楼力板墙线与剪刚力度墙线比不刚大度于比0.40大于时0.40，计时算

，计算长度系数忧度取剪系数1.20力墙取；开1.0开洞率。

洞率4%44%臆逸臆跃30%30%时时，建，建议议计计算算长长度系数取1.50。

根据楼板和剪力墙自身情况，

给出了相应的计算长度系数拟合公式，

提供工程参考。参考文献

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