混凝土建筑结构第六章作业答案

第六章 思考题

6.1 剪力墙结构的定义、优点、缺点及其使用范围是什么？按其几何形式可将其分为几种类型？

答：剪力墙又称抗风墙或抗震墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震引起的水平荷载和竖向荷载的墙体。剪力墙在承载力和平面内刚度方面有突出优点。但由于墙肢长度较长而厚度较薄，需要考虑其剪切变形并避免平面外受力等不利情况。适用于设防烈度较高的地区。

按其几何形式，分为：一字型普通剪力墙、T型剪力墙、工字型剪力墙、L型剪力墙和一字型短肢剪力墙。

6.2 竖向荷载在剪力墙结构内部是按照什么规律传递的？

答：竖向荷载由楼板传给剪力墙，再由剪力墙传给基础。

6.3 整体墙、小开口整体墙、联肢墙、带刚域框架和单独墙肢等计算方法的特点及适用条件是什么？

答：整体墙计算中认为平面假定仍然适用，截面中的正应力符合直线分布规律，按照整体悬臂墙方法计算墙在水平荷载作用下的截面内力和变形。适用于墙面上门窗、洞口等开孔面积不超过墙面面积的15%，且孔洞间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸。

小开口整体墙的整体弯曲变形仍是主要的，其内力可按材料力学公式计算，但需考虑

局部弯曲的影响稍作修正。适用于洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置；洞口面积超过墙面总面积的16%，但洞口对剪力墙的受力影响较小。

联肢墙计算比较复杂，在引入连杆连续化假定，对于竖向布置规则的双肢墙结构，以连梁中间断开点处的竖向相对位移为零作为数学方程的目标条件建立高阶微分方程，求解得到其本身固有的外力-位移关系及墙肢、连梁内力分布特征。适用于由连梁连接起来的剪力墙。

带刚域框架即壁式框架可用以D值法基础上的计算方法计算。适用于具有多列洞口的剪力墙，当剪力墙洞口尺寸较大，特别是当洞口上梁的刚度大于或接近于洞口侧边墙的刚度时。

6.4 联肢墙的内力分布和侧移曲线有何特点？

答：1）侧移曲线呈弯曲型；

2）连梁的最大剪力不在底层，随着连梁与墙肢刚度比的增大，连梁的剪力加大，剪力最大的梁位置下移；

3）墙肢轴力等于该截面以上所有连续剪力之和，当连梁和墙的刚度比增大时，连梁剪力加大，墙肢轴力也加大；

4）连梁与墙肢的刚度比增大时，墙肢弯矩则减少。

6.5 水平荷载作用下，剪力墙计算截面是如何选取的？水平剪力在各剪力墙上按

照什么规律分配？

答:把纵向剪力墙布置的空间结构简化为平面结构处理，各自承担平面外的外部作用，同时考虑纵横墙的共同工作。

在水平荷载作用下，楼盖只发生刚体运动，整个建筑所承受的水平荷载可按各片剪力墙等效抗弯刚度的大小，按比例进行分配，并进行内力及位移计算。

6.6 剪力墙的布置原则是什么？

答：1）剪力墙结构中，剪力墙的布置应遵循均匀、连续、周边布置的原则；

2）宜结合建筑布置将剪力墙设计成带翼缘或端柱的非一字型剪力墙。

3）尽可能采用大开间剪力墙。

6.7 整体剪力墙的定义是什么？

答：凡墙体上门窗、洞口等开孔面积不超过墙面面积的15%，且孔洞间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞尺寸的墙成为整体剪力墙。

6.8 比较《混规》和《高规》在墙肢正截面偏心受压承载力设计时的差异。

答：《混规》中计算正截面偏心受压承载力时是根据极限状态来计算的，而《高规》则给出了近似计算。

6.9 墙肢斜截面承载力设计的设计思路是什么？

答：剪力墙中的斜裂缝的出现可能有两种情况：一是由于弯曲受拉边缘先出现水平裂缝，然后向倾斜方向发展成斜裂缝；另一种是因为腹板中部主拉应力过大而出现斜向裂缝，然后向两边缘发展。当剪力墙配置适量的腹板钢筋时，腹板钢筋可抵抗斜裂缝的开展，随着裂缝的逐步扩大，混凝土受剪区减少，最后在压应力和剪应力共同作用下，沪宁图发生破坏而丧失承载能力，剪力墙抗剪腹筋的计算主要就是建立在这种破坏基础之上。

6.10 墙肢斜截面承载力设计公式在什么情况下不安全程度更大？为什么？

答：在考虑地震作用下墙肢斜截面承载了不安全程度更大，因为在反复荷载作用下，墙肢的抗剪承载力将减低。

6.11 什么是剪力墙的底部加强部位？为什么要设置底部加强部位？

答：剪力墙受地震作用破坏时，首先会在底部部位出现塑性铰，所以抗震设计时，为了保证剪力墙底部出现塑性铰后具有足够大的延性，需要对剪力墙可能出现塑性铰的部位予以加强（提高抗剪破坏力、设置约束边缘构件等），这个部位就称为底部加强区。

6.12 约束边缘构件的作用是什么？

答：约束边缘构件的作用是当剪力墙轴压比未超过规范规定的限值，但又比较高时，能够进一步提高压弯作用下剪力墙端部混凝土的极限压应变。

6.13 为什么要进行墙肢和连梁的内力调整？

答：抗震设计时，为体现强剪弱弯的原则，剪力墙底部加强部位的剪力设计值要乘以增大系数，使得剪切破坏晚于弯曲破坏。

对于墙肢间的连梁，由于线刚度较大，承受的内力也会很大。当出现连梁抗剪能力不能满足要求时，增大连梁的截面尺寸往往使情况更恶化，此时，减少连梁的截面尺寸反而成了较好的选择，但过多减少连梁的截面尺寸将使墙肢之间的联系减弱并降低联肢墙的整体刚度和整体抗剪承载力。考虑到在地震时墙肢和连梁开裂的差异，计算时可对连梁进行内力调整。

6.14 为什么不能对墙肢的轴力进行调整？

答:剪力墙墙肢在地震作用下大多为大偏心受压构件，故不能对墙肢的轴力进行调整

6.15 在剪力墙内，水平钢筋和竖向钢筋的设计原则是什么？

答：1）一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率，一级、二级、三级抗震设计时均不应小于0.25%，四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于0.20%。

2）一般剪力墙竖向和水平分布钢筋间距均不宜大于300mm；分布钢筋直径均不应小于8mm。剪力墙竖向、水平分布钢筋的直径不宜大于墙厚的110；

3）房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间的纵向剪力墙、端山墙的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率不应小于0.25%，间距不应大于200mm。

6.16 进行悬臂剪力墙正截面抗弯承载力设计时，在大小偏心受压情况下，截面应

力如何假定？

答：假定大偏压时，受拉、受压端部钢筋以及在1.5倍受压区范围之外的受拉区钢筋全部屈服；小偏压时，取端部受压钢筋屈服，而受拉分布钢筋及端部钢筋均未屈服。

6.17 抗震延性悬臂剪力墙的设计和构造措施有哪些？试说明这些设计和构造措施的概念背景？

答：抗震延性悬臂剪力墙的设计及构造措施主要有：1：剪力墙的稳定性要求（即墙截面最小厚度要求）；2：控制剪力墙墙肢发生弯曲破坏；3墙体轴压比的控制；4：约束边缘构件和构造边缘构件；5：墙体分布钢筋的要求；6：连梁延性设计。

6.18 剪力墙“强墙弱梁”的设计要点是什么？

答：剪力墙“强墙弱梁”的设计要点在于保证梁端的塑性铰先于墙体中出现，且梁的破坏先于墙体的破坏。

6.19 开洞剪力墙中，连梁性能对剪力墙的破坏形式、延性性能有些什么影响？连梁延性的设计要点是什么？

答：连梁受力主要是收水平作用或水平何在影响较大，竖向荷载为次，线刚度较大，对结构的整体刚度贡献较大，对剪切变形的影响也较为敏感，但是延性的连梁可以在连梁屈服后，吸收地震能量同时又能继续起到约束墙肢的作用，使墙肢的刚度和承载能力均能维持在一定的水平。

连梁的设计要点在于其名义剪应力限制比较严格，尤其是在地震作用下的验算，经常出现超限的情况，可采用以下一些措施加以解决：

1）减少连梁的截面宽度；

2）抗震设计时，考虑剪力墙中连梁的破坏或损伤，使受损梁荷墙肢形成一个新的抗侧体系；

3）当连梁破坏对承受竖向荷载无影响时，可以考虑在地震作用下该连梁不参与工作。

6.20 壁式框架和一般框架有什么区别？如何确定壁式框架的轴线位置和刚域尺寸？

答：壁式框架具有多列洞口，且洞口尺寸较大，洞口上梁的刚度大于或接近于洞口侧边墙的刚度。

壁式框架的轴线取壁梁（即连梁）和壁柱（即墙肢）截面的形心线。

刚度长度常用取法为：

梁刚域长度：

1dahbb1141dahb22b4

柱刚域长度：

1dcbc114c1dcb2cc24