一、短肢剪力墙的概念设计

框架结构属于一种比较柔的结构形式，不能做太高，但是对于剪力墙结构，由于其自身刚度较大，抗侧力能力很强，能够做的比较高，因此在高层中普遍应用。框架柱与剪力墙在抵抗水平地震方面，其能力不是一个量级的。截面截面惯性矩I.  (理解剪力墙平面内、平面外、截面高度)

1.1 反弯点

    

弯矩一正一负的零点位置，变形突变（拉压转换）的点。 

首先要理解反弯点的概念（从弯矩图和变形两个角度来理解，也是理解结构设计的原理之一，即力与变形的关系）。反弯点的出现从根本上来讲是竖向构件与水平梁的线刚度的比值来决定的，墙体的刚度相对于连梁来说是很大的，因此不会在墙体内出现反弯点，而框架柱的刚度相对于梁来说不会相差很大，从变形来讲是因为柱子上下有转角，从而出现反弯点。

（水平力作用下的弯矩图）

在水平力F的作用下，柱的底部外侧受拉，顶部的内侧受拉；梁的左端底部受拉，右侧梁顶受拉。（粗线表示受拉侧）。

1.2 框架、剪力墙弯矩图对比

（1）下图为框架结构的受力图，整体变形为剪切型变形。

变形为剪切型变形，决定了框架结构的位移底部最大，从而影响了框架结构的很多特性（如：不能做很高、填充墙在地震时候是底层破坏严重等）。 

（水平荷载作用下的弯矩图）

（水平荷载作用下的变形图）

（2）下图为纯剪力墙结构的受力图，整体变形为弯曲型

以上两图剪力墙上开洞面积较小，弯矩图仅仅有局部突变，但连梁和墙体线刚度的比值差距过大，基本上没有反弯点，变形以弯曲型为主。

上图为双肢墙及多肢墙类型中的三肢墙，弯矩图仅仅有局部突变，基本上没有反弯点，变形以弯曲型为主。 

图中弯矩图在楼层位置突变，出现反弯点，与框架的受力性能接近，因此变形是以剪切型变形为主，应当注意在高层建筑中尽量避免。因此高规规定了墙肢高度与厚度的比值。

《高规》7.1.7当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4时，宜按框架柱进行截面设计（这里墙肢截面高度指的是平面图中墙体的长度，而非墙体竖向高度）。

因为墙肢的截面高度与厚度之比小于等于4时，其变形特性类似于框架柱，会出现反弯点，墙肢在楼层处出现反弯点则不能称为剪力墙结构，称为壁式框架。此种结构体系已经不属于剪力墙结构体系的范畴，因此要避免。

结论：楼层内是否出现反弯点，决定了结构体系的受力性能。如果在一个高层剪力墙体系中出现大量的产生反弯点的柱，说明此结构受力性能是不好的。

1.3 总结

从以上图中可以得知，剪力墙的受力特点与洞口的大小有关，与连梁的刚度有关。

连梁与墙肢的线刚度比值决定着反弯点是否出现，当开洞过大的时候，且墙肢高厚比很小的时候，墙肢过分削弱，导致反弯点的出现。

结构设计中，一般的情况是双肢墙或多肢墙的情况，弯矩为齿状，此时的连梁起着连接墙肢，保证墙体整体稳定性的作用，但如果弯矩为齿状，齿状太严重，会出现反弯点，连梁将不再是连梁而是框架梁，很难起到保证墙体稳定的作用，变形特性类似于框架（此时层间位移角也很难满足规范要求），因此高规条文说明写到：本规程（高规）所指的剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成的结构，其变形特点为弯曲型变形，目前有些项目采用了大部分由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系，这样的结构虽然剪力墙较多，但受力和变形特性接近框架结构，当层数较多时对抗震是不利的，宜避免。

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