4類剪力墻計算要點解析

剪力墻結構隨著類型和開洞大小的不同，計算方法和計算簡圖也不同。整體墻和小開口整體墻的計算簡圖基本上是單根豎向懸臂桿，計算方法按材料力學公式（對整體墻不修正，對小開口整體墻修正）計算。其他類型剪力墻，其計算簡圖均無法用單根豎向懸臂桿代表，而應按能反映其性態的結構體系計算。

1．整體剪力墻

對于整體剪力墻，在水平荷載作用下，根據其變形特征（截面變形后仍符合平面假定），可視為一整體的懸臂彎曲桿件，用材料力學中懸臂梁的內力和變形的基本公式進行計算。

（1）內力計算

整體墻的內力可按上端自由，下端固定的懸臂構件，用材料力學公式，計算其任意截面的彎矩和剪力。總水平荷載可以按各片剪力墻的等效抗彎剛度分配，然后進行單片剪力墻的計算。 剪力墻的等效抗彎剛度（或叫等效慣性矩）就是將墻的彎曲、剪切和軸向變形之后的頂點位移，按頂點位移相等的原則，折算成一個只考慮彎曲變形的等效豎向懸臂桿的剛度。

（2）位移計算

整體墻的位移，如墻頂端處的側向位移，同樣可以用材料力學的公式計算，但由于剪力墻的截面高度較大，故應考慮剪切變形對位移的影響。當開洞時，還應考慮洞口對位移增大的影響。

2．小開口整體剪力墻

小開口墻是指門窗洞口沿豎向成列布置，洞口的總面積雖超過墻總面積的15％，但仍屬于洞口很小的開孔剪力墻。通過實驗發現，小開口剪力墻在水平荷載作用下的受力性能接近整體剪力墻，其截面在受力后基本保持平面，正應力分布圖形也大體保持直線分布，各墻肢中僅有少量的局部彎矩；沿墻肢高度方向，大部分樓層中的墻肢沒有反彎點。在整體上，剪力墻仍類似于豎向懸臂桿件。就為利用材料力學公式計算內力和側移提供了前提，再考慮局部彎曲應力的影響，進行修正，則可解決小開口剪力墻的內力和側移計算。 首先將整個小開口剪力墻作為一個懸臂桿件，按材料力學公式算出標高z處的總彎矩、總剪力和基底剪力。 其次，將總彎矩分為兩部分：1）產生整體彎曲的總彎矩（占總彎矩的85％），2）產生局部彎曲的總彎矩（占15％）。

3．雙肢剪力墻

聯肢墻由于門窗洞口尺寸較大，墻截面上的正應力不再成直線分布，其受力和變形發生了變化，墻肢的線剛度比連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較顯著，僅在少數層內墻肢出現反彎點，故需采用相應方法分析。

墻面上開有一排洞口的墻稱雙肢墻；當開有多排洞口時，稱多肢墻。

雙肢墻由于連系梁的連結，而使雙肢墻結構在內力分析時成為一個高次超靜定的問題。為了簡化計算，一般可用解微分方程的辦法（連續連桿法）計算。

4．多肢剪力墻

具有多于一排且排列整齊的洞口時，就成為多肢剪力墻。多肢墻也可以采用連續連桿法求解，基本假定和基本體系取法都和雙肢墻類似。由于墻肢及洞口數目比雙肢墻多，因此沿豎向切口的基本未知量將相應增多。在每個連梁切口處建立一個變形協調方程，則可建立k個微分方程。要注意，在建立第i個切口處協調方程時，除了i跨連梁內力影響外，還要考慮第i-1跨連梁內力和第i＋1跨連梁內力對i墻肢的影響，這是與雙肢剪力墻的一個明顯區別。