第7章鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、第第7章章 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計27.1 7.1 概述概述 （一）懸臂剪力墻的破壞形態(tài)和設(shè)計要求（一）懸臂剪力墻的破壞形態(tài)和設(shè)計要求 特點：靜定結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)一個塑性鉸即特點：靜定結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)一個塑性鉸即成為機構(gòu)成為機構(gòu) 控制截面：基底截面、變截面處控制截面：基底截面、變截面處 破壞形態(tài)：彎曲、剪切、滑移破壞形態(tài)：彎曲、剪切、滑移 延性設(shè)計：延性設(shè)計： 1 1、強剪弱彎設(shè)計（防止塑性鉸區(qū)剪切、強剪弱彎設(shè)計（防止塑性鉸區(qū)剪切破壞）破壞） 2 2、塑性鉸區(qū)配筋構(gòu)造，控制斜裂縫的、塑性鉸區(qū)配筋構(gòu)造，控制斜裂縫的開展塑性鉸區(qū)開展塑性鉸區(qū)底部底部底部加強底部加強區(qū)（區(qū)（hw hw 和和 H/8H/8范

2、圍）范圍） 3 3、軸壓比控制、軸壓比控制3（二）聯(lián)肢剪力墻的破壞形態(tài)和設(shè)計要求（二）聯(lián)肢剪力墻的破壞形態(tài)和設(shè)計要求破壞形態(tài)：破壞形態(tài)： 連梁剛度和抗彎承載力連梁剛度和抗彎承載力 墻肢剛度和抗彎承載力：塑性墻肢剛度和抗彎承載力：塑性鉸在連梁端部，耗能，延性好破壞（強墻弱梁）鉸在連梁端部，耗能，延性好破壞（強墻弱梁） 連梁剛度、抗彎承載力很大：連梁不屈服，墻肢底部塑連梁剛度、抗彎承載力很大：連梁不屈服，墻肢底部塑性鉸，避免剪切破壞可實現(xiàn)延性設(shè)計性鉸，避免剪切破壞可實現(xiàn)延性設(shè)計 連梁抗剪很弱：連梁剪切破壞，墻肢軸力減小彎矩加大，連梁抗剪很弱：連梁剪切破壞，墻肢軸力減小彎矩加大，成為兩個懸臂墻，做到

3、強剪弱彎仍可以達(dá)到延性設(shè)計成為兩個懸臂墻，做到強剪弱彎仍可以達(dá)到延性設(shè)計 墻肢剪切破壞：脆性墻肢剪切破壞：脆性4開洞剪力墻破壞形態(tài)開洞剪力墻破壞形態(tài)連梁先連梁先塑性鉸塑性鉸后墻肢后墻肢塑性鉸塑性鉸墻肢塑墻肢塑性鉸性鉸連梁剪連梁剪切破壞切破壞墻肢剪墻肢剪切破壞切破壞5延性設(shè)計：強墻弱梁、強剪弱彎延性設(shè)計：強墻弱梁、強剪弱彎控制塑性鉸在恰當(dāng)?shù)奈恢每刂扑苄糟q在恰當(dāng)?shù)奈恢迷谒苄糟q區(qū)防止過早出現(xiàn)剪切破壞（即按強剪弱彎設(shè)計），在塑性鉸區(qū)防止過早出現(xiàn)剪切破壞（即按強剪弱彎設(shè)計），防止過早出現(xiàn)錨固破壞（強錨固）防止過早出現(xiàn)錨固破壞（強錨固）在塑性鉸區(qū)改善抗彎及抗剪鋼筋構(gòu)造，控制斜裂縫開展，在塑性鉸區(qū)改善抗彎及

4、抗剪鋼筋構(gòu)造，控制斜裂縫開展，充分發(fā)揮彎曲作用下抗拉鋼筋的延性作用充分發(fā)揮彎曲作用下抗拉鋼筋的延性作用總結(jié)：聯(lián)肢剪力墻是多次超靜定結(jié)構(gòu)，盡量使連梁上出現(xiàn)塑總結(jié)：聯(lián)肢剪力墻是多次超靜定結(jié)構(gòu)，盡量使連梁上出現(xiàn)塑性鉸吸收能量性鉸吸收能量6 7.2 墻肢設(shè)計 一、剪力墻設(shè)計計算內(nèi)容與要求一、剪力墻設(shè)計計算內(nèi)容與要求（1 1）設(shè)計對象）設(shè)計對象 （a a）剪力墻）剪力墻 正截面：正截面：N N、M M，壓彎構(gòu)件，壓彎構(gòu)件豎向鋼筋豎向鋼筋 斜截面：斜截面：V V，受剪構(gòu)件，受剪構(gòu)件水平鋼筋水平鋼筋 （b b）連梁：）連梁：M M、V V，受彎、受剪，受彎、受剪縱筋與箍筋縱筋與箍筋（2 2）設(shè)計要求：滿足強

5、度、剛度、穩(wěn)定性和延性）設(shè)計要求：滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和延性 延性設(shè)計原則：強墻弱梁，強剪弱彎，強錨固延性設(shè)計原則：強墻弱梁，強剪弱彎，強錨固（3 3）設(shè)計措施）設(shè)計措施 （a a）內(nèi)力調(diào)整）內(nèi)力調(diào)整 （b b）截面尺寸）截面尺寸 （c c）縱筋或豎向鋼筋）縱筋或豎向鋼筋 （d d）箍筋或水平鋼筋）箍筋或水平鋼筋7剪力墻鋼筋配置 樓板樓板柱柱柱主筋柱主筋箍筋箍筋梁梁梁主筋梁主筋橫向鋼筋橫向鋼筋縱向鋼筋縱向鋼筋柱柱梁梁洞口邊緣縱、橫向加強筋洞口邊緣縱、橫向加強筋剪剪力力墻墻配配筋筋示示意意圖圖二、墻肢設(shè)計二、墻肢設(shè)計按照混凝土偏壓構(gòu)件計算按照混凝土偏壓構(gòu)件計算按偏心受力構(gòu)件按偏心受力構(gòu)件1 1

6、、大偏心受力（受壓、拉）、大偏心受力（受壓、拉）2 2、小偏心構(gòu)件（受壓、拉）、小偏心構(gòu)件（受壓、拉） 與柱子不同：與柱子不同： 墻肢截面的分布鋼筋參與受力墻肢截面的分布鋼筋參與受力.并且并且（1）豎向分布箍筋比較細(xì)，容易壓曲）豎向分布箍筋比較細(xì)，容易壓曲（2）中和軸處分布鋼筋不能屈服）中和軸處分布鋼筋不能屈服（一）正截面承載力的計算（一）正截面承載力的計算二、墻肢設(shè)計二、墻肢設(shè)計（一）正截面承載力的計算（一）正截面承載力的計算內(nèi)力調(diào)整內(nèi)力調(diào)整 一級抗震等級的剪力墻，應(yīng)按照設(shè)計意圖控制塑性鉸出現(xiàn)部位，在其他一級抗震等級的剪力墻，應(yīng)按照設(shè)計意圖控制塑性鉸出現(xiàn)部位，在其他部位則應(yīng)保證不出現(xiàn)塑性鉸，

7、因此對一級抗震等級的剪力墻的設(shè)計彎矩包線部位則應(yīng)保證不出現(xiàn)塑性鉸，因此對一級抗震等級的剪力墻的設(shè)計彎矩包線作了近似的規(guī)定：作了近似的規(guī)定： l l）底部加強部位及其上一層應(yīng)按墻底截面組合彎矩計算值采用；）底部加強部位及其上一層應(yīng)按墻底截面組合彎矩計算值采用； 2 2）其他部位可按墻肢組合彎矩計算值的）其他部位可按墻肢組合彎矩計算值的1.21.2倍采用。倍采用。 其他取最不利內(nèi)力其他取最不利內(nèi)力雙肢墻雙肢墻 1.25M,V1.25M,V 圖中虛線為計算的組合圖中虛線為計算的組合彎矩圖，實線為應(yīng)采用彎矩圖，實線為應(yīng)采用的彎矩設(shè)計值。的彎矩設(shè)計值。1、墻肢大偏心受壓承載力計算、墻肢大偏心受壓承載力計

8、算假定：假定：（1）平截面假定）平截面假定截面的應(yīng)變沿截截面的應(yīng)變沿截面高度保持直線分布面高度保持直線分布（2）不考慮混凝土的抗拉強度）不考慮混凝土的抗拉強度（3）不考慮受壓分布鋼筋的作用）不考慮受壓分布鋼筋的作用（4）1.5x（x受壓區(qū)高度）以外受壓受壓區(qū)高度）以外受壓分布鋼筋達(dá)到屈服，參與工作分布鋼筋達(dá)到屈服，參與工作特點特點:（1）一側(cè)受拉、一側(cè)受壓一側(cè)受拉、一側(cè)受壓（2）端部受壓、受拉屈服，）端部受壓、受拉屈服， 大部分受大部分受拉分布鋼筋屈服拉分布鋼筋屈服（3）受壓區(qū)混凝土達(dá)到受壓極限應(yīng)變）受壓區(qū)混凝土達(dá)到受壓極限應(yīng)變b大偏壓大偏壓設(shè)計方法：設(shè)計方法： a、先按構(gòu)造要求確定全截面的豎

9、向分布、先按構(gòu)造要求確定全截面的豎向分布鋼筋鋼筋 b、按計算求端部配筋、按計算求端部配筋ssAA根據(jù)平衡條件：根據(jù)平衡條件：swA墻肢大偏心受壓承載力計算公式墻肢大偏心受壓承載力計算公式考慮地震作用時，考慮地震作用時，承載力計算右邊承載力計算右邊乘以乘以1/RE01001/5 . 1)5 . 1(wswywwcswywwwswywwchAfbfAfNxxhhAfxbfN )1)(1 (2)(00000swywwwswywswwsyswAfNhxhAfMahAfMMMM2、墻肢小偏心受壓承載計算、墻肢小偏心受壓承載計算特點：特點：（1）一側(cè)受拉、一側(cè)受壓或全截面受壓一側(cè)受拉、一側(cè)受壓或全截面受壓

10、（2）遠(yuǎn)離荷載作用點一側(cè)的鋼筋不屈服）遠(yuǎn)離荷載作用點一側(cè)的鋼筋不屈服及分布鋼筋不屈服及分布鋼筋不屈服（3）受壓區(qū)混凝土達(dá)到受壓極限應(yīng)變）受壓區(qū)混凝土達(dá)到受壓極限應(yīng)變（4）端部受壓鋼筋屈服）端部受壓鋼筋屈服假定：假定：（1）平截面假定）平截面假定截面的應(yīng)變沿截截面的應(yīng)變沿截面高度保持直線分布面高度保持直線分布（2）不考慮混凝土的抗拉強度）不考慮混凝土的抗拉強度（3）不考慮分布鋼筋的作用）不考慮分布鋼筋的作用墻肢小偏心受壓承載力計算公式墻肢小偏心受壓承載力計算公式b根據(jù)平衡條件根據(jù)平衡條件 按構(gòu)造查按構(gòu)造查 的最小值，驗算最小配筋率的最小值，驗算最小配筋率ssAA、aheeewa20考慮地震作用時

11、，承載力計算右邊乘以考慮地震作用時，承載力計算右邊乘以1/RE小偏心受壓小偏心受壓sssywcAAfxbfN1)()2(0010ahAfxhxbfNewsywwc3、偏心受拉墻肢的正截面承載力近似計算：、偏心受拉墻肢的正截面承載力近似計算：wuuMeNN0011（2）地震作用組合時）地震作用組合時 wuuREMeNN00111式中，式中，N0u、Mwu下列公式計算：下列公式計算：ywswysufAfAN20 2)()(00swywswswyswuhfAhfAM式中式中Asw剪力墻腹板豎向分布鋼筋的全部截面面積。剪力墻腹板豎向分布鋼筋的全部截面面積。 （1）無地震作用組合）無地震作用組合（二）墻

12、肢的斜截面受剪承載力計算（二）墻肢的斜截面受剪承載力計算1 1、內(nèi)力調(diào)整、內(nèi)力調(diào)整( (強剪調(diào)整）強剪調(diào)整） 底部加強區(qū)墻肢剪力設(shè)計值，一、二、三級抗震等級調(diào)整，底部加強區(qū)墻肢剪力設(shè)計值，一、二、三級抗震等級調(diào)整，四級抗震及無地震左右組合可不調(diào)整四級抗震及無地震左右組合可不調(diào)整wvwVV9 9度抗震設(shè)計尚應(yīng)符合度抗震設(shè)計尚應(yīng)符合wwwuVMMV1 . 1剪力增大系數(shù)，一級為剪力增大系數(shù)，一級為1.61.6，二級為，二級為1.41.4，三級為，三級為1.21.2vw 截面尺寸符合下列條件：防止鋼筋屈服，混凝土剪壓破碎截面尺寸符合下列條件：防止鋼筋屈服，混凝土剪壓破碎（1 1）無地震作用組合時）無

13、地震作用組合時（2 2）有地震作用組合時）有地震作用組合時 剪跨比剪跨比 大于大于2.52.5時時 剪跨比剪跨比 不大于不大于2.52.5時時025.0wwCCwhbfV)20.0(10wwCCREwhbfV)15.0(10wwCCREwhbfV（二）墻肢的斜截面受剪承載力計算（二）墻肢的斜截面受剪承載力計算2 2、截面尺寸要求、截面尺寸要求無地震作用組合：無地震作用組合：00)13. 05 . 0(5 . 01wshyhwwwthsAfAANhbfV有地震作用組合：有地震作用組合：8 . 0)1 . 04 . 0(5 . 01100wshyhwwwtREhsAfAANhbfV要求：要求： 剪

14、跨比剪跨比 取取2.2 軸向力軸向力02 . 0wwchbfN 工形或工形或T T形截面腹板面積形截面腹板面積wA0wVhM3、剪力墻的斜截面受剪承載力計算、剪力墻的斜截面受剪承載力計算水平分布鋼筋水平分布鋼筋（三）墻肢構(gòu)造要求（三）墻肢構(gòu)造要求1、混凝土強度等級、混凝土強度等級l筒體筒體C25l其他其他C202、最小截面尺寸、最小截面尺寸l剪壓比要求剪壓比要求l最小墻厚要求最小墻厚要求剪力墻墻肢最小厚度剪力墻墻肢最小厚度部位部位抗震等級抗震等級非抗震非抗震一、二級一、二級三、四級三、四級底部加強部位底部加強部位200mm,h/16160mm,h/20160mm,h/25其他

15、部位其他部位160mm,h/20160mm,h/253、分布鋼筋的構(gòu)造要求、分布鋼筋的構(gòu)造要求l分布鋼筋的作用：分布鋼筋的作用：l（1）斜裂縫出現(xiàn)后限制斜裂縫的開展，使得剪切破壞有）斜裂縫出現(xiàn)后限制斜裂縫的開展，使得剪切破壞有一定的預(yù)兆一定的預(yù)兆l（2）混凝土收縮或其他原因產(chǎn)生裂縫時，剪力墻能夠抵）混凝土收縮或其他原因產(chǎn)生裂縫時，剪力墻能夠抵抗外荷載抗外荷載 l分布鋼筋的構(gòu)造要求分布鋼筋的構(gòu)造要求l豎向、水平分布筋的配筋率，一、二、三級抗震設(shè)計不豎向、水平分布筋的配筋率，一、二、三級抗震設(shè)計不小于小于0.25，四級抗震和非抗震設(shè)計不應(yīng)小于，四級抗震和非抗震設(shè)計不應(yīng)小于0.20l豎向、水平分布鋼

16、筋間距不應(yīng)大于豎向、水平分布鋼筋間距不應(yīng)大于300mm，直徑不小于，直徑不小于8mm（三）墻肢構(gòu)造要求（三）墻肢構(gòu)造要求4、軸壓比限值、軸壓比限值抗震設(shè)計時，一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位，抗震設(shè)計時，一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位，其重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比不宜超過表的限值。其重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比不宜超過表的限值。AfNc軸壓比軸壓比一級（一級（9度）度）一級（一級（8、9度）度）二級二級 注：注：N重力荷載代表值作用下剪力墻墻肢的軸向壓力設(shè)計值；重力荷載代表值作用下剪力墻墻肢的軸向壓力設(shè)計值； A剪力墻截面面積剪力墻截面面積（三）墻肢構(gòu)造要

17、求（三）墻肢構(gòu)造要求剪力墻軸壓比限值剪力墻軸壓比限值5、邊緣約束構(gòu)件（暗柱、端柱和翼墻）、邊緣約束構(gòu)件（暗柱、端柱和翼墻）1）目的：約束混凝土，暗柱或明柱形成較剛性的邊框可以）目的：約束混凝土，暗柱或明柱形成較剛性的邊框可以有效的阻止剪切裂縫的擴展和貫通，且提高一定的抗彎和有效的阻止剪切裂縫的擴展和貫通，且提高一定的抗彎和抗剪能力，防止倒塌抗剪能力，防止倒塌（三）墻肢構(gòu)造要求（三）墻肢構(gòu)造要求端柱端柱暗柱暗柱翼墻翼墻2 2）約束邊緣構(gòu)件體積配箍率）約束邊緣構(gòu)件體積配箍率yvcvvff 約束邊緣構(gòu)件配箍特征值約束邊緣構(gòu)件配箍特征值 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 箍筋或拉筋的抗

18、拉強度設(shè)計值，超過箍筋或拉筋的抗拉強度設(shè)計值，超過360MPa360MPa按按360MPa360MPa計算計算vcfyvf說明：說明： 約束邊緣構(gòu)件范圍約束邊緣構(gòu)件范圍LcLc及配箍特征值及配箍特征值 取值參看表取值參看表7 74 4v24 7.3 連梁設(shè)計 1 1、連梁的受力和變形特點、連梁的受力和變形特點特點：特點： 跨小而梁高跨小而梁高 在往復(fù)的約束彎矩作用下易產(chǎn)生較大剪切變形，出現(xiàn)斜裂縫，在往復(fù)的約束彎矩作用下易產(chǎn)生較大剪切變形，出現(xiàn)斜裂縫，導(dǎo)致剪切破壞，延性差。需要降低連梁承載力改善延性。導(dǎo)致剪切破壞，延性差。需要降低連梁承載力改善延性。251 1）“強墻弱梁強墻弱梁”的整體設(shè)計和的

19、整體設(shè)計和“強剪弱彎強剪弱彎”的構(gòu)件設(shè)計的構(gòu)件設(shè)計2 2）“強墻弱梁強墻弱梁”（a a）保證墻肢不過早的出現(xiàn)脆性的剪切破壞）保證墻肢不過早的出現(xiàn)脆性的剪切破壞延性墻肢延性墻肢（b b） 連梁先屈服早于墻肢屈服、避免墻肢過過早的出現(xiàn)脆連梁先屈服早于墻肢屈服、避免墻肢過過早的出現(xiàn)脆性的剪切破壞性的剪切破壞延性連梁延性連梁降低連梁彎矩的方法：降低連梁彎矩的方法：（1 1）進行彈性分析時，降低連梁的剛度）進行彈性分析時，降低連梁的剛度（2 2）用彈性分析所得的內(nèi)力進行內(nèi)力調(diào)）用彈性分析所得的內(nèi)力進行內(nèi)力調(diào)幅，按調(diào)幅后的彎矩設(shè)計（幅，按調(diào)幅后的彎矩設(shè)計（2020）2 2、連梁的設(shè)計原則、連梁的設(shè)計原則為

20、了使連梁首先屈服為了使連梁首先屈服降低連梁的彎矩降低連梁的彎矩3、內(nèi)力調(diào)整、內(nèi)力調(diào)整26連梁的強剪弱彎調(diào)整（適用于一、二、三級抗震等級）連梁的強剪弱彎調(diào)整（適用于一、二、三級抗震等級）GbnrblbvbbVlMMV9 9度抗震設(shè)計時尚應(yīng)符合度抗震設(shè)計時尚應(yīng)符合GbnrbulbubVlMMV/ )( 1 . 1連梁剪力增大系數(shù)，一級取連梁剪力增大系數(shù)，一級取1.31.3，二級，二級1.21.2，三級，三級1.11.1vb)(0bsyhAfM抗彎設(shè)計：抗彎設(shè)計：對稱配筋：對稱配筋：As=As無地震作用組合無地震作用組合有地震作用組合有地震作用組合)(10bsyREhAfM4 4、連梁的抗彎承載力驗算、連梁的抗彎承載力驗算285 5、連梁的抗剪承載力驗算、連梁的抗剪承載力驗算（1 1）無地震作用組合時）無地震作用組合時（2 2）有地震作用組合時）有地震作用組合時 剪跨比剪跨比 大于大于2.52.5時時 剪跨比剪跨比 不大于不大于2.52.5時時007 . 0bsvyvbbtbhsAfhbfV)42. 0(100bsvyvbbtREbhsAfhbfV)9 . 038. 0(100bsvyvbbtREbhsAfhbfV1 1）連梁的受剪截面要求）連梁的受剪截面要求（1 1）無地震作用組合