剪力墻結構設計步驟T,共62

剪力墻結構設計步驟一、剪力墻結構布置－高層第二章二、剪力墻的計算－高層第五章三、剪力墻墻肢和連梁的設計(配筋)－高層第7章（僅考慮畢業(yè)設計中的內容，三級以下剪力墻）可簡化為平面計算的剪力墻分類局部彎矩整體彎矩隨著開口的增加，變形逐漸由彎曲型過渡到剪切型洞口不規(guī)則墻不能簡化為桿件體系進行計算壁式框架剪力墻的尺寸和各部分名稱墻肢高度(懸臂梁跨度)墻肢厚度不小于160mm(截面寬度bw)連梁高度連梁寬度連梁跨度墻肢長度不大于8m(截面高度hw)聯(lián)肢墻為墻段長度小開口墻為墻肢長度back底部加強區(qū)(P.178)塑性鉸區(qū)：底部高度等于截面高度的范圍底部加強區(qū)(高規(guī)7.1.9)：含塑性鉸區(qū)在內。底部加強區(qū)≧max{總高度/8,底層兩層高}對加強區(qū)的特殊處理適當提高抗剪承載力對軸壓比有較高的限值特殊的構造措施如果地下室頂板為上部結構嵌固部位，則剪力墻底部加強區(qū)起算層號中扣除了地下室。地下室頂板作為嵌固部位的若干規(guī)定地下室頂板作為嵌固部位的條件剛度比要求：抗規(guī)6.1.14，地下室的抗側剛度不小于上部結構剛度的2倍。地下室頂板距離室外地坪高度不宜過大，宜小于地下室高度的1/3。地下室外墻距離上部結構不宜過遠(不大于40-50m)。頂板構造要求：樓板不小于180mm，砼強度不小于C30。宜采用雙層雙向配筋。此時剪力墻加強區(qū)起算層號中扣除了地下室。截面設計原則和措施－延性剪力墻墻肢1、強墻弱梁（破壞機制）：連梁先于墻肢屈服(框架剪力墻結構中，聯(lián)系梁同樣要弱于剪力墻)2、強剪弱彎：包括塑性鉸區(qū)域在內任何區(qū)域均不能出現(xiàn)剪切破壞和錨固破壞。充分發(fā)揮抗拉鋼筋的延性。3、限制軸壓比4、設置邊緣構件5、盡可能出現(xiàn)大偏壓；不能出現(xiàn)小偏拉。6、剪力墻的破壞形態(tài)與剪跨比有關——（中）高墻連梁1、強剪弱彎連梁也同樣要強剪弱彎2、抗剪配筋

配筋形式——交叉斜筋大配筋量3、連梁尺寸剪力墻結構設計概要一、剪力墻結構布置概要結構布置尺寸和材料二、剪力墻計算過程概要組合彎矩計算值強墻弱梁調整和強剪弱彎調整三、剪力墻截面設計過程概要墻肢截面設計連梁截面設計構造邊緣構件(畢業(yè)設計中不考慮約束邊緣構件)雙向布置剪力墻布置成T型、L型、I型上下連續(xù)：貫穿全高、避免剛度突變。左右對稱：可減少結構的扭轉。避免錯洞：洞口宜成列布置，成明確的聯(lián)肢墻不宜太密：大開間6~8m(宜采用)，小開間3~4m獨立墻段長度不能過長(總高度/墻段長度≤2)各墻肢長度宜均勻，不宜單墻段剛度過大一、剪力墻結構布置概要

簡單、規(guī)則、均勻、對稱對樓蓋的要求剪力墻門窗洞到邊緣的尺寸要求上圖中蘭框中為門窗洞距外縱墻600，距外橫墻300，距內墻150。兩洞間500mm墻段和墻肢肢的長度洞口應設置置成弱連梁（跨高比>6）近似形成若若干獨立墻墻段(非墻肢)剪力墻中的的鋼筋豎向：端部部鋼筋和豎豎向分布鋼鋼筋共同抗抗彎端部鋼筋類類似梁上、、下的縱向向受力鋼筋筋－需經抗抗彎承載力力驗算獲得得豎向分布鋼鋼筋按構造造配筋－同同時也參與與抗彎水平：水平平分布鋼筋筋抗剪，需需通過斜截截面抗剪承承載力計算算確定。拉筋箍筋水平(橫向)分布筋－抗剪豎向分布筋筋－抗彎back端部縱筋豎向抗彎邊緣構件剪力墻中的的鋼筋抗震要求不能單排配配筋。厚度大時時，中間素素混凝土過過后，可設設三排甚至至更多。豎向分布布鋼筋象象梁的腰腰筋，水水平分布布鋼筋象象柱的箍箍筋。但但是計算算結構承承載力時時要考慮分分布鋼筋筋。墻端部有有邊緣構構件，旨旨在提高高端部混混凝土的的抗壓能能力。剪力墻的的兩類邊邊緣構件件(P.189-191)邊緣構件件：暗柱柱、端柱柱、翼墻墻、轉角角墻約束邊緣緣構件：三、四四級剪力力墻不需需要設置置構造邊緣緣構件：畢業(yè)設設計中僅僅考慮此此類構件件作用：提提高墻肢肢端部混混凝土極極限壓應應變，改改善剪力力墻的延延性。剪力墻尺尺寸和材材料墻肢肢最小厚厚度160mm是最小的的可能厚厚度.電梯井墻墻肢厚度度不宜小小于160mm剪力墻墻墻肢混凝凝土強度度>C20每一個墻墻肢長度度不大于于8m剪力墻墻墻肢鋼筋筋：分布筋、、箍筋HRB235(I級)其它HRB335(II級）h－層高back二、剪力力墻計算算過程概概要各片剪力力墻荷載載的計算算豎向荷載載——按受荷面面積(從屬面積積)，無彎矩矩和剪力力水平荷載載——按等效抗抗彎剛度度分配到到各墻肢肢各片剪力力墻在分分得的荷荷載作用用下的內內力和位位移計算算整截面墻墻和整體體小開口口墻——材料力學學方法聯(lián)肢墻（（雙肢墻墻）——連續(xù)化方方法壁式框架架——帶剛域D值法內力組合合：軸力和彎彎矩設計計值：偏偏心受壓壓構件，，組合方方法與框框架柱相相同剪力設計計值：只只考慮水水平荷載載產生的的剪力調整獲得得內力設設計值墻肢：強強剪弱彎彎調整(比較：框框架柱需需要進行行強柱弱弱梁調整整)連梁：強強墻弱梁梁調整、、強剪弱弱彎調整整。邊緣構件件設計剪力墻墻墻肢內力力計算方方法一覽覽恒活風震軸力均布荷載按負荷面積分配結構計算結構計算彎矩00結構計算結構計算剪力00非抗震設計時計算抗震設計多遇地震四種荷載載分別計計算對應應的內力力以上“結結構計算算”指采采用整體體墻、聯(lián)聯(lián)肢墻、、壁式框框架等的的計算方方法進行行計算剪力墻在在豎向荷載作用用下內力力計算各片剪力力墻單獨獨計算。。不考慮慮結構連連續(xù)性和和各結構構單元及及各剪力力墻的協(xié)協(xié)同工作作。墻肢軸力力由豎向向荷載引引起，彎彎矩和剪剪力為零零豎向荷載載：墻負負荷范圍圍內的永永久和可可變荷載載各層樓面面荷載：：三角形形或梯形形分布或或集中荷荷載剪力墻自自重：均均布荷載載注1：此方法法與樓面面?zhèn)鹘o梁梁的荷載載計算方方法類似似注2：本方法法僅適用用現(xiàn)澆樓樓蓋注3：聯(lián)肢墻墻的墻肢肢受力，，以洞口口中線分分界注4：計算墻墻肢自重重重力荷荷載時，，要扣除除門窗洞洞水平荷載載效應計計算概要要整體墻(高層P.106)：內力直直接按靜靜力計算算；位移移：引入等效效抗彎剛剛度考慮慮剪切變變形后，，采用懸懸臂梁公公式有洞口時時，引入入折算慣慣性矩和和折算面面積。整體小開開口墻：按靜力力計算的的內力(彎矩剪力力和軸力力)按剛度等等在墻肢肢中分配配。聯(lián)肢墻：連續(xù)連連桿法計計算壁式框架架：用普通通框架的的D值法；有三點不不同：需要用新新公式計計算梁柱柱的線剛剛度；需要用壁壁梁和壁壁柱的線線剛度計計算D值；需要進一一步修正正反彎點點高度和和梁柱剛剛度比注：抗震震教材中中P.168－180給出了框框架剪力力墻結構構水平荷荷載內力力計算的的全過程程。剪力墻分分類和計計算方法法整體小開開口墻的的內力計計算公式式整體小開開口墻的的墻肢彎彎矩由整體彎矩矩和局部彎矩矩組成1、墻肢彎彎矩2、墻肢軸軸力3、墻肢剪剪力，按按墻肢截截面積和和慣性矩矩的平均均值進行行分配:外荷載對于剪力墻截面的總剪力。連續(xù)連桿桿法－計計算步驟驟設有k個連梁(k+1個墻肢，，雙肢墻墻k=1)。。設置x坐標系原原點：原點在頂頂層，方方向向下下。1、計算算各種參參數(shù)1、幾何參數(shù)數(shù)：各墻肢肢、連梁梁的截面面面積和和慣性矩矩；2、剛度參數(shù)數(shù)：墻梁剛剛度比、、連梁和和墻肢等等效剛度度3、影響系數(shù)數(shù)：軸向變變形影響響系數(shù)、、剪切影影響系數(shù)數(shù)等4、整體系數(shù)數(shù)：和12、(利利用1））計算連連桿約束束彎矩m()3、(利利用2））計算連連梁剪力力和彎矩矩P.764、(利利用1和和3）計計算墻肢肢中的內內力和位位移P.76內力設計計值選取取(高層7.2.1節(jié))兩種組合合：有、無無地震作作用內力設計計值：組合最最不利內內力或調調整后的的內力控制截面面：墻底截面面：彎矩矩最大，，底部加加強區(qū)(高度＝截截面高度度))尺寸(厚度)改變處截面材料改變的截截面（混凝土土強度等級和和/或鋼筋配筋））強剪弱彎調整整：增加剪力的的組合設計值值。強墻弱梁調整整：減小連梁彎彎矩設計值。?？拐鹨蟮恼{調整－組合以以后基本思想：獲得內力的的組合值以后，再根據(jù)強剪剪弱彎，強柱柱(墻)弱梁等要求得得到調整后的的內力設計值值－用于設計計。剪力墻要求的的調整墻肢：強剪弱弱彎調整連梁：強墻弱弱梁(降低連梁彎矩矩)＋強剪弱彎調調整框架要求的調調整(比較)框架柱：強柱柱弱梁(降低柱彎矩)＋強剪弱彎調調整框架梁：強剪剪弱彎調整(梁和柱均需要要調整)back強剪弱彎調整整：增加剪力的的組合設計值值乘以放大系數(shù)數(shù)以后，剪力力設計值已經經增大了?？淇浯罅死щy，，增加了安全全性。彎矩并沒有增增大，間接實實現(xiàn)了強剪弱彎。底部加強部位位墻肢最不利利組合的剪力力設計值底部加強部位位墻肢的剪力力設計值墻肢剪力放大大系數(shù)(一、二、三、、四級分別為1.6,1.4,1.2,1.0)三、剪力墻截截面設計過程程概要已知墻肢、連連梁內力設計計值(組合、調整后后的結果)。

按軸壓比校核核墻肢截面尺尺寸和混凝土土等級。

最后還要驗算算墻肢剪壓比比(7-20)，連梁剪壓比比(7-26)

驗算軸壓比(表7-3)。確定是否應應設置邊緣構構件。根據(jù)構造要求求初定兩種分分布鋼筋的層層數(shù)、直徑和和間距。

判斷墻肢屬于于大(小)偏心受壓(7-1)。

”正截面”設計：確定端部縱筋截面面積(定鋼筋數(shù)與直直徑)

斜截面設計：：用初選水平分布鋼筋筋驗算抗剪承載載力(7-18)

對約束邊緣構構件計算確定定體積配箍率率(7-22)

。連梁設計

連梁抗彎計算算決定主筋(7-24)連梁抗剪計算算決定箍筋配配筋(7-25)軸壓比限值n=N/fcA軸壓比過大則則剪力墻的延延性會過小或或消失。需要限制剪力力墻底部加強強部位的軸壓壓比。由于剪剪力墻是片狀狀的，受力性性能不如柱，，所以其軸壓比限值要要比柱嚴格。重力荷載代表表值作用下墻墻肢的軸壓比比需滿足要求求(因為地震作用用組合中采用用重力荷載代代表值)在軸壓比超過過一定限度以以后，對一、、二級剪力墻墻還需要設置置約束邊緣構構件。軸壓比n=N/fcA一級(9度)一級(7,8度)二級墻肢軸壓比限值0.40.50.6需設約束邊緣構件限值0.10.20.3back墻肢的剪壓比比墻肢截面需滿滿足以上剪壓壓比要求。如果不滿足要要求，則應該該提高截面面面積或混凝土土強度等級墻肢設計的內容－確定定配筋和構造造設計中將豎向向、水平分布布筋功能分開開考慮：豎向分布筋抗抗彎；水平分布筋筋抗剪。豎向分布鋼筋筋同樣有抗剪剪作用，這里里作為安全儲儲備。間接實實現(xiàn)強剪弱彎彎。正截面承載力力計算－確定定端部鋼筋面面積按柱縱筋計算算類似方法(對稱形、截面面形狀)。不同點：按配筋率等構構造要求給定定豎向分布鋼鋼筋面積端部鋼筋計算算時，需在減減去豎向分布布鋼筋的抵抗抗彎矩。需考慮邊緣構構件的配筋率率構造要求（（計算時不計計邊緣構件））斜截面承載力力計算－確認認水平分布鋼鋼筋面積強剪弱彎調整整，然后驗證證水平分布鋼鋼筋滿足要求求墻肢的構造要要求大偏壓對稱配筋計算分別為受拉區(qū)端部鋼筋、受壓區(qū)端部鋼筋和豎向分布鋼筋的截面面積已知：內力設計值值N,M，混凝土的軸軸心抗壓強度度fc豎向分布鋼筋筋的截面面積積Asw和抗拉強度設設計值fyw端部鋼筋的抗抗拉強度設計計值fy。求得名義受壓區(qū)高高度：端部鋼筋端部鋼筋抵抗彎矩：墻肢彎矩設計值小于截面抵抗彎矩設計表達式：1分布鋼筋抵抗彎矩：2端部鋼筋總面積：3分布鋼筋按構構造配筋豎向分布鋼筋筋總截面面積積豎向分布鋼筋筋抗拉強度設設計值端部鋼筋抗拉拉強度設計值值斜截面驗算—確認按構造要要求的水平分分布鋼筋面積積和間距滿足足要求墻肢腹板厚度腹板有效高度水平分布鋼筋總面積水平分布鋼筋間距砼抗拉強度設設計值無地震作用組組合有地震作用組組合back分布鋼筋最小小配筋率和最最大間距要求求鋼筋直徑不宜宜大于墻厚度度的1/10(粘結力要求)back按此處的構造要求初定兩者構造邊緣構件件P.191設置要求：三三、四級剪力力墻的底部加加強區(qū)需設置置邊緣構件。。構造邊緣構件件的尺寸見上上圖。其中面面積Ac是配筋的依據(jù)據(jù)。底部加強部位位用箍筋，其其它部位用拉拉筋，轉角處處宜用箍筋非抗震設計時時，墻端也要要設置至少4根縱向鋼筋，，并配拉筋。。暗柱及短柱的的縱向鋼筋的的搭接和錨固固要求與框架架柱相同。構造邊緣構件件配筋配筋需要滿足足下表(最低要求)。下表是初定端端部鋼筋的依依據(jù)之一。需通過計算使使之滿足承載載力要求(它們是端部鋼鋼筋)。Ac構造邊緣構件件的構造要求求連梁設計過程驗算剪壓比限限值,確認截面尺寸寸和材料強墻弱梁調整采用以下下兩種方法之之一進行結構計算前低低連梁剛度，，實現(xiàn)了強墻墻弱梁。結構計算后，，彎矩組合值值乘以折減系系數(shù)(不小于0.8)強剪弱彎調整得到剪力力的設計值連梁抗彎設計計－受力鋼筋筋連梁抗剪設計計－箍筋(全長加密)注意：主筋、、箍筋均需滿滿足構造要求求。連梁跨高比的的相關問題跨高比比增加加，連連梁中中的剪剪切變變形所所占比比例增增加跨高比比=0.5時，剪剪切變變形占占連梁梁變形形的90%以上跨高比比=5時，剪剪切變變形占占連梁梁變形形的10%.按跨高高比對對連梁梁設計計方法法的影影響當跨高高比小小于2.5時，按按連梁梁設計計當跨高高比大大于5時，按按框架架梁設設計當跨高高比在在2.5~5之間時時，酌酌情考考慮。。PKPM中允許許設計計人員員設定定把連連梁轉轉換撐撐框架架梁的的跨高高比。。例如如可以以選擇擇3———跨高比比大于于3就按框框架梁梁設計計注意：：雙肢肢墻的的連梁梁一旦旦被按按框架架梁設設計，，則這這個雙雙肢墻墻就實實際上上是兩兩個整整體墻墻了。。因此此結構構的內內力、、位移移周期期等都都會發(fā)發(fā)生改改變。?？绺弑缺炔淮蟠笥?時，宜設置交交叉暗暗撐跨高比比不大大于1時，應設置交交叉暗暗撐連梁剪剪壓比比限值值驗算算(避免斜斜壓破破壞)比較墻墻肢剪剪壓比比限制制要求求(下頁)無地震作用組合時有地震作用組合時：這里在在已知知剪力力設計計值后后驗算算是否否滿足足剪壓壓比的的要求求，不不能滿滿足時時，需需要調調整尺尺寸。。調整整方法法：1.減小連連梁的的截面面高度度。2.降低連連梁剛剛度的的調幅幅可降降低Vb,致使上上式滿滿足。。3.大震時時認為為連梁梁不參參與工工作－－假定定為鉸鉸接連連桿。。深梁跨高比比大于5為一般般梁墻肢的的剪壓壓比墻肢截截面需需滿足足以上上剪壓壓比要要求。。如果不不滿足足要求求，則則應該該提高高截面面面積積或混混凝土土強度度等級級連梁的的強墻弱弱梁調整1、剛度度調整整-計算前前調整整：原理：按剛剛度分分配使使得剛剛度小小的構構件內內力減減小。。目的：通過過降低低連梁梁剛度度，減減小彎彎矩和和剪力力的設設計值值。方法：6、7度時折折減系系數(shù)不小于于0.7；8、9度時折折減系系數(shù)不不小于于0.5。給出一一個下下限的的原因因是：：連梁梁能夠夠有足足夠的的承載載力承承受豎豎向荷荷載。。2、折減減組合合設計計值-組合后后調整整(略)連梁的的強剪弱弱彎調整純彎曲時：即：考慮強剪弱彎：再考慮重力荷載引起的的剪力：經過剛剛度調調整后后，彎彎矩已已比較較小了了－－－實現(xiàn)現(xiàn)了強墻弱弱梁在獲得得最不不利組組合彎彎矩以以后，，按上上式獲獲得的的剪力力作為為剪力力設計計值。。實現(xiàn)現(xiàn)強剪弱弱彎。至此已已經獲獲得了了正截截面和和斜截截面的的全部部內力力設計計值(彎矩和和剪力力)乘以連梁剪力增大系數(shù)一、二、三、四級1.31