必看剪力墻設(shè)計步驟演示文稿

必看剪力墻設(shè)計步驟演示文稿當(dāng)前1頁，總共61頁。優(yōu)選必看剪力墻設(shè)計步驟當(dāng)前2頁，總共61頁?？珊喕癁槠矫嬗嬎愕募袅Ψ诸惥植繌澗卣w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(jìn)行計算壁式框架當(dāng)前3頁，總共61頁。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當(dāng)前4頁，總共61頁。底部加強(qiáng)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(qiáng)區(qū)(高規(guī)7.1.9)：含塑性鉸區(qū)在內(nèi)。底部加強(qiáng)區(qū)≧max{總高度/8,底層兩層高}對加強(qiáng)區(qū)的特殊處理適當(dāng)提高抗剪承載力對軸壓比有較高的限值特殊的構(gòu)造措施如果地下室頂板為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位，則剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)起算層號中扣除了地下室。當(dāng)前5頁，總共61頁。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)，地下室的抗側(cè)剛度不小于上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)不宜過遠(yuǎn)(不大于40-50m)。頂板構(gòu)造要求：樓板不小于180mm，砼強(qiáng)度不小于C30。宜采用雙層雙向配筋。此時剪力墻加強(qiáng)區(qū)起算層號中扣除了地下室。當(dāng)前6頁，總共61頁。截面設(shè)計原則和措施－延性剪力墻墻肢1、強(qiáng)墻弱梁（破壞機(jī)制）：連梁先于墻肢屈服(框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，聯(lián)系梁同樣要弱于剪力墻)2、強(qiáng)剪弱彎：包括塑性鉸區(qū)域在內(nèi)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(shè)置邊緣構(gòu)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(guān)——（中）高墻連梁1、強(qiáng)剪弱彎連梁也同樣要強(qiáng)剪弱彎2、抗剪配筋

配筋形式——交叉斜筋大配筋量3、連梁尺寸當(dāng)前7頁，總共61頁。剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計概要一、剪力墻結(jié)構(gòu)布置概要結(jié)構(gòu)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(qiáng)墻弱梁調(diào)整和強(qiáng)剪弱彎調(diào)整三、剪力墻截面設(shè)計過程概要墻肢截面設(shè)計連梁截面設(shè)計構(gòu)造邊緣構(gòu)件(畢業(yè)設(shè)計中不考慮約束邊緣構(gòu)件)當(dāng)前8頁，總共61頁。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(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。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(jié)構(gòu)布置概要

簡單、規(guī)則、均勻、對稱當(dāng)前9頁，總共61頁。對樓蓋的要求當(dāng)前10頁，總共61頁。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(nèi)墻150。兩洞間500mm當(dāng)前11頁，總共61頁。墻段和墻肢的長度洞口應(yīng)設(shè)置成弱連梁（跨高比>6）近似形成若干獨立墻段(非墻肢)當(dāng)前12頁，總共61頁。剪力墻中的鋼筋豎向：端部鋼筋和豎向分布鋼筋共同抗彎端部鋼筋類似梁上、下的縱向受力鋼筋－需經(jīng)抗彎承載力驗算獲得豎向分布鋼筋按構(gòu)造配筋－同時也參與抗彎水平：水平分布鋼筋抗剪，需通過斜截面抗剪承載力計算確定。拉筋箍筋水平(橫向)分布筋－抗剪豎向分布筋－抗彎back端部縱筋豎向抗彎邊緣構(gòu)件當(dāng)前13頁，總共61頁。剪力墻中的鋼筋抗震要求不能單排配筋。厚度大時，中間素混凝土過后，可設(shè)三排甚至更多。豎向分布鋼筋象梁的腰筋，水平分布鋼筋象柱的箍筋。但是計算結(jié)構(gòu)承載力時要考慮分布鋼筋。墻端部有邊緣構(gòu)件，旨在提高端部混凝土的抗壓能力。當(dāng)前14頁，總共61頁。剪力墻的兩類邊緣構(gòu)件(P.189-191)邊緣構(gòu)件：暗柱、端柱、翼墻、轉(zhuǎn)角墻約束邊緣構(gòu)件：三、四級剪力墻不需要設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件：畢業(yè)設(shè)計中僅考慮此類構(gòu)件作用：提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變，改善剪力墻的延性。當(dāng)前15頁，總共61頁。剪力墻尺寸和材料墻肢最小厚度160mm是最小的可能厚度.電梯井墻肢厚度不宜小于160mm剪力墻墻肢混凝土強(qiáng)度>C20每一個墻肢長度不大于8m剪力墻墻肢鋼筋：分布筋、箍筋HRB235(I級)其它HRB335(II級）h－層高back當(dāng)前16頁，總共61頁。二、剪力墻計算過程概要各片剪力墻荷載的計算豎向荷載——按受荷面積(從屬面積)，無彎矩和剪力水平荷載——按等效抗彎剛度分配到各墻肢各片剪力墻在分得的荷載作用下的內(nèi)力和位移計算整截面墻和整體小開口墻——材料力學(xué)方法聯(lián)肢墻（雙肢墻）——連續(xù)化方法壁式框架——帶剛域D值法內(nèi)力組合：軸力和彎矩設(shè)計值：偏心受壓構(gòu)件，組合方法與框架柱相同剪力設(shè)計值：只考慮水平荷載產(chǎn)生的剪力調(diào)整獲得內(nèi)力設(shè)計值墻肢：強(qiáng)剪弱彎調(diào)整(比較：框架柱需要進(jìn)行強(qiáng)柱弱梁調(diào)整)連梁：強(qiáng)墻弱梁調(diào)整、強(qiáng)剪弱彎調(diào)整。邊緣構(gòu)件設(shè)計當(dāng)前17頁，總共61頁。剪力墻墻肢內(nèi)力計算方法一覽恒活風(fēng)震軸力均布荷載按負(fù)荷面積分配結(jié)構(gòu)計算結(jié)構(gòu)計算彎矩00結(jié)構(gòu)計算結(jié)構(gòu)計算剪力00非抗震設(shè)計時計算抗震設(shè)計多遇地震四種荷載分別計算對應(yīng)的內(nèi)力以上“結(jié)構(gòu)計算”指采用整體墻、聯(lián)肢墻、壁式框架等的計算方法進(jìn)行計算當(dāng)前18頁，總共61頁。剪力墻在豎向荷載作用下內(nèi)力計算各片剪力墻單獨計算。不考慮結(jié)構(gòu)連續(xù)性和各結(jié)構(gòu)單元及各剪力墻的協(xié)同工作。墻肢軸力由豎向荷載引起，彎矩和剪力為零豎向荷載：墻負(fù)荷范圍內(nèi)的永久和可變荷載各層樓面荷載：三角形或梯形分布或集中荷載剪力墻自重：均布荷載注1：此方法與樓面?zhèn)鹘o梁的荷載計算方法類似注2：本方法僅適用現(xiàn)澆樓蓋注3：聯(lián)肢墻的墻肢受力，以洞口中線分界注4：計算墻肢自重重力荷載時，要扣除門窗洞當(dāng)前19頁，總共61頁。水平荷載效應(yīng)計算概要整體墻(高層P.106)：內(nèi)力直接按靜力計算；位移：引入等效抗彎剛度考慮剪切變形后，采用懸臂梁公式有洞口時，引入折算慣性矩和折算面積。整體小開口墻：按靜力計算的內(nèi)力(彎矩剪力和軸力)按剛度等在墻肢中分配。聯(lián)肢墻：連續(xù)連桿法計算壁式框架：用普通框架的D值法；有三點不同：需要用新公式計算梁柱的線剛度；需要用壁梁和壁柱的線剛度計算D值；需要進(jìn)一步修正反彎點高度和梁柱剛度比注：抗震教材中P.168－180給出了框架剪力墻結(jié)構(gòu)水平荷載內(nèi)力計算的全過程。當(dāng)前20頁，總共61頁。剪力墻分類和計算方法當(dāng)前21頁，總共61頁。整體小開口墻的內(nèi)力計算公式整體小開口墻的墻肢彎矩由整體彎矩和局部彎矩組成1、墻肢彎矩2、墻肢軸力3、墻肢剪力，按墻肢截面積和慣性矩的平均值進(jìn)行分配

:外荷載對于剪力墻截面的總剪力。當(dāng)前22頁，總共61頁。連續(xù)連桿法－計算步驟設(shè)有k個連梁(k+1個墻肢，雙肢墻k

=1)。設(shè)置x坐標(biāo)系原點：原點在頂層，方向向下。1、計算各種參數(shù)1、幾何參數(shù)：各墻肢、連梁的截面面積和慣性矩；2、剛度參數(shù)：墻梁剛度比、連梁和墻肢等效剛度3、影響系數(shù)：軸向變形影響系數(shù)、剪切影響系數(shù)等4、整體系數(shù)：和12、(利用1）計算連桿約束彎矩m()3、(利用2）計算連梁剪力和彎矩P.764、(利用1和3）計算墻肢中的內(nèi)力和位移P.76當(dāng)前23頁，總共61頁。內(nèi)力設(shè)計值選取(高層節(jié))兩種組合：有、無地震作用內(nèi)力設(shè)計值：組合最不利內(nèi)力或調(diào)整后的內(nèi)力控制截面：墻底截面：彎矩最大，底部加強(qiáng)區(qū)(高度＝截面高度))尺寸(厚度)改變處截面材料改變的截面（混凝土強(qiáng)度等級和/或鋼筋配筋）強(qiáng)剪弱彎調(diào)整：增加剪力的組合設(shè)計值。強(qiáng)墻弱梁調(diào)整：減小連梁彎矩設(shè)計值。當(dāng)前24頁，總共61頁?？拐鹨蟮恼{(diào)整－組合以后基本思想：獲得內(nèi)力的組合值以后，再根據(jù)強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱(墻)弱梁等要求得到調(diào)整后的內(nèi)力設(shè)計值－用于設(shè)計。剪力墻要求的調(diào)整墻肢：強(qiáng)剪弱彎調(diào)整連梁：強(qiáng)墻弱梁(降低連梁彎矩)＋強(qiáng)剪弱彎調(diào)整框架要求的調(diào)整(比較)框架柱：強(qiáng)柱弱梁(降低柱彎矩)＋強(qiáng)剪弱彎調(diào)整框架梁：強(qiáng)剪弱彎調(diào)整(梁和柱均需要調(diào)整)back當(dāng)前25頁，總共61頁。強(qiáng)剪弱彎調(diào)整：增加剪力的組合設(shè)計值乘以放大系數(shù)以后，剪力設(shè)計值已經(jīng)增大了。夸大了困難，增加了安全性。彎矩并沒有增大，間接實現(xiàn)了強(qiáng)剪弱彎。底部加強(qiáng)部位墻肢最不利組合的剪力設(shè)計值底部加強(qiáng)部位墻肢的剪力設(shè)計值墻肢剪力放大系數(shù)(一、二、三、四級分別為1.6,1.4,1.2,1.0)當(dāng)前26頁，總共61頁。三、剪力墻截面設(shè)計過程概要已知墻肢、連梁內(nèi)力設(shè)計值(組合、調(diào)整后的結(jié)果)。

按軸壓比校核墻肢截面尺寸和混凝土等級。

最后還要驗算墻肢剪壓比(7-20)，連梁剪壓比(7-26)

驗算軸壓比(表7-3)。確定是否應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件。根據(jù)構(gòu)造要求初定兩種分布鋼筋的層數(shù)、直徑和間距。

判斷墻肢屬于大(小)偏心受壓(7-1)。

”正截面”設(shè)計：確定端部縱筋截面面積(定鋼筋數(shù)與直徑)

斜截面設(shè)計：用初選水平分布鋼筋驗算抗剪承載力(7-18)

對約束邊緣構(gòu)件計算確定體積配箍率(7-22)

。連梁設(shè)計

連梁抗彎計算決定主筋(7-24)連梁抗剪計算決定箍筋配筋(7-25)當(dāng)前27頁，總共61頁。軸壓比限值n=N/fcA軸壓比過大則剪力墻的延性會過小或消失。需要限制剪力墻底部加強(qiáng)部位的軸壓比。由于剪力墻是片狀的，受力性能不如柱，所以其軸壓比限值要比柱嚴(yán)格。重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比需滿足要求(因為地震作用組合中采用重力荷載代表值)在軸壓比超過一定限度以后，對一、二級剪力墻還需要設(shè)置約束邊緣構(gòu)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(shè)約束邊緣構(gòu)件限值0.10.20.3back當(dāng)前28頁，總共61頁。墻肢的剪壓比墻肢截面需滿足以上剪壓比要求。如果不滿足要求，則應(yīng)該提高截面面積或混凝土強(qiáng)度等級當(dāng)前29頁，總共61頁。墻肢設(shè)計的內(nèi)容－確定配筋和構(gòu)造設(shè)計中將豎向、水平分布筋功能分開考慮：豎向分布筋抗彎；水平分布筋抗剪。豎向分布鋼筋同樣有抗剪作用，這里作為安全儲備。間接實現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎。正截面承載力計算－確定端部鋼筋面積按柱縱筋計算類似方法(對稱形、截面形狀)。不同點：按配筋率等構(gòu)造要求給定豎向分布鋼筋面積端部鋼筋計算時，需在減去豎向分布鋼筋的抵抗彎矩。需考慮邊緣構(gòu)件的配筋率構(gòu)造要求（計算時不計邊緣構(gòu)件）斜截面承載力計算－確認(rèn)水平分布鋼筋面積強(qiáng)剪弱彎調(diào)整，然后驗證水平分布鋼筋滿足要求墻肢的構(gòu)造要求當(dāng)前30頁，總共61頁。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(nèi)力設(shè)計值N,M，混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fc豎向分布鋼筋的截面面積Asw和抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fyw端部鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fy。求得名義受壓區(qū)高度：端部鋼筋端部鋼筋抵抗彎矩：墻肢彎矩設(shè)計值小于截面抵抗彎矩設(shè)計表達(dá)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(gòu)造配筋豎向分布鋼筋總截面面積豎向分布鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值端部鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值當(dāng)前31頁，總共61頁。斜截面驗算—

確認(rèn)按構(gòu)造要求的水平分布鋼筋面積和間距滿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(qiáng)度設(shè)計值無地震作用組合有地震作用組合back當(dāng)前32頁，總共61頁。分布鋼筋最小配筋率和最大間距要求鋼筋直徑不宜大于墻厚度的1/10(粘結(jié)力要求)back按此處的構(gòu)造要求初定兩者當(dāng)前33頁，總共61頁。構(gòu)造邊緣構(gòu)件P.191設(shè)置要求：三、四級剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū)需設(shè)置邊緣構(gòu)件。構(gòu)造邊緣構(gòu)件的尺寸見上圖。其中面積Ac是配筋的依據(jù)。底部加強(qiáng)部位用箍筋，其它部位用拉筋，轉(zhuǎn)角處宜用箍筋非抗震設(shè)計時，墻端也要設(shè)置至少4根縱向鋼筋，并配拉筋。暗柱及短柱的縱向鋼筋的搭接和錨固要求與框架柱相同。當(dāng)前34頁，總共61頁。構(gòu)造邊緣構(gòu)件配筋配筋需要滿足下表(最低要求)。下表是初定端部鋼筋的依據(jù)之一。需通過計算使之滿足承載力要求(它們是端部鋼筋)。Ac當(dāng)前35頁，總共61頁。構(gòu)造邊緣構(gòu)件的構(gòu)造要求當(dāng)前36頁，總共61頁。連梁設(shè)計過程驗算剪壓比限值,確認(rèn)截面尺寸和材料強(qiáng)墻弱梁調(diào)整采用以下兩種方法之一進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算前低連梁剛度，實現(xiàn)了強(qiáng)墻弱梁。結(jié)構(gòu)計算后，彎矩組合值乘以折減系數(shù)(不小于0.8)強(qiáng)剪弱彎調(diào)整得到剪力的設(shè)計值連梁抗彎設(shè)計－受力鋼筋連梁抗剪設(shè)計－箍筋(全長加密)注意：主筋、箍筋均需滿足構(gòu)造要求。當(dāng)前37頁，總共61頁。連梁跨高比的相關(guān)問題跨高比增加，連梁中的剪切變形所占比例增加跨高比=0.5時，剪切變形占連梁變形的90%以上跨高比=5時，剪切變形占連梁變形的10%.按跨高比對連梁設(shè)計方法的影響當(dāng)跨高比小于2.5時，按連梁設(shè)計當(dāng)跨高比大于5時，按框架梁設(shè)計當(dāng)跨高比在2.5~5之間時，酌情考慮。PKPM中允許設(shè)計人員設(shè)定把連梁轉(zhuǎn)換撐框架梁的跨高比。例如可以選擇3——跨高比大于3就按框架梁設(shè)計注意：雙肢墻的連梁一旦被按框架梁設(shè)計，則這個雙肢墻就實際上是兩個整體墻了。因此結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移周期等都會發(fā)生改變?？绺弑炔淮笥?時，宜設(shè)置交叉暗撐跨高比不大于1時，應(yīng)設(shè)置交叉暗撐當(dāng)前38頁，總共61頁。連梁剪壓比限值驗算(避免斜壓破壞)

比較墻肢剪壓比限制要求(下頁)無地震作用組合時有地震作用組合時：這里在已知剪力設(shè)計值后驗算是否滿足剪壓比的要求，不能滿足時，需要調(diào)整尺寸。調(diào)整方法：1.減小連梁的截面高度。2.降低連梁剛度的調(diào)幅可降低Vb,致使上式滿足。3.大震時認(rèn)為連梁不參與工作－假定為鉸接連桿。深梁跨高比大于5為一般梁當(dāng)前39頁，總共61頁。墻肢的剪壓比墻肢截面需滿足以上剪壓比要求。如果不滿足要求，則應(yīng)該提高截面面積或混凝土強(qiáng)度等級當(dāng)前40頁，總共61頁。連梁的強(qiáng)墻弱梁調(diào)整1、剛度調(diào)整-計算前調(diào)整：原理：按剛度分配使得剛度小的構(gòu)件內(nèi)力減小。目的：通過降低連梁剛度，減小彎矩和剪力的設(shè)計值。方法：6、7度時折減系數(shù)不小于0.7；8、9度時折減系數(shù)不小于0.5。給出一個下限的原因是：連梁能夠有足夠的承載力承受豎向荷載。2、折減組合設(shè)計值-組合后調(diào)整(略)當(dāng)前41頁，總共61頁。連梁的強(qiáng)剪弱彎調(diào)整純彎曲時：即：考慮強(qiáng)剪弱彎：再考慮重力荷載引起的的剪力：經(jīng)過剛度調(diào)整后，彎矩已比較小了－－實現(xiàn)了強(qiáng)墻弱梁在獲得最不利組合彎矩以后，按上式獲得的剪力作為剪力設(shè)計值。實現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎。至此已經(jīng)獲得了正截面和斜截面的全部內(nèi)力設(shè)計值(彎矩和剪力)乘以連梁剪力增大系數(shù)一、二、三、四級1.31.21.11.0連梁凈跨當(dāng)前42頁，總共61頁。連梁受彎承載力驗算利用上式得