第二章 剪力墻結構設計2.ppt

1、5.8 剪力墻承載力計算,為了實現(xiàn)延性剪力墻，剪力墻的抗震設計應符合下述原則： 1、強墻弱梁 2、強剪弱彎 3、限制墻肢的軸壓比和墻肢設置邊緣構件 4、加強重點部位設置底部加強區(qū) 5、連梁特殊處理措施,一、剪力墻墻肢的破壞形態(tài),在軸壓力和水平力的作用下，墻肢的破壞形態(tài)與實體墻的破壞形態(tài)相同：,二、剪力墻的配筋方式,豎向受拉、受壓鋼筋；,豎向分布鋼筋，正截面受彎計算時在受拉區(qū)要考慮；,橫向水平分布鋼筋，斜截面抗剪計算時要考慮；,三、剪力墻正截面抗彎承載力計算,剪力墻在水平和豎向荷載作用下屬于偏心受壓和偏心受拉構件。,1、偏心受壓墻肢截面計算,剪力墻墻肢受壓區(qū)高度,剪力墻墻肢截面計算高度,大偏心受

2、壓,根據(jù)平衡條件：矩形截面,抗震承載力調整系數(shù)，取0.85,大偏心受拉計算,小偏心受壓,不考慮豎向分布筋作用，計算同一般小偏壓構件； 要驗算平面外穩(wěn)定問題（按軸心受壓構件驗算）。,小偏心受拉計算 剪力墻墻肢的整個截面都存在拉應力，拉力由豎向分布鋼筋和墻肢端部鋼筋共同承擔，混凝土不參加工作。規(guī)范規(guī)定不宜出現(xiàn)?？赏ㄟ^調整剪力墻長度或連梁尺寸避免出現(xiàn)小偏心受拉的墻肢。,四、剪力墻斜截面抗剪承載力計算,保證不發(fā)生斜壓破壞 通過限制剪力墻截面的最小尺寸； 保證不發(fā)生斜拉破壞 通過滿足最小配筋率； 保證不發(fā)生剪壓破壞 通過計算所需的水平鋼筋。,剪力墻的剪切破壞,剪力墻底部加強區(qū)部位： 墻肢總高度的1/8；

3、 底部二層； 不大于15m。,1、剪力設計值的取值,抗震設計時，要體現(xiàn)“強剪弱彎”的原則，保證塑性鉸區(qū)不過早出現(xiàn)剪切破壞。,墻肢剪力放大系數(shù)，一級為1.6，二級為1.4，三級為1.2,9度時尚應符合：,其他部位：,2、雙肢剪力墻墻肢內力調整 高層規(guī)程規(guī)定，當其中一肢為大偏心受拉時，受壓墻肢的彎矩設計值和剪力設計值應乘以增大系數(shù)1.25，軸力不變。,3、剪力墻墻肢最小截面尺寸,為避免剪力墻產生斜壓破壞，其截面尺寸應滿足：,無地震作用組合時：,有地震作用組合時：,矩形截面寬度,矩形截面高度,4、剪力墻截面的最小配筋率,一、二、三級抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應小于0.25%；四級抗震墻

4、不應小于0.2%； 鋼筋最大間距300mm； 鋼筋最小直徑8mm。,5、偏心受壓剪力墻斜截面受剪承載力計算,無地震作用組合：,有地震作用組合：,7、一級抗震時 水平施工縫處墻肢的抗滑移能力驗算,五、剪力墻連梁截面計算,按照“強墻弱梁”的設計原則： 保證墻肢不過早出現(xiàn)脆性的剪切破壞，應設計成“延性墻肢”； 應使連梁早于墻肢屈服； 應使連梁的抗剪承載力大于其抗彎承載力，避免連梁過早出現(xiàn)脆性的剪切破壞，使連梁成為“延性連梁”。,如果部分或全部連梁出現(xiàn)剪切破壞，則墻肢間的約束將削弱或全部消失，聯(lián)肢墻則蛻化為兩個或多個獨立墻肢，結構的剛度大大降低，承載力也隨之下降。,連梁的特點：跨高比小,1、連梁內力設

5、計值,彎矩設計值,為了達到強剪弱彎，應降低連梁的彎矩設計值，方法是彎矩調幅，調幅的方法有兩個： a、在小震作用下的內力和位移計算時，通過折減連梁的剛度，使連梁的彎矩、剪力值減小。設防烈度為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。 b、按連梁彈性剛度計算內力和位移，將彎矩組合值乘以折減系數(shù)。設防烈度為6、7度時，折減系數(shù)不小于0.8；8、9度時，折減系數(shù)不小于0.5。,剪力設計值,連梁剪力增大系數(shù)，一級取1.3，二級取1.2，三級取1.1,9度抗震設計時尚應符合：,2、連梁承載力驗算,受彎承載力驗算,連梁通常按對稱配筋,無地震作用組合時：,有地震作用組合時：,受剪承載

6、力驗算,無地震作用組合時：,有地震作用組合時：,跨高比大于2.5時：,跨高比不大于2.5時：,跨高比較小的連梁斜裂縫擴展到全對角線上，在地震往復作用下，受剪承載力降低,3、連梁的最小截面尺寸,無地震作用組合時：,有地震作用組合時：,跨高比大于2.5時：,跨高比不大于2.5時：,5.9 剪力墻的構造要求,一、一般規(guī)定 剪力墻的厚度 一、二級不應小于160mm，且不應小于層高的1/20； 底部加強部位不宜小于200mm，且不宜小于層高的1/16； 混凝土強度等級,平面布置 剪力墻結構中全部豎向荷載和水平力都由鋼筋混凝土墻體承受，所以剪力墻應沿結構平面主要方向布置。一般采用矩形、L形、T形、形、Y形

7、、正多邊形、圓形和弧形。 單片剪力墻的長度不宜過長，使結構周期過短、地震力太大，很不經濟；剪力墻應當是高細的，呈受彎工作狀態(tài)，由受彎承載力決定，使剪力墻具有足夠延性，否則，剪力墻太長，形成低寬剪力墻，就會呈脆性，不利于抗震。 同一軸線上的連續(xù)剪力墻過長時，應該用樓板或細柔的連梁分成若干個墻段，每一個墻段相當于一片獨立的剪力墻，墻段的高寬比2，每一墻肢的寬度不宜大于8m，以保證墻肢由受彎承載力控制，而且靠近中和軸的豎向分布鋼筋在破壞時能充分發(fā)揮作用。,內力計算時，不考慮墻片之間樓板或弱連梁的作用，每一墻片作為一片獨立的剪力墻計算。,剪力墻結構中，如剪力墻數(shù)量太多，同樣也會使結構剛度和重量都太大，

8、不僅材料用量增加，而且地震力也增大，使上部結構和基礎設計困難。一般采用大開間剪力墻（6.07.2m)。 調整結構剛度的方法有： 適當減小剪力墻的厚度； 降低連梁高度； 增大門窗洞口寬度 對較長的墻肢設置施工洞，分為兩個墻肢。,豎向布置： 剪力墻應上到頂、下到底，中間樓層也不要中斷，剪力墻不連續(xù)會使結構剛度突變，對抗震非常不利。 剪力墻洞口上下對齊、成列布置，使剪力墻形成明確的墻肢和連梁。成列開洞的規(guī)則剪力墻傳力直接，受力明確，內力分布清楚，地震中不容易因為復雜應力而產生震害；洞口錯開則相反。,要避免小墻肢：,試驗表明：墻肢寬度與厚度之比小于3的小墻肢在反復荷載作用下，比大墻肢早開裂、早破壞，即

9、使加強配筋，也難以防止小墻肢的早期破壞。（按框架柱的要求進行設計。） 規(guī)范規(guī)定：墻肢寬度3bw (bw 為墻厚） 500mm,二、剪力墻翼緣的有效寬度,剪力墻間距 門窗洞間翼墻的寬度 剪力墻厚度 兩側各 6 倍翼墻厚度 剪力墻墻肢總高度的 10%(抗震規(guī)范中取15%),四者的最小值,三、剪力墻的加強部位： 剪力墻的頂層； 剪力墻的底部加強區(qū)： 墻肢總高度的1/8； 底部兩層； 不大于15m 樓梯間及電梯間墻； 現(xiàn)澆端部山墻； 內縱墻的端開間。,取大值,約束邊緣構件,一、二級抗震等級設計的剪力墻底部加強部位及其上一層墻肢端部應按下表設置約束邊緣構件：,體積配筋率：,約束邊緣構件配箍特征值,四、邊

10、緣構件,剪力墻約束邊緣構件(一）,剪力墻約束邊緣構件(二）,構造邊緣構件,一、二級抗震等級設計的剪力墻其他部位及三、四級抗震設計、非抗震設計的剪力墻肢端部應按下表設置構造邊緣構件：,剪力墻構造邊緣構件(一),剪力墻構造邊緣構件(二),剪力墻邊緣構件(一）,剪力墻邊緣構件（二）,例3：某8度設防一級剪力墻底部加強部位，墻肢長 hw為6m，墻厚250mm，混凝土強度等級為C25，箍筋采用HPB235，當箍筋間距為100mm，直徑為10mm時，校核是否滿足要求？,2、由于是暗柱：,3、,不滿足要求,五、水平向和豎向分布鋼筋,六、拉結筋,各排分布鋼筋之間的拉結筋間距不應大于600mm，直徑不宜小于6m

11、m，間距不大于下表：,剪力墻身水平鋼筋構造,剪力墻身水平鋼筋構造,剪力墻身水平鋼筋構造,七、墻肢軸壓比,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下表的限制：,八、連梁的配筋構造,連梁配筋構造示意圖,連梁截面配筋,連梁內交叉斜撐的配筋構造,連梁洞口補強,解：1、求每片墻的等效剛度,等效剛度：,矩形截面：,2、總等效剛度,3、分配到每片墻上的剪力及彎矩,小 結,1、剪力墻按洞口的有無、大小、形狀和位置可劃分為整截面墻、整體小開口墻、連肢墻和壁式框架等。為綜合考慮剪力墻彎曲變形、剪切變形和軸向變形的影響，可采用按頂點位移相等求得的豎向懸臂受彎構件的彎曲剛度，作

12、為剪力墻的等效剛度。,2、各類剪力墻的受力特點有較大不同，主要表現(xiàn)為各墻肢截面上的正應力分布及沿墻肢高度方向上的彎矩變化規(guī)律。墻肢截面上的正應力分布主要取決于剪力墻的整體工作系數(shù) ， 值越大，說明連梁的相對剛度較大，墻肢剛度相對較小，連梁對墻肢的約束作用大，整體工作性能好，接近于整截面墻或整體小開口截面墻。因此可用 值作為剪力墻分類的判別準則。但對整體小開口墻和璧式框架， 有時均較大，故還可利用墻肢慣性矩比值 判斷墻肢高度方向上是否會出現(xiàn)反彎點，作為剪力墻分類的第二個判別準則。,3、墻肢屬偏心受壓或偏心受拉構件，由于墻肢成片狀，故墻肢兩端除集中配置豎向鋼筋外，沿截面高度方向還需配置均勻分布的豎向鋼筋。正截面承載力計算時需考慮分布鋼筋的作用，但受壓區(qū)或拉應力較小的分布鋼筋，為安全起見，可忽略其作用。偏心受壓剪力墻受剪破壞時，主要有斜拉破壞、斜壓破壞和剪壓破壞三種破壞形態(tài)。斜截面承載力計算是建立在剪壓破壞基礎上的。連梁一般作為受彎構件，需分別計算正截面和斜截面承載力計算。,重 點 內 容 剪力墻結構的計算假定及分類 剪力墻的