7高层剪力墙构件设计

1、高层建筑结构 青岛理工大学 田 砾2011.10 简要回顾 review框架结构梁构件设计要点？框架结构梁构件设计要点？框架结构柱构件设计要点？框架结构柱构件设计要点？框架结构节点核心区设计要点？框架结构节点核心区设计要点？有哪些主要的构造要求？有哪些主要的构造要求？ 本章重点（本章重点（emphases）u概念设计概念设计u墙肢大偏压计算墙肢大偏压计算（对称（对称&不对称配筋）不对称配筋）u墙肢小偏压计算墙肢小偏压计算u墙肢偏拉计算墙肢偏拉计算u墙肢斜截面计算墙肢斜截面计算u墙肢构造要求墙肢构造要求u连梁设计与构造连梁设计与构造chp.7 chp.7 钢砼剪力墙结构构件设计钢砼剪力墙结构构件

2、设计7.1延性剪力墙的抗震设计原则延性剪力墙的抗震设计原则v强墙弱梁强墙弱梁v强剪弱弯强剪弱弯v限制墙肢的轴压比，墙肢设置边缘构件限制墙肢的轴压比，墙肢设置边缘构件v加强重点部位加强重点部位v连梁特殊措施连梁特殊措施（减小名义剪应力，加大箍筋配置，钢筋锚固、箍筋加密区范围、腰筋配置等）剪力墙底部加强部位剪力墙底部加强部位：v墙肢总高度的墙肢总高度的1/8和底部两层的较大值，且不和底部两层的较大值，且不大于大于15m；v部分框支剪力墙结构的剪力墙，取框支层加部分框支剪力墙结构的剪力墙，取框支层加框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度1/8的较大值。的较大值。

3、7.2 墙肢设计墙肢设计v破坏形态：弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏、破坏形态：弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏、滑移破坏（施工缝截面）滑移破坏（施工缝截面） nf7.2.1 内力设计值内力设计值弯矩设计值弯矩设计值v无地震作用效应组合、二、三、四级：最不无地震作用效应组合、二、三、四级：最不利组合利组合mv一级：底部加强部位及以上一一级：底部加强部位及以上一 层，采用墙肢底部截面组合的层，采用墙肢底部截面组合的 m计算值；其它部位，取墙肢计算值；其它部位，取墙肢 截面最不利组合的截面最不利组合的m计算值的计算值的 1.2倍倍v双肢墙一侧大偏拉，另一侧取双肢墙一侧大偏拉，另一侧取 1.25m,1.25

4、v7.2.1 内力设计值内力设计值v轴力设计值轴力设计值:最不利组合轴力最不利组合轴力v剪力设计值剪力设计值 一、二、三级底部加强部位一、二、三级底部加强部位 9度时尚应符合度时尚应符合一级一级1.6二级二级1.4三级三级1.27.2.2 墙肢偏心受压承载力计算墙肢偏心受压承载力计算v大偏心受压承载力计算大偏心受压承载力计算-基本假定：基本假定：平截面假定；平截面假定；不考虑受拉混凝土的作用；不考虑受拉混凝土的作用；压区砼采用等效矩形应力图，应力达到压区砼采用等效矩形应力图，应力达到 ；墙肢端部的纵向受拉、受压钢筋屈服；墙肢端部的纵向受拉、受压钢筋屈服；从受压区边缘算起从受压区边缘算起1.5x

5、 以外的受拉竖向分布钢筋以外的受拉竖向分布钢筋全部屈服并参与受力计算，全部屈服并参与受力计算，1.5x范围以内的竖向分范围以内的竖向分布钢筋不参与受力计算。布钢筋不参与受力计算。cf1v墙肢大偏心受压截面应变和应力分布墙肢大偏心受压截面应变和应力分布大偏心受压承载力计算大偏心受压承载力计算v对称配筋（对称配筋（as=as）：）：v由平衡条件计算等效矩形应力图受压区高度由平衡条件计算等效矩形应力图受压区高度x大偏心受压承载力计算大偏心受压承载力计算v对受压区中心取矩，对受压区中心取矩，m=0 ：v忽略式中忽略式中x2项项大偏心受压承载力计算大偏心受压承载力计算v竖向分布钢筋抵抗的弯矩：竖向分布钢

6、筋抵抗的弯矩：v端部钢筋抵抗的弯矩：端部钢筋抵抗的弯矩：v截面承载力验算要求：截面承载力验算要求：墙肢计算步骤：墙肢计算步骤：v确定控制截面：墙底，改变墙厚、改变混凝确定控制截面：墙底，改变墙厚、改变混凝土强度等级、改变配筋量的截面；土强度等级、改变配筋量的截面；v确定截面最不利组合的弯矩设计值和轴力设确定截面最不利组合的弯矩设计值和轴力设计值；计值；v由最小配筋率确定竖向分布钢筋的截面面积由最小配筋率确定竖向分布钢筋的截面面积asw，计算，计算x值和值和msw；v计算端部钢筋面积计算端部钢筋面积as ：墙肢计算步骤：墙肢计算步骤：不对称配筋：不对称配筋：v由最小配筋率确定竖向分布钢筋由最小配

7、筋率确定竖向分布钢筋asw；v给定一端的端部钢筋面积给定一端的端部钢筋面积as或或as！ ；v计算另一端钢筋面积。计算另一端钢筋面积。t形或形或i形截面：形截面：v参照参照t形或形或i形截面柱的偏心受压承载力的计算方法形截面柱的偏心受压承载力的计算方法计算配筋，按上述原则考虑竖向分布钢筋的作用。计算配筋，按上述原则考虑竖向分布钢筋的作用。小偏心受压承载力计算小偏心受压承载力计算v截面大部分或全部受压；截面大部分或全部受压；v靠近受压较大边的端部钢筋及竖向分布钢筋靠近受压较大边的端部钢筋及竖向分布钢筋屈服，屈服，计算中不考虑竖向分布压筋的作用计算中不考虑竖向分布压筋的作用；v受拉区受拉区的竖向分

8、布钢筋未屈服，计算中的竖向分布钢筋未屈服，计算中不考不考虑其作用。虑其作用。v墙肢截面极限状态的应力分布与小偏心受压墙肢截面极限状态的应力分布与小偏心受压柱完全相同，承载力计算方法也柱完全相同，承载力计算方法也相同相同。v需要按照轴压验算墙肢平面外稳定，竖向分需要按照轴压验算墙肢平面外稳定，竖向分布筋按构造设置布筋按构造设置墙肢偏心受拉承载力计算墙肢偏心受拉承载力计算v大偏心受拉：大偏心受拉：v假定距受压区边缘假定距受压区边缘1.5x范围以外的受拉分布钢筋屈范围以外的受拉分布钢筋屈服并参与工作，承载力的计算公式与大偏心受压相服并参与工作，承载力的计算公式与大偏心受压相同，只需将轴向力同，只需将

9、轴向力n变号。变号。v抗震设计时，承载力计算公式应抗震设计时，承载力计算公式应除以除以承载力抗震调承载力抗震调整系数整系数 ；计算受压区高度和计算分布钢筋抵；计算受压区高度和计算分布钢筋抵抗矩的公式中，抗矩的公式中，n要要乘以乘以 。ahnmw2/rere墙肢斜截面受剪承载力计算墙肢斜截面受剪承载力计算墙肢斜截面剪切破坏形态墙肢斜截面剪切破坏形态v剪拉破坏：属脆性破坏，应避免剪拉破坏：属脆性破坏，应避免v斜压破坏：限制截面的剪压比斜压破坏：限制截面的剪压比v剪压破坏：最常见的墙肢剪切破坏形态，墙剪压破坏：最常见的墙肢剪切破坏形态，墙肢斜截面受剪承载力计算公式的基础肢斜截面受剪承载力计算公式的基

10、础偏心受压斜截面受剪承载力偏心受压斜截面受剪承载力v1.5：墙肢以：墙肢以剪切变形剪切变形为主，首先在腹部出为主，首先在腹部出现斜裂缝，取混凝土出现腹剪斜裂缝时的现斜裂缝，取混凝土出现腹剪斜裂缝时的v作作为混凝土部分的受剪承载力为混凝土部分的受剪承载力（偏安全）（偏安全）v1.5：出现弯剪裂缝时混凝土所承担的剪力：出现弯剪裂缝时混凝土所承担的剪力作为混凝土受剪承载力作为混凝土受剪承载力（偏安全）（偏安全）v横向分布钢筋与混凝土共同抗剪横向分布钢筋与混凝土共同抗剪偏心受压斜截面受剪承载力偏心受压斜截面受剪承载力v无地震作用组合时无地震作用组合时v有地震作用组合时有地震作用组合时vn0.2 fcb

11、whw时，取时，取0.2fcbwhw 2.2时取时取2.2大偏拉时右式取大偏拉时右式取-n，右边第一项小于，右边第一项小于0时取为时取为0墙肢构造要求墙肢构造要求v砼强度：砼强度： 筒不低于筒不低于c25，其它墙不低于，其它墙不低于c20v最小截面尺寸最小截面尺寸 承载力，最小墙厚，剪压比限值承载力，最小墙厚，剪压比限值（与框架梁柱的（与框架梁柱的要求形式一致）要求形式一致）剪压比限值要求剪压比限值要求v无地震作用组合时：无地震作用组合时：v有地震作用组合时：有地震作用组合时： 跨高比跨高比2.5 跨高比跨高比2.5 )下标下标b改为改为w即可即可墙肢构造要求墙肢构造要求v分布钢筋（横向、竖向

12、）：分布钢筋（横向、竖向）：抗剪、抗弯、减抗剪、抗弯、减小收缩小收缩200mm墙肢构造要求墙肢构造要求v轴压比限值轴压比限值nv一、二级剪力墙的底部加强部位，在重力荷一、二级剪力墙的底部加强部位，在重力荷载代表值作用下的墙肢载代表值作用下的墙肢n墙肢构造要求墙肢构造要求v约束边缘构件：用箍筋约束的暗柱、端柱和约束边缘构件：用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙墙底截面的轴压比超过翼墙墙底截面的轴压比超过0.1（9度一级）、度一级）、0.2（7、8度一级）或度一级）或0.3（二级）的剪力墙；（二级）的剪力墙；v部分框支剪力墙结构的一、二级剪力墙。部分框支剪力墙结构的一、二级剪力墙。v约束边缘构件设置高度为

13、：底部加强部位及约束边缘构件设置高度为：底部加强部位及以上一层。以上一层。暗柱暗柱翼墙翼墙端柱端柱转角墙转角墙墙肢构造要求墙肢构造要求v沿墙肢的长度沿墙肢的长度lc 不应小于不应小于表中数值、表中数值、1.5bw和和450mm三者的最大值，不应小于翼墙厚度或三者的最大值，不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加端柱沿墙肢方向截面高度加300mm； v翼墙长度小于其翼墙长度小于其3倍厚度或端柱截面边长小于倍厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚时，视为无翼墙、无端柱；倍墙厚时，视为无翼墙、无端柱； 墙肢构造要求墙肢构造要求v构造边缘构件构造边缘构件880.01ac,6160.008ac,616墙肢构造

14、要求墙肢构造要求v钢筋的连接和锚固钢筋的连接和锚固v非抗震设计非抗震设计 锚固长度为锚固长度为la；抗震时为；抗震时为laev非抗震设计非抗震设计 搭接长度搭接长度1.2la；抗震时；抗震时1.2laev暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框架柱相同。架柱相同。 连梁截面设计连梁截面设计（强墙弱梁、强剪弱弯）（强墙弱梁、强剪弱弯）v对剪力墙开洞形成的对剪力墙开洞形成的跨高比跨高比2.5 跨高比跨高比 2.5 )连梁内力设计值连梁内力设计值弯矩设计值调幅弯矩设计值调幅v内力和位移计算时，折减连梁内力和位移计算时，折减连梁刚度，使连梁的弯矩、剪力值刚度，使

15、连梁的弯矩、剪力值减小；减小；6-7:0.7, 8-9:0.5v按弹性刚度计算连梁的内力和按弹性刚度计算连梁的内力和位移，弯矩组合值乘以折减系位移，弯矩组合值乘以折减系数。数。 6-7:0.8,8-9:0.5连梁内力设计值连梁内力设计值剪力设计值剪力设计值v一、二、三级剪力墙的连梁一、二、三级剪力墙的连梁v9度抗震设计时尚应符合度抗震设计时尚应符合v1.3/1.2/1.1连梁承载力验算连梁承载力验算受弯承载力验算（对称配筋）受弯承载力验算（对称配筋）v无地震作用组合时无地震作用组合时v有地震作用组合时有地震作用组合时连梁承载力验算连梁承载力验算受剪承载力验算受剪承载力验算v无地震作用组合时：无

16、地震作用组合时：v有地震作用组合时：有地震作用组合时：v 跨高比跨高比2.5v 跨高比跨高比 2.5连梁构造要求连梁构造要求v最小截面尺寸（限制截面剪压比）最小截面尺寸（限制截面剪压比）v配筋：顶面、底面纵向受力筋伸入墙内的锚配筋：顶面、底面纵向受力筋伸入墙内的锚固长度：固长度：lae,la，且，且600mmv沿连梁全长箍筋最大间距和最小直径，抗震沿连梁全长箍筋最大间距和最小直径，抗震时与框架梁端加密区同，非抗震时与框架梁端加密区同，非抗震100，6v顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的范围内的箍筋顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的范围内的箍筋间距间距150v连梁的腰筋连梁的腰筋vh700mm,10200，跨高

17、比，跨高比2.5,腰筋面积配腰筋面积配筋率筋率 0.3%连梁构造要求连梁构造要求交叉斜撑配筋连梁（梁厚交叉斜撑配筋连梁（梁厚 300）v跨高比跨高比2的核心筒连梁或框筒梁的核心筒连梁或框筒梁, 宜用宜用；跨高；跨高比比1的核心筒连梁或框筒梁的核心筒连梁或框筒梁, 应用应用v计算确定纵筋，至少计算确定纵筋，至少414，伸入墙内长度不，伸入墙内长度不小于小于la，1.15la ,加密区长度不小于加密区长度不小于600及及2h，间距不大于间距不大于100，非，非 加密区不大于加密区不大于200及及0.5b洞口补强洞口补强v当剪力墙墙面开有非连续小洞口（其各边长度小于当剪力墙墙面开有非连续小洞口（其各边长度小于800mm），且在整体计算中不考虑其影响时，应），且在整体计算中不考虑其影响