《高层》第5章 剪力墙结构设计

1、5.1 概述5.2 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算5.3 联肢剪力墙的计算5.4 壁式框架的计算5.5 剪力墙结构的分类5.6 剪力墙的截面设计5.7 剪力墙轴压比限值及边缘构件配筋要求5.8 短肢剪力墙的设计要求5.9 剪力墙设计的构造要求5.10 连梁截面设计及配筋构造第5章 剪力墙结构设计钢筋绑扎过程中钢筋绑扎过程中5.1 概述5.1.1 剪力墙结构的特点 剪力墙是纵横两个方向均由钢筋混凝土墙组成的空间结构体系。除了承受楼板的竖向荷载外，还要承受风荷载、水平地震作用等水平作用。5.1.2 5.1.2 结构布置结构布置 墙体承重方案墙体承重方案1 1）小开

2、间横墙承重）小开间横墙承重特点：每开间设置承重横墙，间距为特点：每开间设置承重横墙，间距为m.9m，适用于住，适用于住宅、旅馆等小开间建筑。宅、旅馆等小开间建筑。优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自重及侧向刚度大，水平地震作用大。活，房屋自重及侧向刚度大，水平地震作用大。大间距纵、横墙承重大间距纵、横墙承重小开间横墙承重小开间横墙承重大开间横墙承重大开间横墙承重2 2）大开间横墙承重）大开间横墙承重特点：每两开间设

3、置一道承重横墙，间距一般特点：每两开间设置一道承重横墙，间距一般6 68m8m。楼盖多采用。楼盖多采用混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板。混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板。优点：使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较优点：使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较少。少。缺点：楼盖跨度大，楼盖材料增多。缺点：楼盖跨度大，楼盖材料增多。3 3）大间距纵、横墙承重）大间距纵、横墙承重特点：每两开间设置一道横墙，间距为特点：每两开间设置一道横墙，间距为8m8m左右。楼盖采用混凝土左右。楼盖采用混凝土双向板，或在每两道横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合双向板，或在每两道

4、横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合承重。承重。 从使用功能、技术经济指标、受力性能等方面来看，大间距从使用功能、技术经济指标、受力性能等方面来看，大间距方案较优越。目前趋向于采用大间距、大进深、大模板、无粘结预方案较优越。目前趋向于采用大间距、大进深、大模板、无粘结预应力混凝土。应力混凝土。剪力墙结构的布置实例白云宾馆3333层，层，112.45112.45米，剪力墙结构，米，剪力墙结构，19761976年建成，国内首栋百米高层。年建成，国内首栋百米高层。3600400080008000660003000360003000660008000800040003600700007850785

5、023001 1）宜沿主轴方向双向或多向布置，）宜沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜联结不同方向的剪力墙宜联结在一在一 起起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近；剪力墙墙肢截面宜简单、规则。侧向刚度接近；剪力墙墙肢截面宜简单、规则。 剪力墙的布置原则剪力墙的布置原则2 2）剪力墙布置不宜太密，）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度过大，刚度；若侧向刚度过大，不仅加大自重，还会使不仅加大自重，还会使地震力增大。地震力增大。3 3）剪力墙宜自下到上连续布置

6、，避免刚度突变。）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。 4 4）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口将长墙分成若干均匀）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口将长墙分成若干均匀的独立墙段。的独立墙段。墙段的长度不宜大于墙段的长度不宜大于8m8m。5 5）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙。洞墙和叠合错洞墙。一、二、三级剪力墙底部加强部位不宜采用错洞墙一、二、三级剪力墙底部加强部位不宜采用错洞墙一、二、三级剪力墙不宜采用叠合错洞墙一、二、三级剪力墙不宜采用叠合错洞墙6 6）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力）当

7、剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置扶壁柱扶壁柱、暗柱暗柱或与梁相连的或与梁相连的型钢型钢等措施）；或减小梁端弯矩的等措施）；或减小梁端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）。措施（如设计为铰接或半刚接）。7 7）短肢剪力墙是指墙肢截面）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为长度与厚度之比为5-85-8的剪的剪力墙力墙，高层结构，高层结构不应不应采用采用全部全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的最大适用高度应适当降低。短肢剪力墙结构的最大适用高度应适当降低。5.1.3 剪力墙分类及

8、判别方法剪力墙分类一（按墙肢长度）剪力墙分类一（按墙肢长度）1.一般剪力墙（墙肢截面高度与墙厚之比大于8）2.短肢剪力墙（墙肢截面高度与墙厚之比为48）剪力墙分类二（按是否开洞、开洞大小）剪力墙分类二（按是否开洞、开洞大小）1.整截面剪力墙2.整体小开口剪力墙3.双肢及多肢剪力墙4.壁式框架按按整体性系数、墙肢惯性矩比对剪力墙类型的判别方法整体性系数、墙肢惯性矩比对剪力墙类型的判别方法几何判定不开洞的剪力墙或开洞面积不超过墙体面积的16%，且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可以忽略洞口对墙体的影响，这种墙体称为整截面剪力墙（或称悬臂剪力墙）。受力特点整体剪力墙的受力状态如同

9、竖向悬臂墙，截面变形后仍符合平面假定，因而截面应力可按材料力学公式计算。变形以弯曲型为主。整截面墙整截面墙几何判定：（1）洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置， （2）洞口面积超过墙面总面积的16%，但洞口对剪力墙的受力影响仍较小。受力特点： 在水平荷载下，由于洞口的存在，墙肢中已出现局部弯曲，其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和局部弯曲（不大于整体弯矩的15%）二者叠加组成，截面变形仍接近于整截面墙。内力和变形仍按材料力学计算，然后适当修正。 整体小开口墙整体小开口墙 几何判定： 沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化为若干个单肢剪力墙或墙肢与一系列连梁联结起来组成。 受力特点： 连梁对墙肢有

10、一定的约束作用，墙肢局部弯矩较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。墙肢连梁墙肢联肢剪力墙联肢剪力墙 几何判定： 当剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。受力特点：与框架结构相类似。壁式框架壁式框架总结：剪力墙总结：剪力墙按开口按开口的分类的分类随着开口的增加，变形逐渐随着开口的增加，变形逐渐 由由弯曲型弯曲型过渡到过渡到剪切型剪切型壁式框架连梁1、剪力墙墙肢的破坏形态 在轴压力和水平力的作用下，墙肢的破坏形态与实体墙的破坏形态相同：弯曲破坏弯曲破坏弯剪破坏弯剪破坏剪切破坏剪切破坏滑移破坏滑移破坏15层剪力墙，总高42.4m，截面尺寸如图所示，试

11、判别剪力墙的类型。5.1.4 剪力墙的分析方法剪力墙结构在竖向荷载下的内力方法力传递路线传递路线(各剪力墙按它的负荷面积计算荷载) 楼板 墙（除连梁内产生弯矩外,墙肢主要受轴力）剪力墙的内力计算方法剪力墙的内力计算方法每片剪力墙作为竖向悬臂构件，按材料力学方法计算。荷载等效地化为作用于剪力墙形心轴处的轴向力荷载等效地化为作用于剪力墙形心轴处的轴向力N N和弯矩和弯矩MMn整截面剪力墙：所受的轴向力Nn小开口整体剪力墙：轴向力N按各墙肢截面面积分配，弯矩一般较小，近似计算常忽略其影响n联肢剪力墙：同小开口整体剪力墙n壁式框架：同普通框架（分层法）剪力墙结构在水平荷载下的内力和位移计算方法基本假定

12、基本假定1.不同方向的剪力墙分别作为平面结构处理2.楼板刚度无穷大，每一方向的各榀剪力墙按等效刚度分配水平荷载各榀剪力墙的内力和位移计算方法各榀剪力墙的内力和位移计算方法1.整截面剪力墙：材料力学方法2.整体小开口剪力墙：材料力学方法（修正）3.联肢剪力墙：连续化近似方法4.壁式框架：D值法考虑小洞口的折算截面面积和等效惯性矩顶点位移（考虑剪切变形影响）AAAAfopw25. 11iiwiwhhII（顶部集中力）（均布荷载）（倒三角荷载）.).31 (31.).41 (81.).64. 31 (6011230230230qqqqqqqqqGAHEIEIHVGAHEIEIHVGAHEIEIHV(

13、5.4)(5.3)(5.1)5.2 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算顶点位移（换算成弯曲变形形式）等效刚度EIeq（顶部集中力）（均布荷载）（倒三角荷载）.31.81.6011303030eqeqeqEIHVEIHVEIHVqqqeqAHIEIEI291(5.6)(5.7)内力计算：总弯矩分为两部分，计算墙肢弯矩、轴力和剪力墙肢弯矩墙肢轴力墙肢剪力个别细小墙肢弯矩顶点位移：放大1.2倍iipipiIIxMIIxMxM)(15. 0)(85. 0)(IyAxMNiipi)(85. 0)(21iiiipiIIAAVV200hVMMiii(5.14)(5.16)(5.15)(5.17)15层整体小

14、开口剪力墙，总高42.4m，截面尺寸及所受水平地震作用如图所示，材料弹性模量E=2.55X104MPa，试：1、求墙肢基底截面内力；2、求顶部位移。基本假设：1.连梁的反弯点在跨中，每一楼层处的连梁可以离散为均布在整个层高范围内的连续化连杆；2.各墙肢的变形曲线相似，水平位移相等（不考虑连梁的轴向变形）；3.连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形，墙肢还应考虑轴向变形。基本思路： 采用力法来进行结构的计算，沿着连梁中点将结构切开，切开后结构为静定结构，根据假定1（反弯点在中点），切开后连杆端弯矩为0。连杆有剪力（x）与轴力（x）,根据假定2，由于（x）与求解无关，不必求解。因此我们不必考虑。由切开处的变

15、形连续条件可建立（x）的微分方程，求解微分方程可得到连杆剪力（x）。将一个楼层高度范围内的各点剪力积分，还原成一根连梁中的剪力，然后可求出所有墙肢和连梁的内力。1、将连杆在中点切开，由于连梁 中点是反弯点，切口处弯矩为 零，只有剪应力和正应力2、连杆切口处沿方向的变形连续条件： 0321xxx3、引入平衡条件与力变形关系，得到双肢墙的基本微分方程 为连杆剪力对两墙肢中心约束弯矩之和 为连梁考虑剪切变形后的折算惯性矩 为连梁的刚度系数 为未考虑墙肢轴向变形的整体系数 为考虑了墙肢轴向变形的整体系数 为双肢组合截面形心轴的面积矩 （顶部集中力）均布荷载倒三角荷载.).(.).(.)1 (1 )()

16、(022102212022122 VHHxVHHxVHxmHxm( )2( )m xcxDIhHi22162207 . 0131ahIGaAEIIIbbbbbb320acIDbhcSDH2212321212AAAcAS(5.36)代换：化简方程为：奇次方程解为特解为引入边界条件：墙顶弯矩为零，墙底转角为零得到方程的解 （查表）)()(21shCchC（顶部集中力）（均布荷载）（倒三角荷载）.1.2)1 (122t022dxydmm0m,1hx2210)()(Vxxm（顶部集中力）（均布荷载）（倒三角荷载）.)1 (1 )()(22222 (6.49)(6.51)i层连梁约束弯矩i层连梁的剪力i

17、层连梁端部弯矩i层以上墙肢弯矩i层以上墙肢轴力i层以上墙肢剪力chmVibi2)(0aVMbibiiiMIIIMMIIIM21222111nijjpiimMMnijbjiVN(5.50)(5.48)(5.49)hmmii)(5.47)pipiVIIIMVIIIM02010220201011顶点位移（换算成弯曲变形形式）等效抗弯刚度EIeq（顶部集中力）（均布荷载）（倒三角荷载）.31.81.6011303030eqeqeqEIHVEIHVEIHV3)1/(4)1/(64. 3)1/(212121iiieqEIEIEIEI221aaiiAGHIE22(5.62)(5.63)壁式框架的特点：1.壁

18、式框架带刚域2.截面较宽，剪切变 形影响不容忽视l壁式框架刚域长度l壁式框架计算方法带刚域杆件的梁端约束弯矩系数可以由结构力学的方法计算到：与普通杆件的梁端约束弯矩 系数相比较，即可知道带刚 域杆件的刚度系数为： cibalbaEImi6)1 ()1 ()1 (6312icbalbaEImi3216)1 ()1 ()1 (62 12GAlEIiciK12icK21iccKc2(6.86)(6.87)抗侧刚度计算式 212hKDcc3210yyysyay 壁柱反弯点位置DVuiiDVuuiiM利用两个参数利用两个参数1.整体性系数反映连梁与墙肢刚度间的相对关系2.墙肢惯性矩比值判别准则判别准则1

19、11226kiikiiIhDHIIA10当当当10且且且为整体小开口墙；为壁式框架；为联肢墙；ZIIAZIIAZIIA101一个是一个是各墙肢间的整体性各墙肢间的整体性，由剪力墙的，由剪力墙的整体工作系数整体工作系数 来反映；来反映；一个是沿墙肢高度方向一个是沿墙肢高度方向是否会出现反弯点是否会出现反弯点，出现反弯点的层数越，出现反弯点的层数越多，其受力性能越接近于壁式框架。多，其受力性能越接近于壁式框架。1 1、剪力墙的整体性、剪力墙的整体性 值的大小反映了值的大小反映了连梁对墙肢约束作用的程度连梁对墙肢约束作用的程度，对剪力墙的受，对剪力墙的受力特点影响很大，因此可利用力特点影响很大，因此

20、可利用 值作为剪力墙分类的判别准则之一。值作为剪力墙分类的判别准则之一。剪力墙类型的判别方法注：四个参数的物理意义：注：四个参数的物理意义： D D 为连梁为连梁的刚度系的刚度系数数S S 为双肢墙中一为双肢墙中一个墙肢对个墙肢对组合截面形心轴组合截面形心轴的面积矩的面积矩（反映洞口大小）（反映洞口大小）1 1为连梁与为连梁与墙肢刚度比墙肢刚度比 为剪力为剪力墙的整体工墙的整体工作系数作系数232bba IDl 注：注：值越大，表明连梁的相对刚度越大，墙肢刚度相对较值越大，表明连梁的相对刚度越大，墙肢刚度相对较小，连梁对墙肢的约束作用也较大，墙的整体工作性能好，接近小，连梁对墙肢的约束作用也较

21、大，墙的整体工作性能好，接近于整截面墙或整体小开口墙。于整截面墙或整体小开口墙。 2 2、墙肢惯性矩比、墙肢惯性矩比 I I A A / I / II I为剪力墙对组合截面形心轴的惯性矩，为剪力墙对组合截面形心轴的惯性矩，I IA A=I-=I-I Ii i I Ii i为第为第i i个墙肢对自身形心轴的惯性矩个墙肢对自身形心轴的惯性矩 222211yAyAIA1y2y组合组合截面截面形心形心墙肢墙肢A A2 2墙肢墙肢A A1 121222211IIyAyAII IA A/ /I I 值反映了剪力墙截面削弱的程度。值反映了剪力墙截面削弱的程度。I IA A/ /I I 值大，说明截值大，说明

22、截面削弱较多，洞口较宽，墙肢相对较弱。因此，当面削弱较多，洞口较宽，墙肢相对较弱。因此，当I I A A/ /I I 增大到增大到某一值时，墙肢表现出框架柱的受力特点，即沿高度方向出现某一值时，墙肢表现出框架柱的受力特点，即沿高度方向出现反反弯点弯点。注：判别墙肢出现反弯点注：判别墙肢出现反弯点时时 I IA A/I /I 的界限值用的界限值用 Z Z 表示，表示，Z Z值值与与和层数和层数 n n 有关，可按表查得。有关，可按表查得。结论：结论：(1)(1)洞口立面面积洞口立面面积 16%16%墙面立面面积，且洞口间净距墙面立面面积，且洞口间净距 及孔洞至墙边的距离及孔洞至墙边的距离 孔洞长

23、边尺寸，属整体墙；孔洞长边尺寸，属整体墙； (2)(2)当当 1 1 时，时，可按独立墙肢分别计算；可按独立墙肢分别计算； (3) (3) 当当 1 1 100 x0，应使应使（2 2）按计算求）按计算求 ，方法同大偏压，只是，方法同大偏压，只是N N改为负号改为负号swANAfswyvssAA 小偏拉小偏拉 （全截面受拉）（全截面受拉） 高层建筑设计规中要求不宜在双肢剪力墙中出现小偏拉高层建筑设计规中要求不宜在双肢剪力墙中出现小偏拉 。sahe20 说明：考虑地震作用时，承载力计算公式右边都要乘以承载说明：考虑地震作用时，承载力计算公式右边都要乘以承载力抗震调整系数力抗震调整系数 。RE/1

24、wuuMeNN0011)11(100wuuREMeNNl计算公式l加强剪力墙平面外刚度和承载力的措施9 . 0sycAfAfN保证不发生斜保证不发生斜压压破坏破坏 通过限制剪力墙通过限制剪力墙截面的最小尺寸截面的最小尺寸；保证不发生斜保证不发生斜拉拉破坏破坏 通过满足通过满足最小配筋率最小配筋率；保证不发生保证不发生剪剪压破坏压破坏 通过计算所需的通过计算所需的水平钢筋水平钢筋。80剪力墙的剪切破坏剪力墙的剪切破坏00)13. 05 . 0(5 . 01wshyhwwwtwhsAfAANhbfV8 . 0)1 . 04 . 0(5 . 01100wshyhwwwtREwhsAfAANhbfV0

25、wVhM要求：要求：剪跨比剪跨比 取取2.2轴向力轴向力wwchbfN2 . 0工形或工形或T T形截面腹板面积形截面腹板面积wAwoshyhwwwtwhsAfAANhbfV)13. 05 . 0(5 . 0108 . 0)1 . 04 . 0(5 . 0110woshyhwwwtREwhsAfAANhbfV 一级抗震等级剪力墙水平施工缝处竖向钢筋的截面面积应符合下列要求：当N为轴向压力时当N为轴向拉力时)8 . 06 . 0(1NAfrVsyREwj)8 . 06 . 0(1NAfrVsyREwjl注意柱与剪力墙关于轴压比的定义的不同l具体设计时灵活考虑一字形与工形和T形截

26、面的轴压比取值l作用：提高剪力墙的延性l应用范围1.约束边缘构件：一、二、三级抗震等级的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢2.构造边缘构件：一、二、三级抗震等级的剪力墙的其它部位，四抗震等级和非抗震设计的所有剪力墙yvcvvff约束约束边缘构件的构造边缘构件的构造l构造边缘构件的范围l构造边缘构件的配筋要求q“短肢墙短肢墙”的基本的基本定义定义q“短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构”的的界定界定q 短肢剪力墙结构的短肢剪力墙结构的受力特点及变形特征受力特点及变形特征q 短肢剪力墙结构的短肢剪力墙结构的应用范围应用范围q 短肢剪力墙结构的短肢剪力墙结构的抗震加强抗震加强q 利用利用PKPMPKPM软件

27、软件进行短肢墙结构设计进行短肢墙结构设计 “ “短肢墙短肢墙”的基本定义的基本定义q单肢截面单肢截面普通柱：普通柱：11H/BH/B3 3弱短肢剪力墙：弱短肢剪力墙：33H/BH/B5 5短肢剪力墙：短肢剪力墙：558H/B83 35 58 81212q多肢截面多肢截面(2(2肢或肢或2 2肢以上肢以上) )异形柱：各肢均满足异形柱：各肢均满足 1 1H/BH/B33弱短肢剪力墙：各肢均满足弱短肢剪力墙：各肢均满足 1 1H/BH/B5 5，至少有至少有1 1肢应该满足肢应该满足 3 3 H/BH/B5 5短肢剪力墙：各肢均满足短肢剪力墙：各肢均满足 1 1H/BH/B8 8，至少有至少有1

28、1肢应该满足肢应该满足 5 5 8H/B8，其余各肢长宽比不限其余各肢长宽比不限3-3 3-3 2-3-3 异型柱异型柱 3-5 3-4 弱短肢墙弱短肢墙 3-11-2普通墙普通墙 3-7 6-7 短肢墙短肢墙 以下两条满足其一，一般即可认为结构中以下两条满足其一，一般即可认为结构中 “ “短肢短肢 墙较多墙较多”，结构类型属于，结构类型属于“短肢墙结构短肢墙结构”1 1、 短肢墙倾覆弯矩占结构总倾覆弯矩的短肢墙倾覆弯矩占结构总倾覆弯矩的40%40%以上以上; ;2 2、对于高层剪力墙结构，短肢剪力墙负荷的楼面面、对于高层剪力墙结构，短肢剪力墙负荷的楼面面 积占全部楼面面积的积占全部楼面面积的

29、50%50%以上以上 ；抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振 型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震 倾覆力矩的倾覆力矩的50%50%；所以：；所以：“短肢墙结构短肢墙结构”中短肢墙中短肢墙 倾覆力矩的范围一般为倾覆力矩的范围一般为40%-50%40%-50%“短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构”的界定的界定q结构中短肢墙不宜太多结构中短肢墙不宜太多高规第高规第.2条规定了高层建筑结构条规定了高层建筑结构不应不应采用全部短肢剪力墙采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构。的剪力墙结构。短肢短肢剪力墙结构中，应

30、有足够的长肢剪力墙。剪力墙结构中，应有足够的长肢剪力墙。抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大抗震设计时，短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大于结构总底部地震倾覆力矩的于结构总底部地震倾覆力矩的50%50%；短肢墙太多的结构，抗震性能缺乏保障短肢墙太多的结构，抗震性能缺乏保障q剪力墙结构中短肢墙数量较少时剪力墙结构中短肢墙数量较少时, ,仍应界定为仍应界定为“普通剪力墙结普通剪力墙结构构”短肢墙较少时，整个结构的抗震性能仍然近于普通剪力墙结构短肢墙较少时，整个结构的抗震性能仍然近于普通剪力墙结构“普通剪力墙结构普通剪力墙结构”中的短肢墙的轴压比中的短肢墙的轴压比, ,宜按

31、照宜按照“短肢剪力短肢剪力墙结构墙结构”中的短肢墙的轴压比限值从严控制。中的短肢墙的轴压比限值从严控制。 短肢剪力墙结构的受力特点及变形特征短肢剪力墙结构的受力特点及变形特征 对于对于12121616层的小高层建筑结构，既可以保证结构的刚度，层的小高层建筑结构，既可以保证结构的刚度，容容易控制位移易控制位移，又可以使，又可以使室内空间方正合理室内空间方正合理。这是短肢剪力墙结。这是短肢剪力墙结构得以普遍应用的主要原因构得以普遍应用的主要原因。 短肢剪力墙结构的短肢剪力墙结构的受力、变形特征，界于框剪结构和普通剪力受力、变形特征，界于框剪结构和普通剪力墙结构之间墙结构之间。在截面积相等的前提下，

32、由于短肢墙的刚度大于。在截面积相等的前提下，由于短肢墙的刚度大于框架柱小于普通墙，这使得短肢剪力墙结构的刚度分布比框剪框架柱小于普通墙，这使得短肢剪力墙结构的刚度分布比框剪结构更均匀，从而也使水平力（地震作用，风荷载）和竖向力结构更均匀，从而也使水平力（地震作用，风荷载）和竖向力（恒、活）在构件间的分配更均匀。（恒、活）在构件间的分配更均匀。 短肢墙分配的水平剪力比例高于框剪结构中的框架柱。短肢墙分配的水平剪力比例高于框剪结构中的框架柱。 短肢墙分配的竖向轴力比例通常也大于框剪结构中的框架柱。短肢墙分配的竖向轴力比例通常也大于框剪结构中的框架柱。序号序号项目项目规定规定理解与应用理解与应用1短

33、肢剪力墙的轴压比带有效翼墙或端柱时一、二、三级时分别不宜大于0.45、0.5和0.55非抗震设计时，可不控制一字形剪力墙（含无效翼墙）时一、二、三级时分别不宜大于0.35、0.4和0.452短肢剪力墙的各层剪力设计值增大系数底部加强部位按公式5.110和5.111调整非抗震设计时可不放大。一级：“其他部位”的弯矩按弯矩增大系数1.2，剪力增大系数1.3其他部位一级1.4、二级1.2、三级、四级1.13短肢剪力墙的全部竖向钢筋的最小配筋率底部加强部位：一、二级 1.2%，三、四级 1%；其他部位：一、二 级 1%，三、四级 0.8%非抗震设计时按四级4短肢剪力墙的最小截面厚度底部加强部位 200

34、mm,其他部位 180mm对一字形短肢剪力墙，底部加强部 220mm,其他部位 200mm5短肢剪力墙宜设置翼缘一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之相较的单侧楼面梁必要时，应采取确保墙肢平面外稳定的措施 针对高规提出的针对高规提出的“短肢墙结构短肢墙结构”的概念，的概念，PKPMPKPM软件也增加软件也增加了相应的功能，以体现短肢墙结构的设计要求。设计人员在使了相应的功能，以体现短肢墙结构的设计要求。设计人员在使用软件时，应注意以下几点：用软件时，应注意以下几点：首先要按照前面介绍的短肢墙结构的界定方法，判断结构布置首先要按照前面介绍的短肢墙结构的界定方法，判断结构布置是否符合短肢墙结构的特定条

35、件，若符合，就在软件是否符合短肢墙结构的特定条件，若符合，就在软件“总信息总信息”参数的参数的“结构体系结构体系”选项里，指定结构为选项里，指定结构为“短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构”；若不符合，则指定结构为若不符合，则指定结构为“剪力墙结构剪力墙结构”。对于对于“短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构”中的短肢墙，在设计时，中的短肢墙，在设计时，软件自动将软件自动将其其“抗震等级抗震等级”提高一级；提高一级；( (普通剪力墙结构中短肢墙的抗震普通剪力墙结构中短肢墙的抗震等级，软件不会自动提高等级，软件不会自动提高）利用利用PKPMPKPM软件进行短肢墙结构设计软件进行短肢墙结构设计对于短肢剪力墙结构中的

36、位于对于短肢剪力墙结构中的位于非加强区非加强区的短肢墙，软件将的短肢墙，软件将自自动对其剪力设计值乘以高规动对其剪力设计值乘以高规(7.1.2-5)(7.1.2-5)规定的增大系数规定的增大系数。（一、。（一、二级抗震分别乘以增大系数二级抗震分别乘以增大系数1.41.4和和1.21.2）短肢剪力墙结构中的位于短肢剪力墙结构中的位于加强区加强区的短肢墙，软件将的短肢墙，软件将自动对其自动对其剪力设计值乘以高规剪力设计值乘以高规(7.2.10)(7.2.10)规定的增大系数规定的增大系数。（一、二、。（一、二、三级抗震分别乘以增大系数三级抗震分别乘以增大系数1.6,1.41.6,1.4和和1.21

37、.2）对于短肢墙结构，对于短肢墙结构，软件会分别统计短肢墙和普通墙的地震倾软件会分别统计短肢墙和普通墙的地震倾覆力矩覆力矩并进行输出并进行输出，设计人员应关注此项数据，以判断结构设计人员应关注此项数据，以判断结构中筒体和一般剪力墙所占的倾覆力矩百分比中筒体和一般剪力墙所占的倾覆力矩百分比是否满足大于是否满足大于50%50%的要求的要求；若不满足要求，应适当增设普通墙；若不满足要求，应适当增设普通墙、减少短肢墙。、减少短肢墙。文件输出：短肢墙所占倾覆弯矩的比例文件输出：短肢墙所占倾覆弯矩的比例SATWESATWE输出文件：输出文件：WV02Q.OUTWV02Q.OUTPMSAPPMSAP输出文件

38、：输出文件：简单摘要（工程名简单摘要（工程名. .RPTRPT）；）； 详细摘要（工程名详细摘要（工程名. .ABSABS）；）； 计算书（工程名计算书（工程名. .JSSJSS）；）； 三个文件中均有输出三个文件中均有输出文件输出：短肢墙所占倾覆弯矩的比例文件输出：短肢墙所占倾覆弯矩的比例查看地上一层的倾覆力矩百分比即可5.9 剪力墙设计构造要求5.9.2 剪力墙截面尺寸l最小厚度l截面尺寸与剪压比限制l无震组合l有震组合025. 0wwccwhbfV020. 015 . 2wwccREwhbfrV时，当015. 015 . 2wwccREwhbfrV时，当抗震等级抗震等级剪力墙部位剪力墙部

39、位最小厚度（取两者中的较大值）最小厚度（取两者中的较大值）有端柱或翼墙无端柱或翼墙一、二级底部加强部位h/16200mmh/12220mm其他部位h/20160mmh/15180mm三、四级底部加强部位h/20180mmh/20180mm其他部位h/25160mmh/25160mm非抗震设计所有部位h/25160mmh/25160mm5.9.3 剪力墙的分布钢筋要求l配筋形式竖向、水平分布钢筋：单排钢筋（高层不允许） 多排钢筋bw400mm,双排钢筋，400mm bw 700mm,三排钢筋；bw700mm,四排钢筋各排分布钢筋之间的拉接筋间距不应600mm,直径不应6mm。l分布钢筋最小配筋率

40、（一、二、三级时均不应小于0.25%，四级和非抗震均不应小于0.2%）（强制性条文）swswwAb s水平向和竖向分布钢筋水平向和竖向分布钢筋ssAsAswAshA1 1、剪力墙水平向和竖向分布钢筋的配筋率，一、二、三级、剪力墙水平向和竖向分布钢筋的配筋率，一、二、三级时不应小于时不应小于0.25%0.25%，四级及非抗震时不应小于，四级及非抗震时不应小于0.2%0.2%。2 2、横向钢筋直径不小于、横向钢筋直径不小于8 8，竖向不小于，竖向不小于1010。拉结筋拉结筋各排分布钢筋之间各排分布钢筋之间的拉结筋间距不应的拉结筋间距不应大于大于600mm600mm，直径，直径不宜小于不宜小于6mm

41、6mm。107剪力墙身水平钢筋构造剪力墙身水平钢筋构造108剪力墙身水平钢筋构造剪力墙身水平钢筋构造109剪力墙身水平钢筋构造剪力墙身水平钢筋构造5.9.5 剪力墙和连梁上开洞处理按照按照“强墙弱梁强墙弱梁”的设计原则：的设计原则：保证墙肢不过早出现脆性的剪切破坏，应设计成保证墙肢不过早出现脆性的剪切破坏，应设计成“延性延性墙肢墙肢”；应使连梁早于墙肢屈服；应使连梁早于墙肢屈服；应使连梁的应使连梁的抗剪抗剪承载力大于其承载力大于其抗弯抗弯承载力，避免连梁过承载力，避免连梁过早出现脆性的剪切破坏，使连梁成为早出现脆性的剪切破坏，使连梁成为“延性连梁延性连梁”。5.10 连梁截面设计及配筋构造(l

42、n/h5)5.10.1 连梁的配筋计算连梁的特点：连梁的特点：跨高比小跨高比小变形图变形图裂缝图裂缝图小跨高比连梁的变形和裂缝图小跨高比连梁的变形和裂缝图对跨高比小于对跨高比小于5 5的连梁，竖向荷载作用下产生的弯矩占的连梁，竖向荷载作用下产生的弯矩占总弯矩的比例较小，水平荷载作用下产生的反弯使它对总弯矩的比例较小，水平荷载作用下产生的反弯使它对剪切变形十分敏感，容易出现剪切裂缝。剪切变形十分敏感，容易出现剪切裂缝。连梁破坏特征连梁破坏特征连梁跨度小、连梁跨度小、高度大形成深梁高度大形成深梁房屋房屋1/31/3高度处高度处连梁破坏更明显连梁破坏更明显反复荷载作用下反复荷载作用下形成形成X X型剪切裂缝型剪切裂缝( (剪切型脆性破坏剪切型脆性破坏) )1 1、连梁内力设计值、连梁内力设计值u弯矩设计值弯矩设计值 为了达到为了达到强剪弱弯强剪弱弯，应降低连梁的弯矩设计值，应降低连梁的弯矩设计值， 方法是方法是弯矩调幅弯矩调幅，调幅的方法有两个：，调幅的方法有两个：（1 1）在小震作用下的内力和位移计算时，）在小震作用下的内力和位移计算时，通过折减连梁的刚度通过折减连梁的刚度，使连梁的弯矩、剪力值减小。设防烈度为使连梁的弯矩、剪力值减小。设防烈度