第五章剪力墙结构

1、剪力墙结构Xz第第5 5章章 剪力墙设计和构造（剪力墙）剪力墙设计和构造（剪力墙） 墙肢 墙肢 连梁第第5 5章章 剪力墙设计和构造（某剪力墙）剪力墙设计和构造（某剪力墙） 某剪力墙的内力图某剪力墙的内力图（弯矩、剪力、轴力图）（弯矩、剪力、轴力图）连梁墙肢剪力墙设计剪力墙设计设计计算内容与要求设计计算内容与要求 （1 1）设计对象）设计对象 （a a）剪力墙）剪力墙 正截面：正截面：N N、M M，压弯构件，压弯构件竖向钢筋竖向钢筋 斜截面：斜截面：V V，受剪构件，受剪构件水平钢筋水平钢筋 （b b）连梁：）连梁：M M、V V，受弯、受剪，受弯、受剪纵筋与箍筋纵筋与箍筋（2 2）设计要求

2、）设计要求：满足强度、刚度、稳定性和延性：满足强度、刚度、稳定性和延性 延性设计原则：强墙弱梁，强剪弱弯，强锚固延性设计原则：强墙弱梁，强剪弱弯，强锚固（3 3）设计措施）设计措施 （a a）内力调整）内力调整 （b b）截面尺寸）截面尺寸 （c c）纵筋或竖向钢筋）纵筋或竖向钢筋 （d d）箍筋或水平钢筋）箍筋或水平钢筋墙肢墙肢连梁连梁剪力墙配筋示意图混凝土柱子设计混凝土柱子设计 fyAsNu1fcbxeiee1 fcxbh0aahAsAssAs fyAsN1fcbxe0ee1 fcxbwaahwAsAsfyAs1.5xfywAsw对称配筋对称配筋 sAAs5 5、1 1墙肢截面承载力计算墙

3、肢截面承载力计算按照混凝土偏压构件计算按照混凝土偏压构件计算按偏心受力构件按偏心受力构件1.1.大偏心受力（受压、拉）大偏心受力（受压、拉）2 2、小偏心构件（受压、拉）、小偏心构件（受压、拉） 与柱子不同与柱子不同墙肢截面的分布钢筋参与受力。墙肢截面的分布钢筋参与受力。 并且（并且（1）竖向分布箍筋比较细，容易压曲）竖向分布箍筋比较细，容易压曲 （2）中和轴处分布钢筋不能屈服）中和轴处分布钢筋不能屈服一、正截面承载力的计算一、正截面承载力的计算1、剪力墙大偏心受压承载力计算、剪力墙大偏心受压承载力计算假定：假定：（1）平截面假定）平截面假定 截面的应变沿截面高度保持直线分布截面的应变沿截面高

4、度保持直线分布（2）不考虑混凝土的抗拉强度）不考虑混凝土的抗拉强度（3）不考虑受压分布钢筋的作用）不考虑受压分布钢筋的作用（4）1.5x（x受压区高度）以外受压分布钢筋受压区高度）以外受压分布钢筋达到屈服，参与工作达到屈服，参与工作特点（特点（1）一侧受拉、一侧受压一侧受拉、一侧受压 （2）端部受压、受拉屈服，）端部受压、受拉屈服， 大部分受大部分受拉分布钢筋屈服拉分布钢筋屈服（3）受压区混凝土达到受压极限应变）受压区混凝土达到受压极限应变 5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算b大偏压大偏压设计方法：设计方法： a、先按构造要求确定全截面的竖向分、先按构造要求确定全截面的竖向分布钢筋布钢

5、筋 b、按计算求端部配筋、按计算求端部配筋ssAA根据平衡条件：根据平衡条件：swA剪力墙大偏心受压承载力计算公式考虑地震作用时，承载力计算右边乘以1/RE5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算cswysysNNfAfAN cswyswwMMfAhheN)2(00b大偏压大偏压根据平衡条件：根据平衡条件：剪力墙大偏心受压承载力计算公式5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算cswysysNNfAfAN cswyswwMMfAhheN)2(00wywwwswfbxhN)5 . 1(0wywwwwfbxhM20)5 . 1(212当 fhxfwfcwcchbbfxbfN)(11)2()()2

6、(0101fwfwfcwwcchhhbbfxhxbfM2剪力墙小偏心受压承载计算特点（特点（1）一侧受拉、一侧受压一侧受拉、一侧受压或全截面受压或全截面受压（2）远离荷载作用点一侧的钢）远离荷载作用点一侧的钢筋不屈服及分布钢筋不屈服筋不屈服及分布钢筋不屈服（3）受压区混凝土达到受压极）受压区混凝土达到受压极限应变限应变（4）端部受压钢筋屈服）端部受压钢筋屈服 假定：假定：（1）平截面假定）平截面假定 截面的应变沿截面高度保持直线分布截面的应变沿截面高度保持直线分布（2）不考虑混凝土的抗拉强度）不考虑混凝土的抗拉强度（3）不考虑分布钢筋的作用）不考虑分布钢筋的作用5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面

7、承载力计算2剪力墙小偏心受压承载力计算公式b根据平衡条件根据平衡条件 按构造查按构造查 的最小值，验算最小配筋率的最小值，验算最小配筋率ssAA、)(8.010wbyshxf考虑地震作用时，承载力计算右边乘以1/RE5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算p小偏心受压cssysNAfANcyswwMfAhheN)2(002剪力墙小偏心受压承载力计算公式根据平衡条件根据平衡条件)(8.010wbyshxf5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算cssysNAfANcyswwMfAhheN)2(00fwfcwcchbbfxbfN)(11)2()()2(0101fwfwfcwwcchhhbbfx

8、hxbfM3、偏心受拉剪力墙的正截面承载力近似计算：、偏心受拉剪力墙的正截面承载力近似计算： wuuMeNN0011（2）地震作用组合时 wuuREMeNN00111式中，N0u、Mwu下列公式计算： ywswysufAfAN20 2)()(00swywswswyswuhfAhfAM式中Asw剪力墙腹板竖向分布钢筋的全部截面面积。 （1）无地震作用组合）无地震作用组合5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算4墙肢平面外承载力验算（墙肢平面外承载力验算（小偏心受压）l当为矩形截面小偏心受压墙肢时，尚需验算墙肢平面外承载力。l这时不考虑墙体竖向分布钢筋的作用，而只考虑端部钢筋的作用，l其承载力计

9、算公式为：5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算 截面尺寸符合下列条件：防止钢筋屈服，混凝土剪压破碎截面尺寸符合下列条件：防止钢筋屈服，混凝土剪压破碎（1 1）无地震作用组合时）无地震作用组合时（2 2）有地震作用组合时）有地震作用组合时 剪跨比剪跨比 大于大于2.52.5时时 剪跨比剪跨比 不大于不大于2.52.5时时025.0wwCCwhbfV)20.0(10wwCCREwhbfV)15.0(10wwCCREwhbfV二、剪力墙的斜截面受剪承载力计算二、剪力墙的斜截面受剪承载力计算5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算无地震作用组合：无地震作用组合：00)13. 05 . 0(5

10、. 01wshyhwwwthsAfAANhbfV有地震作用组合：有地震作用组合：8 . 0)1 . 04 . 0(5 . 01100wshyhwwwtREhsAfAANhbfV要求：要求： 剪跨比剪跨比 取取2.2 轴向力轴向力02 . 0wwchbfN 工形或工形或T T形截面腹板面积形截面腹板面积wA0wVhM3、剪力墙的斜截面受剪承载力计算、剪力墙的斜截面受剪承载力计算水平分布钢筋水平分布钢筋5、1墙肢截面承载力计算墙肢截面承载力计算5、2悬臂剪力墙设计和构造延性剪力墙 墙肢 墙肢 连梁一、墙肢破坏形态和设计要求一、墙肢破坏形态和设计要求1）弯曲破坏）弯曲破坏 2）剪切

11、破坏）剪切破坏 3）滑移破坏）滑移破坏5、2悬臂剪力墙设计和构造剪切滑移或剪切滑移或施工滑移施工滑移二、剪力墙截面配筋构造l1、配筋形式5、2悬臂剪力墙设计和构造分布钢筋的构造要求分布钢筋的构造要求l分布钢筋的作用：分布钢筋的作用：l（1）斜裂缝出现后限制斜裂缝的开展，使得剪切破坏有）斜裂缝出现后限制斜裂缝的开展，使得剪切破坏有一定的预兆一定的预兆l（2）混凝土收缩或其他原因产生裂缝时，剪力墙能够抵）混凝土收缩或其他原因产生裂缝时，剪力墙能够抵抗外荷载抗外荷载 l2分布钢筋的构造要求分布钢筋的构造要求l竖向、水平分布筋的配筋率，一、二、三级抗震设计不小竖向、水平分布筋的配筋率，一、二、三级抗震

12、设计不小于于0.25，四级抗震和非抗震设计不应小于，四级抗震和非抗震设计不应小于0.20l竖向、水平分布钢筋间距不应大于竖向、水平分布钢筋间距不应大于300mm，直径不小，直径不小于于8mm5、2悬臂剪力墙设计和构造三、抗震延性悬臂剪力墙的设计和构造延性悬臂剪力墙要求延性悬臂剪力墙要求（1）控制塑性铰在恰当的位置）控制塑性铰在恰当的位置（2）在塑性铰区防止过早出现剪切破坏（即按强剪弱弯设计），）在塑性铰区防止过早出现剪切破坏（即按强剪弱弯设计），防止过早出现锚固破坏（强锚固）防止过早出现锚固破坏（强锚固）（3）在塑性铰区改善抗弯及抗剪钢筋构造，控制斜裂缝开展，）在塑性铰区改善抗弯及抗剪钢筋构造

13、，控制斜裂缝开展，充分发挥弯曲作用下抗拉钢筋的延性作用充分发挥弯曲作用下抗拉钢筋的延性作用底部加强区（H/8)5、2悬臂剪力墙设计和构造2剪力墙的轴压比(2)剪力墙的轴压比限制剪力墙的轴压比限制抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过表的限值。 表8.5-17 剪力墙轴压比限值AfNc轴压比一级（9度）一级（8、9度）二级 注：N重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值； A剪力墙5、2悬臂剪力墙设计和构造2边缘约束构件（暗柱、端柱和翼墙）抗震墙的抗震墙的两端及洞口两侧两端及洞口两

14、侧应布置边缘构件应布置边缘构件5、2悬臂剪力墙设计和构造2 2、约束边缘构件体积配箍率、约束边缘构件体积配箍率yvcvvff 约束边缘构件配箍特征值约束边缘构件配箍特征值 混凝土轴心抗压强度设计值混凝土轴心抗压强度设计值 箍筋或拉筋的抗拉强度设计值，超过箍筋或拉筋的抗拉强度设计值，超过360MPa360MPa按按360MPa360MPa计算计算vcfyvf说明：说明： 约束边缘构件范围约束边缘构件范围LcLc及配箍特征值及配箍特征值 取值参看取值参看P239P239表表7 75 5v5、2悬臂剪力墙设计和构造3 3、强剪切强剪切强剪调整强剪调整 底部加强区墙肢剪力设计值，一、二、三级抗震等级调

15、整，底部加强区墙肢剪力设计值，一、二、三级抗震等级调整，四级抗震及无地震左右组合可不调整四级抗震及无地震左右组合可不调整wvwVV9 9度抗震设计尚应符合度抗震设计尚应符合wwwuVMMV1 . 1剪力增大系数，一级为剪力增大系数，一级为1.61.6，二级为，二级为1.41.4，三级为，三级为1.21.2vw5、2悬臂剪力墙设计和构造4水平施工缝截面抗滑移验算 按一级抗震等级设计的剪力墙，按一级抗震等级设计的剪力墙，其水平施工缝处的抗滑移能力宜符合下列要求其水平施工缝处的抗滑移能力宜符合下列要求： )8 . 06 . 0(1NAfVsyREwj式中Vwj水平施工缝处考虑地震作用组合的剪刀设计值

16、； As水平施工缝处剪力墙腹板内竖向分布钢筋、竖向插筋和边线构件 （不包括两侧翼墙）纵向钢筋的总截面面积； fy竖向钢筋抗拉强度设计值； N水平施工缝处考虑地震作用组合的最不利轴向力设计值，压力取正值，拉力取负值。5、2悬臂剪力墙设计和构造四、延性悬臂剪力墙截面设计和构造要点 （一）、构造要点（一）、构造要点1 1、剪力墙结构混凝土强度等级不应低于、剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20C20，带有筒体和短肢，带有筒体和短肢剪力墙得剪力墙结构得混凝土强度等级不应低于剪力墙得剪力墙结构得混凝土强度等级不应低于C25C252 2、剪力墙的截面尺寸、剪力墙的截面尺寸 一、二级抗震等级一、二级抗震等级

17、 底部加强部位墙厚：应大于底部加强部位墙厚：应大于层高或剪力墙无支长度的层高或剪力墙无支长度的1/161/16且且大于大于200mm200mm 其他部位：其他部位：1/201/20且大于且大于160mm160mm 三、四级抗震等级三、四级抗震等级 底部加强部位墙厚：底部加强部位墙厚： 1/201/20且大于且大于160mm160mm 其他部位：其他部位：应应1/251/25且大于且大于160mm160mm5、2悬臂剪力墙设计和构造四、延性悬臂剪力墙截面设计和构造要求（二二）一级抗震等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值的确定，）一级抗震等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值的确定，一级抗震等级的剪力墙，应

18、按照设计意图控制塑性铰出现部位，一级抗震等级的剪力墙，应按照设计意图控制塑性铰出现部位，在其他部位则应保证不出现塑性铰，因此对一级抗震等级的在其他部位则应保证不出现塑性铰，因此对一级抗震等级的剪力墙的设计弯矩包线作了近似的规定：剪力墙的设计弯矩包线作了近似的规定： l l）底部加强部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计算值采用；）底部加强部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计算值采用； 2 2）其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的）其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的1.21.2倍采用。倍采用。 图中虚线为计算的组合弯矩图，实线为应采用的弯矩设计值。 图图 一级抗震等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值一级抗震

19、等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值5、2悬臂剪力墙设计和构造p1 1、承载力计算、承载力计算p（1 1）正截面抗弯承载力计算）正截面抗弯承载力计算纵向受力钢筋纵向受力钢筋p偏心受压、拉构件偏心受压、拉构件 p（2 2）斜截面抗剪承载力计算强剪弱弯）斜截面抗剪承载力计算强剪弱弯p（3 3）剪力墙截面尺寸及剪压比限制）剪力墙截面尺寸及剪压比限制p2 2轴压比及边缘构件设计轴压比及边缘构件设计p3.3.构造要求构造要求四、延性悬臂剪力墙截面设计和构造要求5、2悬臂剪力墙设计和构造5、3开洞剪力墙设计和构造p一、开洞剪力墙的破坏形态和设计要求开洞剪力墙破坏形态连梁先塑性铰后墙肢塑性铰墙肢塑性铰连梁剪切破

20、坏墙肢剪切破坏二、 连梁截面设计和变形特点受弯构件)(0bsyhAfM抗弯设计：对称配筋：As=As无地震作用组合无地震作用组合有地震作用组合)(10bsyREhAfM5、2悬臂剪力墙设计和构造连梁设计连梁的抗剪承载力验算连梁的抗剪承载力验算（1 1）无地震作用组合时）无地震作用组合时（2 2）有地震作用组合时）有地震作用组合时 剪跨比剪跨比 大于大于2.52.5时时 剪跨比剪跨比 不大于不大于2.52.5时时007 .0bsvyvbbtbhsAfhbfV)42. 0(100bsvyvbbtREbhsAfhbfV)9 .038.0(100bsvyvbbtREbhsAfhbfV5、2悬臂剪力墙设

21、计和构造连梁设计连梁的受剪截面要求连梁的受剪截面要求（1 1）无地震作用组合时）无地震作用组合时（2 2）有地震作用组合时）有地震作用组合时 剪跨比剪跨比 大于大于2.52.5时时 剪跨比剪跨比 不大于不大于2.52.5时时025. 0bbCCwhbfV)20. 0(10bbCCREwhbfV)15. 0(10bbCCREwhbfV不满足截面规定：采取（1）减小连梁的高度（2）连梁弯矩和剪力进行调幅（3）连梁的破坏对承受竖向荷载无明显影响，可考虑在大地震时，连梁不参与工作，按独立墙肢计算，墙肢按两次计算的较大内力进行配筋 5、2悬臂剪力墙设计和构造连梁剪力的调整连梁剪力的调整无地震作用组合以及

22、有地震作用组合的四级抗震等级时，无地震作用组合以及有地震作用组合的四级抗震等级时，应取考虑水平风荷载或水平地震作用组合的剪力设计值；应取考虑水平风荷载或水平地震作用组合的剪力设计值； 有地震作用组合的一、二、三级抗震等级时，连梁的剪力应按下式调整：有地震作用组合的一、二、三级抗震等级时，连梁的剪力应按下式调整：5、2悬臂剪力墙设计和构造三、延性联肢墙设计l1、“强墙弱梁强墙弱梁”的整体设计和的整体设计和“强剪弱弯强剪弱弯”的构件设计的构件设计l2、“强墙弱梁强墙弱梁”l（1）保证墙肢不过早的出现脆性的剪切破坏）保证墙肢不过早的出现脆性的剪切破坏延性墙肢延性墙肢l（2） 连梁先屈服早于墙肢屈服、

23、连梁先屈服早于墙肢屈服、l避免墙肢过过早的出现脆性的避免墙肢过过早的出现脆性的l剪切破坏剪切破坏延性连梁延性连梁l3、为了使连梁首先屈服、为了使连梁首先屈服l降低连梁的弯矩降低连梁的弯矩开洞剪力墙破坏形态连梁先塑性铰后墙肢塑性铰l5、3开洞剪力墙设计和构造3、为了使连梁首先屈服降低连梁的弯矩l降低连梁的方法：降低连梁的方法：l（1）进行弹性分析时，降低连梁的刚）进行弹性分析时，降低连梁的刚度度l（2）用弹性分析所得的内力进行内力）用弹性分析所得的内力进行内力调幅，调幅，l按调幅后的弯矩设计（按调幅后的弯矩设计（20）剪力墙设计5、4框架剪力墙结构设计l框架部分按框架框架部分按框架l剪切墙部分按剪力剪切墙部分按剪力墙设计墙设计l满足一些特殊要求满足一些特殊要求框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整框架部分抗震等级、适用高度和高宽比的调整l若由框架承担的部分大于总倾覆力矩（基本振型若由框架承担的部分大于总倾覆力矩（基本振型作用下）的作用下）的50以上时，以上时，l按纯框架结构要求确定其抗震等级按纯框架结构要求确定其抗震等级；l当框架部分承担的百分比接近于当框架部分承担的百分比接近于0时时l取接近取接近剪力墙结构的适用高度剪力墙结构的适用高度和高宽比和高宽比 5、4框架剪力墙结构设计p2 框架总剪力的调整框架总