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第五章剪力墙结构设计

15.1剪力墙结构概念设计5.1.1剪力墙结构的受力变形特点5.12剪力墙的结构布置5.1.3剪力墙最小厚度及材料强度选定5.1.4剪力墙设计计算要点和程序框图25.1剪力墙结构概念设计剪力墙与框架柱相比,截面薄而长(受力方向截面高宽比大于4),水平荷载作用下截面抗剪问题较为突出。剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑,以保持平面外稳定,受经济跨度的影响,剪力墙之间的间距一般为3-8米,故剪力墙结构主要适用于有小开间要求的高层住宅、公寓和旅馆建筑5.1.1剪力墙结构的受力变形特点1.水平荷载作用下的受力变形特点剪力墙的内力:底部整体弯距水平剪力变形:弯曲型变形剪切型变形高墙(H/Bw>2)以弯曲型变形为主,中高墙(H/Bw-1~2)矮墙(H/Bw<1)以剪切型变形为主32.剪力墙的破坏特征弯曲破坏剪切破坏滑移破坏4在剪力墙上开洞可改善剪力墙的受力变形特征:①增加剪力墙的高宽比,由受弯承载力决定破坏状态;②使剪力墙变为多防线体系;55.1.2剪力墙的结构布置1.最大适应高度和高宽比限制(整体抗倾覆稳定性要求)A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)

非抗震设计抗震设防列烈度6度7度8度9度全部落地剪力墙150140120100(80)60部分框支剪力50)

不应采用61.最大适应高度和高宽比限制(续)

表5.2B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度全部落地剪力墙180170150130(110)部分落地剪力墙150140120100(80)71.最大适应高度和高宽比限制(续)表5.3A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽非抗震设计6度、7度设防8度设防9度设防高宽比限值6654表5.4B级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽非抗震设计6度、7度设防8度设防高宽比限值8768

2.结构平面布置(1)避免仅单向布置剪力墙,应双向(T形、L形、十字形)或三向(三角形、Y形)和多向(正多边形)布置;剪力墙墙肢宜简单、规则;单片剪力墙的长度不宜过大(<=8m):①侧向刚度大,地震作用大;②易形成矮墙,延性差9102.结构平面布置(续)(2)不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构柱子hc/bc<4短肢剪力墙hw/bw=5~8一般剪力墙hw/bw>8注:1短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙;2具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指,在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。11短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并应符合下列规定:12①抗震设计时,各层短肢剪力墙的轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.55和0.60;底部加强区部位分别不宜大于0.45、0.50和0.55;对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降低0.1;短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)形成的结构,应符合下列规定:13短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)形成的结构,应符合下列规定(续)②抗震设计时,除底部加强部位应调整剪力设计值外,其他各层短肢剪力墙的剪力设计值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2;③

抗震设计时,短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.0%,其他部位不宜小于0.8%;④短肢剪力墙截面厚度不应小于180mm;14短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)形成的结构,应符合下列规定(续)⑤短肢剪力墙边缘构件的设置应符合JGJ3-2010第7.2.14的要求。⑥

7度和8度抗震设计时,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单侧相交的楼面梁。一字形剪力墙:当墙肢两侧均为跨高比不小于5的非连梁或一侧为连梁而另一侧为无翼墙或端柱时,称为一字墙15底部加强部位:1、底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起;2、抗震设计时,剪力墙底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值,部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度应符合本规程10.2.4条的规定;(10.2.4、带转换层的高层建筑结构,其剪力墙底部加强部位的高度宜取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10。)3、当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时,底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。

162.结构平面布置(续)(3)剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁。宜避免使墙肢刚度相差悬殊(小墙肢)的洞口设置。17错洞墙:一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用;其他情况如无法避免,应注意:①错洞墙洞口的水平距离≥2m;②按弹性平面有限元方法进行应力分析,按应力进行配筋;③洞口周边加强有效的构造配筋;1819202122叠合错洞墙:一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用。232.结构平面布置(续)(4)较长的剪力墙宜开设洞口,将其分成长度较为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱连梁(Ln/h≥6)连接,每个独立墙段的H/hw≥3。墙肢截面高度hw≤8m。(保证墙肢的延性,受弯产生的裂缝宽度小,靠近中性轴的竖向分布钢筋破坏时能充分发挥其强度)242.结构平面布置(续)(5)控制剪力墙的数量,采用大开间剪力墙(间距为6.0~7.2m)合理刚度的判断:①自振周T=(0.05~0.06)n②结构的侧移周期短、刚度过大时结构刚度的调整:①适当减小剪力墙的厚度;②降低连梁的高度;③增大门窗洞口的宽度;④墙肢开洞252.结构平面布置(续)(6)剪力墙的平面布置尽量使结构质心和刚心接近,使结构在两个主轴方向的抗侧刚度及振动性能相接近。263.结构竖向布置(1)竖向连续,上应到顶,下要到底。剪力墙沿高度厚度每次减小宜50~100mm(宜两侧同时内收(除外墙,电梯井外)),厚度改变和混凝土等级的改变宜错开楼层;27(2)剪力墙的洞口宜上下对齐,成列布置,使剪力墙形成明确的墙肢和连梁;283.结构竖向布置(续)(3)避免形成小墙肢,要求墙肢hw/bw≥3且hw≥500mm29(4)慎重采用刀把形剪力墙304.应控制剪力墙平面外的弯矩(1)楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上。当剪力墙或核心筒墙肢与其平面外相交的楼面梁刚接时,可沿楼面梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙、扶壁柱或在墙内设置暗柱,并应符合下列规定:①设置沿楼面梁轴线方向与梁相连的剪力墙时,墙的厚度不宜小于梁的宽度;②设置扶壁柱时,其宽度不应小于梁宽,墙厚可计入扶壁柱的截面高度;314.应控制剪力墙平面外的弯矩(续)③墙内设置暗柱时,暗柱的截面高度可取墙的厚度,暗柱的截面宽度不应小于梁宽加2倍墙厚、不宜大于墙厚的4倍;

④应通过计算确定暗柱或扶壁柱的竖向钢筋(或型钢),竖向钢筋的总配筋率应符合下列要求:非抗震设计时不应小于0.6%;抗震设计时,一、二、三、四级分别不应小于1.0%、0.8%、0.7%和0.6%;采用HRB400级热轧钢筋时应允许减少0.1%;324.应控制剪力墙平面外的弯矩(续)⑤楼面梁的水平钢筋应伸入剪力墙或扶壁柱,伸入长度应符合钢筋锚固要求。钢筋锚固段的水平投影长度,非抗震设计时不宜小于0.4lab,抗震设计时不宜小于0.4labE;当锚固段的水平投影长度不满足要求时,可将楼面梁伸出墙面形成梁头,梁的纵筋伸入梁头后弯折锚固,也可采取其他可靠的锚固措施。⑥暗柱或扶壁柱应设置箍筋,箍筋应符合柱箍筋的构造要求。抗震设计时,箍筋加密区的范围及其构造要求应符合相同抗震等级的柱的要求,暗柱或扶壁柱的抗震等级应与剪力墙或核心筒的抗震等级相同。334.应控制剪力墙平面外的弯矩(续)(2)不宜将楼面主梁支撑在剪力墙之间的连梁上(3)楼面梁与剪力墙连接时,梁内纵筋应伸入墙内并可靠锚固。345.1.3剪力墙最小厚度及材料强度选定1.剪力墙的材料不应低于C20不应低于C25(筒体、短肢剪力墙)35

2.剪力墙最小厚度

保证出平面的刚度和稳定性,剪力墙的截面厚度应符合下列要求:1应符合本规程附录D的墙体稳定验算要求;2一、二级剪力墙,底部加强部位不应小于200mm,其他部位不应小于160mm;无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙,底部加强部位不应小于220mm,其他部位不应小于180mm;3三、四级剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于160mm,其他部位不应小于160mm;无端柱或无翼墙的一字形独立剪力墙,底部加强部位截面厚度不应小于180mm,其他部位不应小于160mm;4非抗震设计的剪力墙的截面厚度不应小于160mm;5剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm。36

2.剪力墙最小厚度

保证出平面的刚度和稳定性剪力墙的最小厚度

一、二级抗震等级三、四级抗震等级非抗震

无端柱或翼墙的一字形剪力墙其他截面剪力墙底部加强部位≥1/12(层高)≥200≥1/16(层高或剪力墙无支长度)≥200≥1/20(层高或剪力墙无支长度)≥160≥1/25(层高或剪力墙无支长度)≥160其他部位≥1/15(层高)≥180≥1/20(层高或剪力墙无支长度)≥160≥1/25(层高或剪力墙无支长度)≥160372.

剪力墙最小厚度(续)剪力墙无支长度沿剪力墙长度方向没有平面外横向支承墙的长度当墙厚不能满足上述要求时,应按《高层建筑混凝土结构技术规程》附录D计算墙体的稳定剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm

385.1.4剪力墙设计计算要点和程序框图根据高宽比限值确定剪力墙结构三维几何参数剪力墙平面布置剪力墙厚度初选计算单元选取竖向荷载作用下内力计算水平荷载作用下的内力和位移计算荷载效应组合承载力设计构造处理395.2剪力墙结构的内力和侧移的简化近似计算5.2.1基本假定5.2.2竖向荷载作用下的内力计算5.2.3水平荷载作用下的计算5.2.4水平荷载的分配5.2.5平面剪力墙分类及受力特点5.2.6整体强的内力和位移计算5.2.7小开口整体墙的内力和位移计算5.2.8双肢墙和多肢墙的内力和位移计算5.2.9壁式框架的内力和位移计算405.2剪力墙结构的内力和侧移的简化近似计算5.2.1基本假定(1)竖向荷载在纵横向剪力墙平均按450刚性角传力;(2)每片剪力墙仅在自身平面内提供侧向刚度,在平面外的刚度为零;(3)平面楼盖在平面内刚度无限大,在平面外的刚度为零;(4)材料处于线弹性阶段415.2.2竖向荷载作用下的内力计算竖向荷载按剪力墙受荷面积传递到墙,墙肢主要产生轴向力;竖向荷载使连梁产生弯距、剪力;集中荷载作用时要验算局部承压力,可按均布荷载计算集中力对墙肢的影响;42435.2.3水平荷载作用下的计算单元和计算简图简化为纵横两个方向的平面结构进行内力计算,并考虑另一个方向的部分墙肢作为翼缘参与工作剪力墙的有效翼缘宽度按表5.1的较小值取用;按剪力墙间距计算:或按翼缘厚度计算:或按门窗洞口计算:或总高度的1/20444546轴线错开墙段:轴线错开距离不大于实体连接墙厚的8倍且不大于2.5米时,可按一片整体墙计算。但内力按计算结果扩大1.2倍,其等效刚度应乘以折减系数0.8折线形墙:各墙段的总转角不大于15度时,按平面剪力墙计算。475.2.4水平荷载的分配当结构不产生扭转的时候,总剪力按各片剪力墙的刚度大小向各片墙分配;Vpj-由水平荷载产生的第j层的总剪力;EiJeqi-第I片墙的等效抗弯刚度;485.2.4水平荷载的分配等效抗弯刚度:将剪力墙甚至整个结构的刚度按顶点位移相等的原则,折算为竖向悬臂受弯构件的刚度。相同水平荷载相同侧向位移剪力墙与竖向悬臂受弯构件具有相同的刚度采用竖向悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚度495.2.5平面剪力墙分类及受力特点1、根据洞口的有无、大小、形状和位置等,剪力墙主要可划分为以下几类:

整截面墙整体小开口墙联肢墙壁式框架50洞口系数竖向构件截面应力分布变形判别方法整体墙<15%满足平面假定,整体弯距弯曲型洞口系数<15%且洞净距及洞至墙边净距>洞的长边小开口整体墙15%~30%整体弯距为主,用平面假定的应力修正弯曲型α≥10及JA/J≤Z联肢剪力墙30%~50%列墙肢微分方程求解弯曲型过渡剪切型α<10及JA/J≤Z壁式框架>50%可按联肢剪力墙进行内力计算或按带刚域的框架计算剪切型α≥10及JA/J>Z洞口系数ρ=(墙面洞口面积/墙面不计洞口的总面积)*100%51洞口系数ρ=(墙面洞口面积/墙面不计洞口的总面积)*100%52

:整体系数,考虑了墙肢轴向变形的连梁与墙肢的刚度比。体现了连梁对墙肢的约束作用。:扣除墙肢截面惯性矩后剪力墙的惯性矩。越小,墙肢本身的惯性矩比例越大,说明墙体开洞越窄,反映了墙体开洞的相对宽度。

53小开口整体墙的判别条件

整体系数α的计算:多肢墙:双肢墙:

(5.10)(5.11)

542.小开口整体墙的判别条件(续)T—轴向变形影响系数,对双肢墙T=JA/J;3-4肢取0.8;5-7肢取0.85;8肢以上取0.9。Z、Zi—系数,与α及层数有关,当各墙肢及连梁都比较均匀时,由附表8.30查得;当各墙肢相差较大时,由表附8.31查得S,再按式(5.12)计算;(5.12)

552.小开口整体墙的判别条件(续)—连梁的折算惯性矩。—第i列连梁的计算跨度的一半,—第i列连梁相邻墙肢中性轴距离的一半;k—连梁的列数,k+1—墙肢数;:切应力不均匀系数,矩形截面取1.2,工字形截面取全面积/腹板面积,T形截面见附表8.29。565.2.6整体墙的内力和位移计算1.判别条件:洞口系数<15%且洞净距及洞至墙边净距>洞的长边内力计算:572.整体墙顶点侧移计算

(倒三角形分布荷载)(均布荷载)(5.6)(顶部集中荷载)583.整体墙顶点侧移计算(续)剪力墙的等效抗弯刚度:

(5-7a)统一取:(5-7b)595.2.6整体墙的内力和位移计算(续)4.整体墙的等效简化处理方法

等效截面面积:

Aq=γ0A(5.3)A—无洞口处截面面积γ0—洞口削弱系数A0—剪力墙立面总墙面面积;Ad—剪力墙立面洞口总面积;

:切应力不均匀系数,矩形截面取1.2,工字形截面取全面积/腹板面积,T形截面见附表8.29。605.2.6整体墙的内力和位移计算(续)等效惯性矩Jq:取有洞口截面与无洞口截面沿竖向的加权平均值(5.5)n—总分段数61625.2.7小开口整体墙的内力和位移计算1.小开口整体墙的内力特点(1)截面正应力基本上是直线分布,局部弯距不超过总弯距的15%;(2)在大部分楼层上,墙肢没有反弯点;2.小开口整体墙的判别条件

α≥10及JA/J≤Z或JA/J≤Zi63643.小开口整体墙的内力和位移计算(1)墙肢弯距和轴力:(5.13)

、—第i个墙肢在x截面处的弯距和轴力;Mp(x)—x截面处的外力引起的弯距;Ai、Ji、yi—第i个墙肢的截面面积、惯性矩和截面形心到组合截面形心的距离;653.小开口整体墙的内力和位移计算(续)墙肢剪力:

(5.14)

66对个别不满足JA/J≤Zi的墙肢(小墙肢),弯距要进行修正:

673.小开口整体墙的内力和位移计算(续)(2)连梁

连梁的剪力=上下层墙肢轴力之差;

连梁的弯距由连梁的剪力求得;(3)顶点位移计算:顶点位移由式(5.6)×1.2等效抗弯刚度由式(5.7)÷1.2墙肢总面积为各墙肢面积之和683.小开口整体墙的内力和位移计算(续)例题:某整体小开口剪力墙如图所示。求第10层墙肢中部的弯矩、剪力和轴力。695.2.8双肢墙和多肢墙的内力和位移计算1.基本假定:(1)墙肢刚度比连梁刚度大得多,连梁的反弯点在跨中;(2)两墙肢的位移曲线相同,同一标高上水平位移和转角相同;(3)沿竖向刚度与层高不变;(取加权平均值);(4)梁考虑弯曲和剪切变形,墙肢考虑弯曲和轴向变形。70返回7172732.联肢墙的内力和位移计算(连续连杆法)(1)连续连杆法的基本思路和基本方程:将每一楼层处的连梁假设为均布在该楼层高度内的连续连杆,用连杆切口处的变形协调条件建立τ(x)的微分方程,解出连杆剪力τ(x);连杆切口处的变形协调条件:δ1(X)+δ2(X)+δ3(X)=0(5.16)742.联肢墙的内力和位移计算(连续连杆法)①δ1(X)—墙肢弯曲变形产生的相对位移

δ1(X)=-2Cθm(x)(5.17)75墙肢弯曲变形产生的相对位移76②δ2(X)—墙肢轴向变形产生的相对位移77墙肢轴向变形产生的相对位移78③δ3(X)—连梁弯曲变形和剪切变性产生的相对位移(顶部集中荷载位移公式5.6)将δ1(X)、δ2(X)+、δ2(X)的表达式代入公式(5.16),求解该方程得到τ(x)。7980(2)双肢墙的内力计算连梁对墙肢的约束弯距:m(ξ)=2C·τ(ξ)(5.20)

是α、ξ和荷载作用形式的函数,一般可制成表格查用或用EXCEL计算。T:墙肢轴向变形影响系数;对双肢墙T=JA/J;3-4肢取0.8;5-7肢取0.85;8肢以上取0.9。

81(2)双肢墙的内力计算(续)

82(2)双肢墙的内力计算(续)连梁的内力:双肢墙多肢墙j层连梁的总约束弯距mj=m(ξj)·hj层连梁的总约束弯距mj=m(ξj)·hj层连梁的剪力Vbj=m(ξj)·h/2Cj层第i个连梁的剪力Vbij=ηim(ξj)·h/2Cij层连梁的端部弯距Mbj=

Vbj·

a0j层第i个连梁的端部弯距Mbij=

Vbij·

ai083

m(ξ)=2C·τ(ξ)84(2)双肢墙的内力计算(续)墙肢的内力:

j层墙肢的轴力:(5.23)

j层墙肢的弯距:(5.24)85(2)双肢墙的内力计算(续)j层墙肢的剪力:(5.25)(5.26)

—考虑墙肢剪切变性影响后的墙肢折算惯性矩。86(3)双肢墙的位移计算

(5.27)87(3)双肢墙的位移计算(续)(5.28)88(3)双肢墙的位移计算(续)三种荷载下的分别为:(5.30)

89(3)双肢墙的位移计算(续)三种荷载下墙肢的等效刚度分别为:(5.31)

90(4)双肢墙内力分布特点:①侧移曲线呈弯曲型。α值愈大,侧移愈小。②剪力最大的连梁的位置在楼的中下部,α值增大,连梁的剪力增大,剪力最大的位置下移。③α值增大,连梁的剪力增大,墙肢的轴力也必然增大。④α值愈大,墙肢弯距愈小。91①侧移曲线呈弯曲型。

α值愈大,侧移愈小92②剪力最大的连梁的位置不在最底层,而在中下部,α值增大,连梁的剪力增大,剪力最大的连梁位置下移。93③α值增大,连梁的剪力增大,

墙肢的轴力也必然增大94④α值愈大,墙肢弯距愈小953.多肢剪力墙的计算要点(1)整体系数的计算墙肢Ai、Ji

连梁Abi、Jbi,连梁的折算惯性矩Jbi0

连梁的刚度963.多肢剪力墙的计算要点(续1)梁墙刚度比参数:(5.34)墙肢轴向变形影响系数T:双肢墙T=JA/J多肢墙3~4肢5~7肢8肢以上T=0.8T=0.85T=0.90973.多肢剪力墙的计算要点(续2)整体系数:(5.36)(2)计算墙肢的等效刚度983.多肢剪力墙的计算要点(续3)(3)计算连梁的约束弯距函数ψ(ξ)(由α及ξ查表)及m(ξ),对多肢墙,m(ξ)为k列连梁的约束弯距之和,993.多肢剪力墙的计算要点(续4)(4)计算连梁的内力

多肢墙连梁约束弯距分配系数ηi:

1006.5多肢墙的内力和位移计算2)多肢墙的整体工作系数α1011023.多肢剪力墙的计算要点(续5)j层连梁总约束弯距:(5.40)j层第i个连梁的剪力:(5.41)j层第i个连梁的端弯距:(5.42)1033.多肢剪力墙的计算要点(续6)(5)计算墙肢轴力:j层第1墙肢:j层第i墙肢:(5.43)j层第k+1墙肢:1043.多肢剪力墙的计算要点(续7)(6)计算墙肢弯距及剪力j层第i墙肢的弯距:(5.44)j层第i墙肢的剪力:(5.45)1053.多肢剪力墙的计算要点(续8)(7)计算顶点位移(5.47)1065.2.9壁式框架的内力和位移计算1.壁式框架计算简图的内力及计算方法判别条件:α≥10及JA/J>Z洞口大,墙肢刚度变小,连梁刚度接近或大于墙肢刚度。水平荷载作用下,大部分层墙肢具有反弯点,但具有宽梁宽柱,梁、墙相交部分面积大、变形小,可以看成刚域。把墙、梁简化为杆端带刚域的变截面杆件,形成框架。假定刚域部分没有任何弹性变形,因此可看成带刚域的框架

107108带刚域框架的轴线:取连梁和墙肢的形心线每层高度取层高h,底层取至基础面刚域长度: 梁刚域左端长度=hz1-(梁高度)÷4梁刚域右端长度=hz2-(梁高度)÷4柱刚域下端长度=hl1-(柱高度)÷4柱刚域上端长度=hl2-(柱高度)÷4109110壁式框架的内力和位移计算方法杆件有限元矩阵位移法修正的D值法对杆件的刚度修正(考虑刚域)1115.2.9壁式框架的内力和位移计算2.壁式框架柱的D值计算①杆端有刚域;②剪切变形不能忽略;杆件修正刚度:梁k=ci或c′i柱kc=(c+c′)ic/21121131141155.2.9壁式框架的内力和位移计算3.反弯点高度比:y=a+sy0+y1+y2+y3(5.53)s=h’/h=1-a-b(5.52)(5.54)1161175.4剪力墙的截面设计

1.

剪力墙的内力:M、N、V2.

剪力墙的验算项目:(1)平面内的斜截面受剪(2)偏心受压或偏心受拉(3)平面外轴心受压承载力计算(4)在集中荷载作用下,墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算

(5)连梁斜截面抗剪和正截面抗弯承载力计算3.钢筋混凝土剪力墙的配筋:1185.4.1剪力墙正截面承载力计算

一、内力设计值调整1.一级抗震等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值,应符合下列规定:(1)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)其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的1.2倍采用1195.4.1剪力墙正截面承载力计算

2.抗震设计的双肢剪力墙中,墙肢不宜出现小偏心受拉;当任一墙肢大偏心受拉时,另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.251205.4.1剪力墙正截面承载力计算

1215.4.1剪力墙正截面承载力计算

二、偏压类型的判别大偏心受压:

小偏心受压:1223.矩形、T形、I形偏心受压剪力墙的正截面受压承载力计算假定:1、不考虑受拉混凝土的作用,受压区混凝土按等效矩形应力图取用。2、受压破坏时,剪力墙腹部受压区的竖向分布钢筋应力很小,可忽略其作用。3、大偏压破坏时,端部纵向受拉、受压钢筋都达到屈服;在1.5倍受压区范围以外的受拉区纵向分布钢筋全部屈服。4、小偏压破坏时,端部纵向受压钢筋达到屈服,而距离轴向力N较远一侧的竖向分布钢筋及端部纵向受拉或受压钢筋均未屈服。计算时,不考虑竖向分布钢筋的作用。1233.矩形、T形、I形偏心受压剪力墙的正截面受压承载力(1)

无地震作用组合时(5.63)

(5.64)(2)有地震作用组合时(=0.85)

1243.1大偏心受压剪力墙(当x≤ξbhwo时)

1253.2小偏心受压剪力墙(当x≥ξbhwo时)1263.T形、工字形截面时

1274.矩形截面偏心受拉剪力墙的

正截面受拉承载力

(1)无地震作用组合时—剪力墙腹板竖向分布钢筋的全部截面面积

1284.矩形截面偏心受拉剪力墙的

正截面受拉承载力(2)有地震作用组合时1295.4.2剪力墙斜截面受剪承载力计算

1.底部加强区剪力调整(保证强剪弱弯):一级二级三级四级及无地震作用9度抗震设计时尚应符合:1302.

偏心受压剪力墙的斜截面受剪承载力计算

(1)无地震作用组合时:

(5.81)

N—剪力墙的轴向压力设计值,抗震设计时,应考虑地震作用效应组合;当N大于0.2fcbwhw时,应取0.2fcbwhwλ—计算截面处的剪跨比。计算时,λ应取1.5-2.2;当计算截面与墙底之间的距离<0.5hwo时,λ应按距墙底0.5hwo处的弯矩值与剪力值计算;1312.

偏心受压剪力墙的斜截面受剪承载力计算Aw—T形或I形截面剪力墙腹板的面积,矩形截面时应取A;A—剪力墙截面面积;

s—剪力墙水平分布钢筋间距。

1322.

偏心受压剪力墙的斜截面受剪承载力计算(2)有地震作用组合时

(5.82)

1333.

偏心受拉剪力墙的斜截面受剪承载力计算(1)无地震作用组合时:

(5.83)上式右端的计算值小于,取等于1343.

偏心受拉剪力墙的斜截面受剪承载力计算(2)有地震作用组合时:

(5.84)上式右端方括号内的计算值于,取等于

1355.4.3施工缝处的抗滑移能力验算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:(5.85)Vwj——水平施工缝处考虑地震作用组合的剪力设计值;As——水平施工缝处剪力墙腹板内竖向分布钢筋、竖向插筋和边缘构件(不包括两侧翼墙)纵向钢筋的总截面面积;N——水平施工缝处考虑地震作用组合的不利轴向力设计值,压力取正值,拉力取负值。

1365.4.4连梁的剪力设计值

调整1.连梁的剪力设计值Vb应按下列规定计算:

(1)无地震作用组合以及四级抗震等级时,应取考虑水平风荷载或水平地震作用组合的剪力设计值;(2)一、二、三级抗震等级时,连梁的剪力设计值应按下式进行调整:(5.86)9度抗震设计时尚应符合:(5.86)1375.4.4连梁的剪力设计值

调整

、—分别为梁左、右端顺时针或反时针方向考虑地震作用组合的弯矩设计值;对一级抗震等级且两端均为负弯矩时,绝对值较小一端的弯矩应取零;、—分别为连梁左、右端顺时针或反时针方向实配的受弯承载力所对应的弯矩值,应按实配钢筋面积(计入受压钢筋)和材料强度标准值并考虑承载力抗震调整系数计算;

1385.4.4连梁的剪力设计值

调整ιn——连梁的净跨。VGb——在重力荷载代表值(9度时还应包括竖向地震作用标准值)作用下,按简支梁计算的梁端截面剪力设计值;ηvb——连梁剪力增大系数,一级取1.3,二级取1.2,三级取1.11392.连梁的斜截面受剪承载力计算(1)无地震作用组合时:

(5.88)1402.连梁的斜截面受剪承载力计算(2)有地震作用组合时:跨高比

>2.5时:(延性好)(5.89)跨高比≤2.5时:

(5.90)1415.5.1剪力墙构造要求

1.剪力墙的受剪截面应符合下列要求:1)无地震作用组合时:2)有地震作用组合时剪跨比λ大于2.5时:剪跨比λ不大于2.5时:142式中V——剪力墙截面剪力设计值,应取调整后的剪力设计值;

hwo——剪力墙截面有效高度;βc——混凝土强度影响系数

λ——计算截面处的剪跨比,即Mc/(Vchwo),其中Mc、Vc应分别取与V同一组组合的、未经调整的弯矩和剪力计算值混凝土强度等级≤C50C80βc1.00.81432.抗震设计时,一、二、三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中的限值。144表5.11剪力墙轴压比限值N--在重力荷载代表值作用下的轴压力设计值轴压比一级(9度)一级(7、8度)二级三级0.40.50.6

0.6(hw/bw<5)0.30.40.50.6

1453.不宜设置hw/bw<5的矩形截面独立墙肢;当hw/bw<5时,其在重力荷载代表值作用下的轴压力设计值的轴压比,一、二级时不宜大于表中的限值减0.1,三级时不宜大于0.6;146当hw/bw不大于3时,宜按框架柱进行截面设计(构造措施同一级框支柱)即:纵向钢筋的配筋率底部加强部位不应小于1.2%,一般部位不应小于1.0%箍筋宜沿墙肢全高加密147剪力墙的边缘构件剪力墙的边缘构件包括:约束边缘构件和构造边缘构件,设置部位在墙的端部、转角部位、屋面梁下。剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,并应符合下列要求:1一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于表7.2.14的规定值时,以及部分框支剪力墙结构的剪力墙,应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件,约束边缘构件应符合本规程第7.2.15条的规定;2除本条第1款所列部位外,剪力墙应按本规程第7.2.16条设置构造边缘构件;3B级高度高层建筑的剪力墙,宜在约束边缘构件层与构造边缘构件层之间设置1~2层过渡层,过渡层边缘构件的箍筋配置要求可低于约束边缘构件的要求,但应高于构造边缘构件的要求。148

4.

约束边缘构件149150151152约束边缘构件约束边缘构件范围lc及其配箍特征值λv

项目一级(9度)一级(8度)二级λv(0.12)0.200.200.20lc(暗柱)(0.2)0.25hw0.20hw0.20hwlc(翼墙或端柱)0.20hw0.15hw0.15hw153约束边缘构件1、Lc为约束边缘构件沿墙肢方向的长度,不应小于表中数值、1.0bw和400mm三者中的较大者,有翼墙或端柱时尚不小于翼墙厚度或端柱沿墙长方向截面加300mm.2、翼墙长度小于其厚度3倍或端柱截面边长小于墙厚的2倍时,视为无翼墙或无端柱。154约束边缘构件体积配箍率ρv

一级不应小于φ8@100二级不应小于φ8@150fyv——箍筋或拉筋的抗拉强度设计值,超过360MPa时,应按360MPa计算

155约束边缘构件

剪力墙约束边缘构件阴影部分的竖向钢筋除应满足正截面受压(受拉)承载力计算要求外,其配筋率一、二、三级时分别不应小于1.2%、1.0%和1.0%,并分别不应少于8φ16、6φ16和6φ14的钢筋(符号φ表示钢筋直径);约束边缘构件内箍筋或拉筋沿竖向的间距,一级不宜大于100mm,二、三级不宜大于150mm;箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm。1565.构造边缘构件一、二级抗震设计剪力墙的其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部均应设置157158表5.13剪力墙构造边缘构件的配筋要求

底部加强部位其他部位抗震等级纵向钢筋最小量(取较大值)箍筋纵向钢筋最小量(取较大值)箍筋或拉筋最小直径(mm)最大间距(mm)最小直径(mm)最大间距(mm)一级0.012Ac6φ1681000.008Ac6φ148150二级0.010Ac6φ1

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