砌体结构第六章剪力墙2

5.8剪力墙承载力计算为了实现延性剪力墙，剪力墙的抗震设计应符合下述原则：1、强墙弱梁2、强剪弱弯3、限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件4、加强重点部位——设置底部加强区5、连梁特殊处理措施一、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：弯曲破坏弯剪破坏剪切破坏滑移破坏二、剪力墙的配筋方式竖向受拉、受压钢筋；竖向分布钢筋，正截面受弯计算时在受拉区要考虑；横向水平分布钢筋，斜截面抗剪计算时要考虑；为防止剪力墙发生斜拉型剪切破坏三、剪力墙正截面抗弯承载力计算

剪力墙在水平和竖向荷载作用下属于偏心受压和偏心受拉构件。1、偏心受压墙肢截面计算当为大偏心受压当为小偏心受压剪力墙墙肢受压区高度剪力墙墙肢截面计算高度大偏心受压《高层规程》规定在范围以外的竖向钢筋达到屈服并参与受力；在范围以内的竖向钢筋不参加受力；依据平衡条件：﹙矩形截面﹚抗震承载力调整系数，取0.85M大偏心受拉计算

小偏心受压不考虑竖向分布筋作用，计算同一般小偏压构件；要验算平面外稳定问题（按轴心受压构件验算）。小偏心受拉计算剪力墙墙肢的整个截面都存在拉应力，拉力由竖向分布钢筋和墙肢端部钢筋共同担当，混凝土不参与工作。规范规定不宜出现。可通过调整剪力墙长度或连梁尺寸避开出现小偏心受拉的墙肢。四、剪力墙斜截面抗剪承载力计算保证不发生斜压破坏——通过限制剪力墙截面的最小尺寸；保证不发生斜拉破坏——通过满足最小配筋率；保证不发生剪压破坏——通过计算所需的水平钢筋。剪力墙的剪切破坏剪力墙底部加强区部位：墙肢总高度的1/8；底部二层；不大于15m。取大值1、剪力设计值的取值抗震设计时，要体现“强剪弱弯”的原则，保证塑性铰区不过早出现剪切破坏。墙肢剪力放大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.29度时尚应符合：其他部位：2、双肢剪力墙墙肢内力调整《高层规程》规定，当其中一肢为大偏心受拉时，受压墙肢的弯矩设计值和剪力设计值应乘以增大系数1.25，轴力不变。3、剪力墙墙肢最小截面尺寸为避开剪力墙产生斜压破坏，其截面尺寸应满足：无地震作用组合时：有地震作用组合时：矩形截面宽度矩形截面高度4、剪力墙截面的最小配筋率

一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%；四级抗震墙不应小于0.2%；钢筋最大间距300mm；

钢筋最小直径8mm。5、偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力计算无地震作用组合：有地震作用组合：6、偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算无地震作用组合：有地震作用组合：7、一级抗震时

水平施工缝处墙肢的抗滑移实力验算五、剪力墙连梁截面计算依据“强墙弱梁”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“延性墙肢”；应使连梁早于墙肢屈服；应使连梁的抗剪承载力大于其抗弯承载力，避开连梁过早出现脆性的剪切破坏，使连梁成为“延性连梁”。假如部分或全部连梁出现剪切破坏，则墙肢间的约束将减弱或全部消逝，联肢墙则蜕化为两个或多个独立墙肢，结构的刚度大大降低，承载力也随之下降。连梁的特点：跨高比小变形图裂缝图小跨高比连梁的变形和裂缝图1、连梁内力设计值弯矩设计值为了达到强剪弱弯，应降低连梁的弯矩设计值，方法是弯矩调幅，调幅的方法有两个：a、在小震作用下的内力和位移计算时，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6、7度时，折减系数不小于0.7；8、9度时，折减系数不小于0.5。b、按连梁弹性刚度计算内力和位移，将弯矩组合值乘以折减系数。设防烈度为6、7度时，折减系数不小于0.8；8、9度时，折减系数不小于0.5。剪力设计值连梁剪力增大系数，一级取1.3，二级取1.2，三级取1.19度抗震设计时尚应符合：2、连梁承载力验算受弯承载力验算连梁通常按对称配筋无地震作用组合时：有地震作用组合时：受剪承载力验算无地震作用组合时：有地震作用组合时：跨高比大于2.5时：跨高比不大于2.5时：跨高比较小的连梁斜裂缝扩展到全对角线上，在地震往复作用下，受剪承载力降低3、连梁的最小截面尺寸无地震作用组合时：有地震作用组合时：跨高比大于2.5时：跨高比不大于2.5时：5.9剪力墙的构造要求一、一般规定剪力墙的厚度一、二级不应小于160mm，且不应小于层高的1/20；底部加强部位不宜小于200mm，且不宜小于层高的1/16；混凝土强度等级平面布置剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙体承受，所以剪力墙应沿结构平面主要方向布置。一般接受矩形、L形、T形、△形、Y形、正多边形、圆形和弧形。单片剪力墙的长度不宜过长，使结构周期过短、地震力太大，很不经济；剪力墙应当是高细的，呈受弯工作状态，由受弯承载力确定，使剪力墙具有足够延性，否则，剪力墙太长，形成低宽剪力墙，就会呈脆性，不利于抗震。同一轴线上的连续剪力墙过长时，应当用楼板或细柔的连梁分成若干个墙段，每一个墙段相当于一片独立的剪力墙，墙段的高宽比≥2，每一墙肢的宽度不宜大于8m，以保证墙肢由受弯承载力限制，而且靠近中和轴的竖向分布钢筋在破坏时能充分发挥作用。楼板弱连梁A1A2B2B1C2C1墙肢：墙片：ABC

内力计算时，不考虑墙片之间楼板或弱连梁的作用，每一墙片作为一片独立的剪力墙计算。剪力墙结构中，如剪力墙数量太多，同样也会使结构刚度和重量都太大，不仅材料用量增加，而且地震力也增大，使上部结构和基础设计困难。一般接受大开间剪力墙（6.0—7.2m)。调整结构刚度的方法有：适当减小剪力墙的厚度；降低连梁高度；增大门窗洞口宽度对较长的墙肢设置施工洞，分为两个墙肢。竖向布置：剪力墙应上到顶、下究竟，中间楼层也不要中断，剪力墙不连续会使结构刚度突变，对抗震特别不利。剪力墙洞口上下对齐、成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁。成列开洞的规则剪力墙传力干脆，受力明确，内力分布清晰，地震中不简洁因为困难应力而产生震害；洞口错开则相反。要避开小墙肢：小墙肢小墙肢试验表明：墙肢宽度与厚度之比小于3的小墙肢在反复荷载作用下，比大墙肢早开裂、早破坏，即使加强配筋，也难以防止小墙肢的早期破坏。（按框架柱的要求进行设计。）《规范》规定：墙肢宽度≥3bw(bw为墙厚）≥500mm二、剪力墙翼缘的有效宽度剪力墙间距门窗洞间翼墙的宽度剪力墙厚度＋两侧各6倍翼墙厚度剪力墙墙肢总高度的10%(抗震规范中取15%)四者的最小值三、剪力墙的加强部位：剪力墙的顶层；剪力墙的底部加强区：—墙肢总高度的1/8；—底部两层；—不大于15m楼梯间及电梯间墙；现浇端部山墙；内纵墙的端开间。取大值

约束边缘构件一、二级抗震等级设计的剪力墙底部加强部位及其上一层墙肢端部应按下表设置约束边缘构件：特一级一级（7、8度）二级0.240.200.200.200.300.250.200.200.250.200.150.15项目（暗柱）（有翼墙或端柱）一级（9度）体积配筋率：约束边缘构件配箍特征值四、边缘构件剪力墙约束边缘构件(一）剪力墙约束边缘构件(二）

构造边缘构件一、二级抗震等级设计的剪力墙其他部位及三、四级抗震设计、非抗震设计的剪力墙肢端部应按下表设置构造边缘构件：抗震等级特一一二三四底部加强部位纵向钢筋最小量（取较大值）箍筋、拉筋最小直径（mm）竖向最大间距（mm）88866100100150150200其他部位纵向钢筋最小量（取较大值）箍筋、拉筋最小直径（mm）竖向最大间距（mm）88866150150200200200剪力墙构造边缘构件(一)剪力墙构造边缘构件(二)剪力墙边缘构件(一）剪力墙边缘构件（二）例3：某8度设防一级剪力墙底部加强部位，墙肢长hw为6m，墙厚250mm，混凝土强度等级为C25，箍筋接受HPB235，当箍筋间距为100mm，直径为10mm时，校核是否满足要求？250解：1、查表知所以：2、由于是暗柱：3、——不满足要求五、水平向和竖向分布钢筋水平分布筋竖向分布筋最小配筋率（%）一二三级四级0.250.20最大间距（mm)最小直径（mm)300300剪力墙水平向和竖向分布钢筋的构造要求六、拉结筋高层剪力墙中的竖向和水平分布筋，不宜采用单排筋；当时，采用双排配筋；当时，宜采用三排配筋；当时，采用四排配筋；各排分布钢筋之间的拉结筋间距不应大于600mm，直径不宜小于6mm，间距不大于下表：剪力墙部位非抗震设计600300拉筋间距底部加强部位其他部位600抗震等级特一级400400一级500500600二级600600三、四级剪力墙身水平钢筋构造剪力墙身水平钢筋构造剪力墙身水平钢筋构造七、墙肢轴压比一、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下表的限制：轴压比一级(9度)0.4一级(7、8度)二级0.50.6剪力墙轴压比限值八、连梁的配筋构造连梁配筋构造示意图连梁截面配筋连梁内交叉斜撑的配筋构造连梁洞口补强例4：已知剪力墙结构如图所示，38层，123.5m高，位于城市郊区Ⅱ类场地，基本风压，已知结构基本自振周期1.9s，底部两层墙片截面惯性矩为:(墙厚300mm)15轴墙，24轴墙，3轴墙，基底剪力：基底弯矩：求：底层分配到每道墙的剪力及弯矩值解：1、求每片墙的等效刚度等效刚度：矩形截面：15墙等效刚度：24墙等效刚度：3墙等效刚度：2、总等效刚度3、分配到每片墙上的剪力及弯矩15墙24墙3墙小结1、剪力墙按洞口的有无、大小、形态和位置可划分为整截面墙、整体小开口墙、连肢墙和壁式框架等。为综合考虑剪力墙弯曲变形、剪切变形和轴向变形的影响，可接受按顶点位移相等求得的竖向悬臂受弯构件的弯曲刚度，作为剪力墙的等效刚度。2、各类剪力墙的受力特点有较大不同，主要表现为各墙肢截面上的正应力分布及沿墙肢高度方向上的弯矩变更规律。墙肢截面上的正应力分布主要取决于剪力墙的整体工作系数，值越大，说明连梁的相对刚度较大，墙肢刚度相对较小，连梁对墙肢的约束作用大，整体工作性能好，接近于整截面墙或整体小开口截面墙。因此可用值作为剪力墙分类的判别准则。但对整体小开口墙和璧式框架，有时均较大，故还可利用墙肢惯性矩比值推断墙肢高度方向上是否会出现反弯点，作为剪力墙分类的其次个判别准则。3、墙肢属偏心受压或偏心受拉构件，由于墙肢成片状，故墙肢两端除集中配置竖向钢筋外，沿截面高度方向还需配置匀整分布的竖向钢筋。正截面承载力计算时需考虑分布钢筋的作用，但受压区或拉应力较小的分布钢筋，为平安起见，可忽视其作用。偏心受压剪力墙受剪破坏时，主要有斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏三种破坏形态。斜截面承载力计算是建立在剪压破坏基