多层及高层钢筋混凝土房屋-剪力墙结构

2024/3/19.3剪力墙结构2024/3/19.3.1剪力墙结构的布置

剪力墙是宽度和高度比其厚度大得多，且以承受水平荷载为主的竖向结构。剪力墙平面内的刚度很大，而平面外的刚度很小。为了保证剪力墙的侧向稳定，各层楼盖对它的支撑作用很重要。剪力墙的下部一般固接于基础顶面，构成竖向悬臂构件，习惯上称其为落地剪力墙。剪力墙既可以承受水平荷载，也可以承受竖向荷载，而其承受平行于墙体平面的水平荷载最有利。在抗震设防区，水平荷载还包括水平地震作用，因此剪力墙有时也称为抗震墙。剪力墙宜沿结构的主轴方向双向或多向布置，宜使两个方向的刚度接近，避免结构某一方向刚度很大而另一方向刚度较小。剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙沿建筑物整个高度2024/3/1宜贯通对齐，上下不错层、不中断，以避免沿高度方向墙体刚度产生突变。较长的剪力墙可用楼板或弱的连梁分为若干个独立墙段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2。剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，以形成明显的墙肢和连梁，不宜采用错洞墙，洞口设置应避免墙肢刚度相差悬殊。墙肢截面长度与厚度之比不宜小于3。多层大空间剪力墙结构的底层应设置落地剪力墙或筒体。在平面为长矩形的建筑中，落地横向剪力墙的数量不能太少，一般不宜少于全部横向剪力墙的30%(非抗震设计)。底层落地剪力墙和筒体应加厚，并可提高混凝土强度等级以补偿底层的刚度。落地剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部。非抗震设计时，落地剪力墙的间距应符合以下规定：lw≤3B，lw≤36m(B为楼面宽度)2024/3/1

在剪力墙的内力和位移计算中，根据墙面的开洞情况和截面应力的分布特点，可将剪力墙分为整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙和壁式框架四类，如图9.21所示。这里所讨论的各类型剪力墙具有共同的特点：开洞剪力墙由成列洞口划分为若干墙肢，各列墙肢和连梁的刚度比较均匀。与框架结构一样，剪力墙结构承受的作用包括竖向荷载、水平荷载和地震作用。

1．整截面剪力墙整截面剪力墙(图9.22)。9.3.2剪力墙结构的受力特点2024/3/1图9.21剪力墙的类型

整截面剪力在水平荷载作用下，可视为一整体悬臂弯曲构件，而忽略洞口对墙体应力的影响。整截面剪力墙沿水平截面内的正应力呈线性分布(图9.22(a))，墙底部轴力最大(图9.22(c))，弯矩图沿高度截面无突变、无反弯点(图9.22(d))。剪力墙的变形以弯曲变形为主(图9.22(b))，其特点是在结构上部层间侧移较大，越到底部层间侧移越小。2024/3/1图9.22整截面剪力墙内力分析(a)整截面剪力墙正应力分布；(b)剪力墙的变形；(c)轴力分布；(d)弯矩分布2024/3/1

2．整体小开口剪力墙及联肢剪力墙对于整体小开口剪力墙，由于开洞很小，连梁的刚度又很大，因而连梁对墙肢的约束作用很强，整个剪力墙的整体性很好。此时，其正截面中的正应力分布仍以弯曲变形为主，呈线性分布(图9.23(a))，与整截面剪力墙的截面正应力分布相似。2024/3/1在联肢剪力墙中，整个剪力墙截面中正应力已不再呈线性分布，墙肢中局部弯曲正应力的比例加大(图9.23(b))。整体小开口剪力墙及联肢剪力墙在水平荷载作用下，沿墙肢高度上的弯矩图在连梁处有突变、个别楼层中会出现反弯点(图9.23(d))，但两者的变形仍以弯曲变形为主(图9.23(c))。2024/3/1图9.23整体小开口剪力墙及联肢剪力墙内力分析(a)整体小开口墙截面应力；(b)联肢墙截面应力；(c)剪力墙的弯曲变形；(d)墙肢弯矩分布2024/3/13．壁式框架当剪力墙有多列洞口，且洞口尺寸很大时，由于连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度，整个剪力墙的受力性能接近于框架，故将这类剪力墙视为壁式框架(图9.24)。

2024/3/1图9.23壁式框架内力分析(a)截面应力；(b)剪切变形；(c)弯矩分布

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4．剪力墙结构构件的受力特点

1)墙肢在整截面剪力墙中，墙肢处于受压、受弯和受剪状态，而开洞剪力墙的墙肢可能处于受压、受弯和受剪状态，也可能处于受拉、受弯和受剪状态，后者出现的机会很少。在墙肢中，其弯矩和剪力均在墙底部达最大值，因此墙底截面是剪力墙设计的控制截面。

2024/3/12)连梁剪力墙结构中的连梁承受弯矩、剪力、轴力的共同作用，属于受弯构件。沿房屋高度方向内力最大的连梁并不在底层，应选择内力最大的连梁进行配筋计算。连梁通常采用对称配筋，由正截面承载力计算连梁纵向受力钢筋(上、下配筋)，由斜截面承载力计算箍筋用量。由于在剪力墙结构中连梁的跨高比都比较小，因而连梁容易出现斜裂缝，也容易出现剪切破坏。2024/3/1

1．剪力墙的最小厚度

剪力墙的厚度不应太小，以保证墙体平面的刚度和稳定性以及浇筑混凝土的质量。钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于140mm，且不应小于楼层高度的1/25。

2．墙肢的配筋构造

1)墙肢端部纵向钢筋剪力墙两端和洞口两侧应按规定设置边缘构件。在墙肢两端应集中配置直径较大的竖向受力钢筋，与墙内的竖向分布钢筋共同承受墙的正截面受弯承载力。端部竖筋应置于由箍筋或水平分布钢筋和拉筋约束的边缘构件内。当墙肢端部有端柱时，其钢筋分布如图9.25(a)所示；当墙肢端部无端柱时，应设置构造暗柱，如图9.25(b)所示。9.3.3剪力墙结构的构造要求2024/3/1非抗震设计时，剪力墙端部应按构造配置不少于4根直径为12mm的竖向受力钢筋或2根直径为16mm的钢筋；沿竖向钢筋方向宜配置直径不小于6mm、间距为250mm的拉筋。端柱及暗柱内纵向钢筋的连接和锚固要求宜与框架柱相同。非抗震设计时，剪力墙纵向钢筋的最小锚固长度应取la。图9.25墙肢端部配筋构造(a)端柱；(b)暗柱2024/3/12)墙身分布钢筋

剪力墙分布钢筋的配筋方式有单排及多排配筋。单排配筋施工方便，但当墙体厚度较大时，表面易出现温度收缩裂缝。因此，当高层建筑的剪力墙厚度较大时，不应采用单排分布钢筋。剪力墙中的分布钢筋应满足如下构造要求：2024/3/1(1)当剪力墙厚度大于160mm时，应采用双排布置；结构中重要部位的剪力墙，当其厚度不大于160mm时，也宜配置双排分布钢筋网。双排分布钢筋网应沿墙的两个侧面布置，且应采用拉筋连系，拉筋应与外皮钢筋钩牢。