高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7 1.剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì) 2.剪力墻墻肢設(shè)計(jì) 3.剪力墻連梁設(shè)計(jì) 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算7 2.剪力墻墻肢設(shè)計(jì) 3.剪力墻連梁設(shè)計(jì) 剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì) 剪力墻結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要求剪力墻 必須具備足夠的延性。要做到這一點(diǎn)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方 面： 1 1、強(qiáng)墻弱梁、強(qiáng)墻弱梁 連梁塑性鉸先于墻肢出現(xiàn)，利用連梁的塑性變形耗散 地震能。 合理設(shè)置洞口，使剪力墻由墻肢、連梁構(gòu)成，形成 多道抗震設(shè)防； 合理設(shè)計(jì)連梁。 合理設(shè)計(jì)剪力墻配筋，使墻肢具有足夠的承載力和延 性。限制墻肢軸壓比底部；合理設(shè)置邊緣構(gòu)件。二 者是保

2、證剪力墻抗震性能的重要措施。 2 2、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)剪弱彎 地震力一般會使墻肢底部形成塑性鉸，應(yīng)提高其抗剪 承載力，避免剪切破壞。 3 3、底部加強(qiáng)部位、底部加強(qiáng)部位 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻底部加強(qiáng)部位的范圍，應(yīng)符合下列規(guī)定： 底部加強(qiáng)部位的高度，應(yīng)從地下室頂板算起； 取底部兩層和墻體總高度1/10的較大值； 當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固部位位于地下一層底板或以下時(shí)，底部加強(qiáng) 部位宜延伸至計(jì)算嵌固端。 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算7 1.剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì) 3.剪力墻連梁設(shè)計(jì) 墻肢設(shè)計(jì)墻肢設(shè)計(jì) 一、墻肢的破壞形態(tài)一、墻肢的破壞形態(tài) 在軸向壓力和水平力的作用下，墻肢的破壞形態(tài)與實(shí)體墻 的破壞形

3、態(tài)相同 彎曲破壞彎曲破壞：當(dāng) l 2 時(shí)，墻肢內(nèi)力以彎矩為主，容易發(fā)生 彎曲破壞，延性較好。 剪跨比是影響剪力墻破壞形態(tài)的重要因素，一般用 剪力墻截面上彎矩與剪力的相對大小來表示： w Vh M l l 彎剪破壞彎剪破壞：當(dāng) 2l 1 時(shí)，墻肢內(nèi)很難避免出現(xiàn)剪切斜 裂縫，設(shè)計(jì)合理時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)延性尚好的彎剪 破壞。 剪切破壞剪切破壞：當(dāng) l 1 時(shí)，墻肢內(nèi)力以剪力為主，一般發(fā)生 剪切破壞，延性較差。 二、墻肢的穩(wěn)定性驗(yàn)算二、墻肢的穩(wěn)定性驗(yàn)算 剪力墻墻肢的穩(wěn)定承載力，與其支撐條件有關(guān)。工程 中剪力墻墻肢的支撐情況大致有以下幾種： 1、剪力墻墻肢應(yīng)滿足下式的穩(wěn)定要求： 式中：q作用于墻頂組合的等效豎

4、向均布荷載設(shè)計(jì)值； Ec剪力墻混凝土的彈性模量； t剪力墻墻肢截面厚度； l0剪力墻墻肢計(jì)算長度，按下列規(guī)定采用。 2 0 3 10l tE q c 2、剪力墻墻肢計(jì)算長度應(yīng)按下式計(jì)算：hl 0 式中：h墻肢所在樓層的層高； b墻肢計(jì)算長度系數(shù)，按下列規(guī)定采用： 單片獨(dú)立墻肢按兩邊支撐計(jì)算，取b等于1.0; T形、L形、槽形和工字形剪力墻的翼緣，采用三邊 支撐板按下式計(jì)算： 250 2 1 1 2 . f b h bfT T形、形、L L形、槽形和工字形剪力墻的單側(cè)翼緣截面高度：形、槽形和工字形剪力墻的單側(cè)翼緣截面高度： T T形剪力墻的腹板，也按三邊支撐板計(jì)算：形剪力墻的腹板，也按三邊支撐板

5、計(jì)算： 250 2 1 1 2 . w b h 槽形和工字形剪力墻槽形和工字形剪力墻的腹板，按四邊支撐板計(jì)算：的腹板，按四邊支撐板計(jì)算： 20 2 3 1 1 2 . w b h 三、墻肢的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整三、墻肢的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整 1、墻肢的控制截面 墻肢底截面； 墻肢厚度改變處； 混凝土等級改變處； 配筋改變處。 2、墻肢的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整 A A、設(shè)計(jì)彎矩調(diào)整：、設(shè)計(jì)彎矩調(diào)整： 除一級剪力墻外，設(shè)計(jì)彎矩不作調(diào)整。 抗震等級為一級的剪力墻： 底部加強(qiáng)部位采用墻肢底截面彎矩組合值 其他部位 截面彎矩組合值1.2 其目的是，如果剪力墻在地震力下出現(xiàn)塑性鉸，則應(yīng) 保證塑性鉸出現(xiàn)在墻底，防止其他部位形成薄弱層

6、。 特別注意 避免出現(xiàn)小偏拉墻肢。 小偏拉時(shí)墻肢裂通，對抗震不利。 避免出現(xiàn)小偏拉墻肢的方法：調(diào)整剪力墻的長度 (8m)剪力墻越長，端部墻肢拉力越大；設(shè)計(jì)弱連 梁墻肢軸力由連梁剪力產(chǎn)生。 大偏拉墻肢出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)另一墻肢的彎矩、剪力 設(shè)計(jì)值1.25。偏拉可能形成通縫，抗剪剛度減 小，使另一墻肢荷載增加。 B B、設(shè)計(jì)剪力調(diào)整：、設(shè)計(jì)剪力調(diào)整： 針對一、二、三級剪力墻底部加強(qiáng)部位，其余不作調(diào)整 vww VV 底截面最不利組合的剪力值 1.6，1.4，1.2 9度設(shè)防時(shí)一級剪力墻尚 應(yīng)滿足 1.1 wua w w M VV M 四、墻肢偏壓、偏拉設(shè)計(jì)四、墻肢偏壓、偏拉設(shè)計(jì) 大小偏壓的區(qū)分：界限壓區(qū)

7、高度。 破壞形態(tài)與設(shè)計(jì)方法同柱子，區(qū)別僅在于配筋方式不 同。剪力墻配筋有： 端部縱筋； 豎向分布筋。 水平分布筋； 考慮到豎向分布筋直徑較小，對承擔(dān)壓力貢獻(xiàn)不大，考慮到豎向分布筋直徑較小，對承擔(dān)壓力貢獻(xiàn)不大， 設(shè)計(jì)規(guī)定：設(shè)計(jì)規(guī)定： 0 0 (1.5 ) sw yww w A fhx h 五、墻肢斜截面設(shè)計(jì)五、墻肢斜截面設(shè)計(jì) 墻肢斜截面破壞形態(tài) 剪拉破壞剪拉破壞 剪跨比較大且橫向鋼筋較少時(shí) 發(fā)生。一條斜裂縫裂通，脆性 斜壓破壞斜壓破壞剪壓比過大。混凝土斜向壓碎 剪壓破壞剪壓破壞 設(shè)計(jì)情況。出現(xiàn)一條主要的彎 剪（或腹剪）斜裂縫，橫筋屈 服、混凝土壓碎。 設(shè)計(jì)措施：設(shè)計(jì)措施： 防止發(fā)生剪拉破壞 配筋

8、必須滿足最小配筋率； 防止發(fā)生斜壓破壞 限制剪力墻截面的最小尺寸； 防止發(fā)生剪壓破壞 通過計(jì)算配置所需的水平鋼筋。 六、墻肢構(gòu)造要求六、墻肢構(gòu)造要求 1、剪壓比限制 無震組合 0 0 0 0.25 1 2.50.2 1 2.50.15 cc w w cc w w RE cc w w RE Vf b h Vf b h Vf b h l l 有震組合 2、軸壓比限制按重力荷載代表值計(jì)算 墻肢軸壓比限制 軸壓比一級（9度）一級（7、8度）二、三級 0.40.50.6n 目的:保證塑性鉸延性，針對一、二、三級剪力墻底 部加強(qiáng)部位。 3、分布鋼筋構(gòu)造 作用抗彎、抗剪、減少收縮裂縫。 最小配筋率 墻肢的豎

9、向、橫向分布筋最小配筋率 抗震等級或部位 最小配筋率 （） 最大間距 （mm） 最小直徑 （mm） 最大直徑 （mm） 一、二、三級0.25 300 8bw/10四級、非抗震0.20 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu) 底部和加強(qiáng)部位 0.30200 特殊部位尚需加強(qiáng) 布置方式 為避免墻表面的溫度裂縫，使混凝土 均勻受力，墻肢分布筋不允許采用單 排配筋，應(yīng)采用雙排或多排配筋。 4、邊緣構(gòu)件 1）當(dāng)剪力墻的軸壓比較高時(shí)，在水平力作用下，塑 性變形能力差。為改善剪力墻的塑性變形能力，在剪力墻 的兩端和洞口邊緣設(shè)置暗柱、翼柱、端柱、轉(zhuǎn)角柱等，稱 作剪力墻的邊緣構(gòu)件。 2）剪力墻邊緣構(gòu)件分為以下兩類： 約束邊緣構(gòu)件箍

10、筋配置較多，對暗柱、端柱和翼 柱的混凝土約束較強(qiáng)； 構(gòu)造邊緣構(gòu)件箍筋配置較少，對混凝土約束較弱。 （如下圖示） 3）約束邊緣構(gòu)件設(shè)置 當(dāng)剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比超過下表的限值 時(shí)，在一、二、三級剪力墻底部加強(qiáng)部位及相鄰上一層設(shè) 置約束邊緣構(gòu)件。 等級或烈度一級（9度）一級（6、7、8）二、三級 軸壓比限值0.10.20.3 剪力墻可不設(shè)約束邊緣構(gòu)件的最大軸壓比 注：墻肢軸壓比為重力荷載代表值作用下墻肢承受的軸壓力設(shè)計(jì)值與墻肢的全截 面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值。 項(xiàng)目 一級（9度）一級（8度）二、三級 N0.2N0.2N0.3N0.3N0.4N0.4 lc（暗柱）0.20hw

11、 0.25hw0.15hw0.20hw0.15hw0.20hw lc（翼墻或端柱）0.15hw0.20hw0.10hw0.15hw0.10hw0.15hw v0.120.200.120.200.120.20 約束邊緣構(gòu)件沿墻肢的長度lc 及其配箍特征值v 注： 1 N 為墻肢在重力荷載代表值作用下的軸壓比，hw 為墻肢的長度； 2 剪力墻的翼墻長度小于其3 倍厚度或端柱截面邊長小于2 倍墻厚時(shí)，視為無翼墻、無 端柱； 3 lc 為約束邊緣構(gòu)件沿墻肢的長度。對暗柱不應(yīng)小于墻厚和400mm 的較大值；有翼墻 或端柱時(shí)，不應(yīng)小于翼墻厚度或端柱沿墻肢方向截面高度加300 mm。 配箍特征值按下式計(jì)算：

12、 c yv vv f f l l 式中： rv箍筋體積配箍率，可計(jì)入箍筋、拉筋以及伸入約束邊緣構(gòu)件且符合下述 條件的水平分布鋼筋：在墻端有90彎折、且彎折段的搭接長度不小于10 倍分布 鋼筋直徑、水平鋼筋之間設(shè)置足夠的拉筋形成復(fù)合箍，計(jì)入的水平分布鋼筋的體 積配箍率不應(yīng)大于0.3 倍總體積配箍率； fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；混凝土強(qiáng)度等級低于C35時(shí)，應(yīng)取C35的混 凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； fyv 箍筋、拉筋或水平分布鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 剪力墻約束邊緣構(gòu)件陰影部分（見下圖）的豎向鋼筋 除應(yīng)滿足正截面受壓（受拉）承載力計(jì)算要求外，其配筋 率一、二、三級時(shí)分別不應(yīng)小于1.2、1.0%和1

13、.0%，并 分別不應(yīng)少于816、616 和614 的鋼筋； 約束邊緣構(gòu)件配筋分兩個(gè)區(qū)域： 約束邊緣構(gòu)件內(nèi) 箍筋或拉筋沿豎向的 間距，一級不宜大于 100mm，二、三級不宜 大于150mm；箍筋沿水 平方向的無支長度不 宜大于300mm，拉筋的 水平間距不應(yīng)大于豎 向鋼筋間距的2倍。 4）構(gòu)造邊緣構(gòu)件設(shè)置 一、二、三級剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比不大于 上表的規(guī)定值時(shí)，以及四級剪力墻和非抗震設(shè)計(jì)的剪力墻， 設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件； B級高度高層建筑的剪力墻，宜在約束邊緣構(gòu)件層與 構(gòu)造邊緣構(gòu)件層之間設(shè)置12 層過渡層，過渡層邊緣構(gòu) 件的箍筋配置要求可低于約束邊緣構(gòu)件的要求，但應(yīng)高于 構(gòu)造邊緣構(gòu)件的要求

14、剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的范圍宜按下圖采用： bw bw 且 400 300 300 300 bw hc bc 剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的范圍 抗震 等級 特一 一 二 三 四 底部加強(qiáng)部位 縱向鋼筋最小量 （取較大值） 箍筋、拉筋 最小直徑 （mm） 豎向最大間 距（mm） 186 ,012. 0 c A 166 ,010. 0 c A 146 ,008. 0 c A 126 ,005. 0 c A 126 ,005. 0 c A 8 8 8 6 6 100 100 150 150 200 其他部位 縱向鋼筋最小量 （取較大值） 箍筋、拉筋 最小直徑 （mm） 豎向最大間 距（mm） 166 ,010.

15、 0 c A 146 ,008. 0 c A 126 ,006. 0 c A 126 ,004. 0 c A 126 ,004. 0 c A 8 8 8 6 6 150 150 200 200 200 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算7 1.剪力墻結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì) 2.剪力墻墻肢設(shè)計(jì) 連梁設(shè)計(jì)連梁設(shè)計(jì) 一、連梁受力特點(diǎn)及破壞形式一、連梁受力特點(diǎn)及破壞形式 跨高比小，易發(fā)生剪切破壞。反復(fù)荷載交叉斜裂縫 連梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合強(qiáng)剪弱彎要求。通過限制連梁名義剪 應(yīng)力和降低梁端彎矩的措施，推遲剪切破壞的發(fā)生。特殊 延性要求（如核心筒體連梁或框筒裙梁）時(shí)，可采用交叉 配筋方式。 二、連梁內(nèi)力調(diào)整二

16、、連梁內(nèi)力調(diào)整 1 1、連梁彎矩調(diào)整、連梁彎矩調(diào)整 方法一：調(diào)整連梁剛度 0.5 用調(diào)整后的剛度代替實(shí)際連梁剛度，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。 可以預(yù)見：連梁內(nèi)力變小，同時(shí)墻肢軸力也變小。 方法二：組合彎矩調(diào)整。 將組合彎矩乘以0.50.8的 系數(shù)。為保持力的平衡，應(yīng)適當(dāng) 增大其他連梁的設(shè)計(jì)彎矩。 2 2、連梁剪力調(diào)整、連梁剪力調(diào)整 針對一、二、三級剪力墻連梁 ()/ lr bvbbbnGb VMMlV 9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)符合： 1.1()/ lr bbuabuanGb VMMlV 三、連梁截面設(shè)計(jì) 1、連梁正截面設(shè)計(jì)對稱配筋 0 () bysb Mf A ha 0 1 () bysb RE Mf A ha

17、 2、連梁斜截面設(shè)計(jì) 無震組合 00 0.7 sv tbbyvb A Vf b hfh s 有震組合 00 00 1 2.50.42 1 2.50.380.9 sv bt b byvb RE sv bt b byvb RE A Vf b hfh s A Vf b hfh s l l 四、連梁構(gòu)造要求四、連梁構(gòu)造要求 1 1、剪壓比限制、剪壓比限制 0 0 0 0.25 1 2.50.2 1 2.50.15 cc b b cc b b RE cc b b RE Vf b h Vf b h Vf b h l l 有震 無震 2 2、配筋、配筋 有縱筋錨 固長度、箍筋 直徑及間距、 腰筋設(shè)置等。 五、斜交叉配筋連梁五、斜交叉配筋連梁 新西蘭坎特伯雷大學(xué)P.Paulay教授的試驗(yàn)證實(shí)： 斜交叉配筋梁的滯回曲線飽滿、穩(wěn)