第3-4節(jié)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)

1、3-4剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 剪力墻類別的劃分；剪力墻類別的劃分； 各類剪力墻受力特點；各類剪力墻受力特點； 剪力墻的截面設(shè)計剪力墻的截面設(shè)計 4.1 概述1 1 結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置（1 1）剪力墻承受豎向荷載和水平荷載，所以）剪力墻承受豎向荷載和水平荷載，所以剪力墻應(yīng)沿主要軸線布置剪力墻應(yīng)沿主要軸線布置； 抗震設(shè)計時，不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置?？拐鹪O(shè)計時，不應(yīng)采用僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置。（2 2）布置）布置平面：矩形、平面：矩形、T T形、形、L L形時，墻沿縱橫兩個方向布置形時，墻沿縱橫兩個方向布置; ; 形、形、Y Y形時，墻沿三個方向布置；形時，墻沿三

2、個方向布置； 多邊形、圓形、弧形時，墻可沿環(huán)向和徑向布置。多邊形、圓形、弧形時，墻可沿環(huán)向和徑向布置。 剪力墻應(yīng)盡量布置得比較規(guī)則，拉通、對直。剪力墻應(yīng)盡量布置得比較規(guī)則，拉通、對直。墻宜自上而下連續(xù)布置，門窗洞口應(yīng)對齊；墻宜自上而下連續(xù)布置，門窗洞口應(yīng)對齊；抗震區(qū)，剪力墻宜設(shè)計成抗震區(qū)，剪力墻宜設(shè)計成H/BH/B較大的高墻或中高墻（較大的高墻或中高墻（H/B2H/B2），矮墻延），矮墻延性不好，易發(fā)生剪切破壞，當(dāng)墻的長度太長時，宜將墻分段，每片各性不好，易發(fā)生剪切破壞，當(dāng)墻的長度太長時，宜將墻分段，每片各段墻的高度與墻段長度之比不宜小于段墻的高度與墻段長度之比不宜小于3 3，墻段長度不宜大于

3、，墻段長度不宜大于8m8m，以提高，以提高彎曲變形能力；彎曲變形能力；剪力墻端部宜設(shè)有翼緣，以增加剪力墻的出平面剛度；剪力墻端部宜設(shè)有翼緣，以增加剪力墻的出平面剛度；當(dāng)墻上搭有梁時，為控制剪力墻平面外彎矩，可采取下圖幾項措施當(dāng)墻上搭有梁時，為控制剪力墻平面外彎矩，可采取下圖幾項措施加墻加墻 加扶壁柱加扶壁柱 加暗柱加暗柱 加型鋼加型鋼（3 3）兩種常用的布置方式：）兩種常用的布置方式：橫向布置剪力墻橫向布置剪力墻 適用于板式樓，以加強橫向剛度。剪力墻間距適用于板式樓，以加強橫向剛度。剪力墻間距常為常為6 68m8m，跨度中間采用輕質(zhì)隔斷。非地震區(qū)可采，跨度中間采用輕質(zhì)隔斷。非地震區(qū)可采用魚骨式

4、，地震區(qū)避免采用。用魚骨式，地震區(qū)避免采用。 剪力墻結(jié)構(gòu)平面輕質(zhì)隔斷v縱橫向布置剪力墻縱橫向布置剪力墻適用于平面兩個方向的尺寸較接近的塔式適用于平面兩個方向的尺寸較接近的塔式樓。樓。v布置剪力墻時要注意均勻，剪力墻宜對齊布置剪力墻時要注意均勻，剪力墻宜對齊拉通，質(zhì)量中心和剛度中心宜盡可能接近，剪拉通，質(zhì)量中心和剛度中心宜盡可能接近，剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置，避免力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置，避免出現(xiàn)小墻肢。出現(xiàn)小墻肢。v縱向剪力墻一般設(shè)二道、三道或四道?？v向剪力墻一般設(shè)二道、三道或四道。2 2、剪力墻的類別、剪力墻的類別 一般按照剪力墻上洞口的大小、多少及排列方式，將剪力一般

5、按照剪力墻上洞口的大小、多少及排列方式，將剪力墻分為以下幾種類型：墻分為以下幾種類型：整體墻整體墻 沒有門窗洞口或只有少量很小的洞口，洞口的面積不超過沒有門窗洞口或只有少量很小的洞口，洞口的面積不超過墻體面積的墻體面積的1616，且洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于，且洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于洞口長邊尺寸時，可以忽略洞口對墻體的影響，這種剪力墻即洞口長邊尺寸時，可以忽略洞口對墻體的影響，這種剪力墻即為整體剪力墻，簡稱整體墻。為整體剪力墻，簡稱整體墻。整體小開口墻整體小開口墻 門窗洞口尺寸比整體墻要大一些，超過墻體面積的門窗洞口尺寸比整體墻要大一些，超過墻體面積的1616時，時，墻

6、肢中的局部彎矩不超過墻體整體彎矩的墻肢中的局部彎矩不超過墻體整體彎矩的1515時，其截面變形時，其截面變形仍接近整體墻，這種剪力墻稱為整體小開口墻。仍接近整體墻，這種剪力墻稱為整體小開口墻。聯(lián)肢墻聯(lián)肢墻 剪力墻上開有一列或多列洞口，且洞口尺寸相剪力墻上開有一列或多列洞口，且洞口尺寸相對較大，此時剪力墻的受力相當(dāng)于通過洞口之間的對較大，此時剪力墻的受力相當(dāng)于通過洞口之間的連梁連在一起的一系列墻肢，故稱聯(lián)肢墻。連梁連在一起的一系列墻肢，故稱聯(lián)肢墻。壁式框架壁式框架 當(dāng)剪力墻的洞口尺寸較大，墻肢寬度較小，連當(dāng)剪力墻的洞口尺寸較大，墻肢寬度較小，連梁的線剛度接近于墻肢的線剛度，剪力墻的受力特梁的線剛度

7、接近于墻肢的線剛度，剪力墻的受力特性已接近框架，這種剪力墻稱為壁式框架。性已接近框架，這種剪力墻稱為壁式框架。整體墻（面積整體墻（面積16） （局部彎矩（局部彎矩15）雙肢墻雙肢墻多肢墻多肢墻壁式框架壁式框架3 3、各類剪力墻的結(jié)構(gòu)特點、各類剪力墻的結(jié)構(gòu)特點（1 1） 整體墻的結(jié)構(gòu)特點整體墻的結(jié)構(gòu)特點整體墻不開洞或開整體墻不開洞或開洞很小，在水平荷載作洞很小，在水平荷載作用下，根據(jù)其變形特征，用下，根據(jù)其變形特征，可視為一整截面懸臂構(gòu)可視為一整截面懸臂構(gòu)件，可用材料力學(xué)中懸件，可用材料力學(xué)中懸臂梁的內(nèi)力和變形的有臂梁的內(nèi)力和變形的有關(guān)公式進行計算。關(guān)公式進行計算。水平荷載IyM 整體墻橫截面上

8、的正應(yīng)力分布整體墻橫截面上的正應(yīng)力分布（2 2）整體小開口墻結(jié)構(gòu)特點）整體小開口墻結(jié)構(gòu)特點 內(nèi)力有：彎矩、剪力、和軸力內(nèi)力有：彎矩、剪力、和軸力 在整個剪力墻的橫截面產(chǎn)生的正應(yīng)在整個剪力墻的橫截面產(chǎn)生的正應(yīng)力為直線分布，其中各墻肢的正應(yīng)力的合力將形成該墻肢的軸力（在不同力為直線分布，其中各墻肢的正應(yīng)力的合力將形成該墻肢的軸力（在不同處可能有壓力或拉力）。處可能有壓力或拉力）。（3 3） 聯(lián)肢剪力墻的結(jié)構(gòu)特點聯(lián)肢剪力墻的結(jié)構(gòu)特點 內(nèi)力有：彎矩、剪力、和軸力內(nèi)力有：彎矩、剪力、和軸力 在整個剪力墻的橫截在整個剪力墻的橫截面產(chǎn)生的正應(yīng)力不再是直線分布。面產(chǎn)生的正應(yīng)力不再是直線分布。雙肢墻是聯(lián)肢墻雙肢

9、墻是聯(lián)肢墻中最簡單的一類，一列規(guī)則的洞口將剪力墻分為兩中最簡單的一類，一列規(guī)則的洞口將剪力墻分為兩個墻肢。兩個墻肢通過一系列洞口之間的連梁相連，個墻肢。兩個墻肢通過一系列洞口之間的連梁相連，連梁相當(dāng)于一系列連桿。連梁相當(dāng)于一系列連桿。水平荷載 剪力墻上開有一系剪力墻上開有一系列洞口，且洞口尺寸相列洞口，且洞口尺寸相對較大，剪力墻截面的對較大，剪力墻截面的整體性已被破壞，橫截整體性已被破壞，橫截面上的變形不再符合平面上的變形不再符合平截面的假定，橫截面上截面的假定，橫截面上的正應(yīng)力分布不再是直的正應(yīng)力分布不再是直線分布。線分布。 聯(lián)肢墻橫截面上的正應(yīng)力分布聯(lián)肢墻橫截面上的正應(yīng)力分布（4 4 ）壁

10、式框架的結(jié)構(gòu)特點）壁式框架的結(jié)構(gòu)特點v壁式框架和一般框架結(jié)構(gòu)的不同：墻肢寬壁式框架和一般框架結(jié)構(gòu)的不同：墻肢寬度和連梁的高度又較大，它們相交的部分度和連梁的高度又較大，它們相交的部分不能再看作一個節(jié)點，而形成一個有較大不能再看作一個節(jié)點，而形成一個有較大尺寸的節(jié)點區(qū)，梁柱在進入節(jié)點區(qū)后，形尺寸的節(jié)點區(qū)，梁柱在進入節(jié)點區(qū)后，形成彎曲剛度無限大的剛域。成彎曲剛度無限大的剛域。5 5 剪力墻結(jié)構(gòu)的分類剪力墻結(jié)構(gòu)的分類（1 1 ）按整體參數(shù)來劃分）按整體參數(shù)來劃分v當(dāng)當(dāng) 時，可以忽略連梁對墻肢的約束作用，剪時，可以忽略連梁對墻肢的約束作用，剪力墻按獨立墻肢進行計算；力墻按獨立墻肢進行計算；v當(dāng)當(dāng) 時，

11、連梁對墻肢的約束作用很強，按時，連梁對墻肢的約束作用很強，按整體小開口墻進行計算；整體小開口墻進行計算；v當(dāng)當(dāng) 時，可按聯(lián)肢墻進行計算。時，可按聯(lián)肢墻進行計算。 這不是唯一標準。這不是唯一標準。111226kiikiiIhDH110101連梁的剛度系數(shù)連梁的剛度系數(shù)墻肢慣性矩之和墻肢慣性矩之和（2 2） 按剪力墻墻肢慣性矩比值來劃分按剪力墻墻肢慣性矩比值來劃分v墻肢是否出現(xiàn)反彎點，與墻肢慣性矩比墻肢是否出現(xiàn)反彎點，與墻肢慣性矩比值值 、剪力墻的整體參數(shù)、剪力墻的整體參數(shù) 及結(jié)構(gòu)的層及結(jié)構(gòu)的層數(shù)等諸多因素有關(guān)。數(shù)等諸多因素有關(guān)。v理論分析與試驗研究的結(jié)果證明，當(dāng)理論分析與試驗研究的結(jié)果證明，當(dāng)

12、值相值相同時，隨著同時，隨著 的增大，出現(xiàn)反彎點的層數(shù)的增大，出現(xiàn)反彎點的層數(shù)就增多，反之就減小。就增多，反之就減小。IIAIIAiAIIIIiI剪力墻對組合截面形心軸的慣性矩剪力墻對組合截面形心軸的慣性矩第第i i個墻肢對自身形心軸的慣性矩個墻肢對自身形心軸的慣性矩（3 3 ）剪力墻類型的判別方法）剪力墻類型的判別方法墻肢慣性矩比值墻肢慣性矩比值v（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時，可以忽略連梁對墻肢的約束作用，時，可以忽略連梁對墻肢的約束作用，剪力墻按獨立墻肢進行計算；剪力墻按獨立墻肢進行計算；v（2 2）當(dāng)）當(dāng) ，且，且 時，可按聯(lián)時，可按聯(lián)肢墻進行計算；肢墻進行計算；v（3 3）當(dāng)）當(dāng) ，且，且 時

13、，可按整時，可按整體小開口墻進行計算。體小開口墻進行計算。v（4 4）當(dāng)）當(dāng) ，且，且 時，按壁式時，按壁式框架計算；框架計算；v（5 5）當(dāng)無洞口或有洞口而洞口面積小于墻體總面積的）當(dāng)無洞口或有洞口而洞口面積小于墻體總面積的1616時，按整體墻計算。時，按整體墻計算。1 101ZIIA10 ZIIAZIIA10 6 6 剪力墻的截面設(shè)計剪力墻的截面設(shè)計 （1 1）墻肢正截面抗彎承載力）墻肢正截面抗彎承載力 剪力墻承受軸力、彎矩、剪力的共同作用，它應(yīng)剪力墻承受軸力、彎矩、剪力的共同作用，它應(yīng)當(dāng)符合鋼筋混凝土偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件的基本規(guī)當(dāng)符合鋼筋混凝土偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件的基本規(guī)律。但是與柱

14、子相比，剪力墻的截面薄而長，沿截面律。但是與柱子相比，剪力墻的截面薄而長，沿截面長方向要布置許多分布鋼筋，同時，截面抗剪問題也長方向要布置許多分布鋼筋，同時，截面抗剪問題也較為突出。這使得剪力墻和柱子截面的配筋計算與構(gòu)較為突出。這使得剪力墻和柱子截面的配筋計算與構(gòu)造都有所不同。造都有所不同。 剪力墻配筋一般為：端部縱筋、豎向分布筋和水剪力墻配筋一般為：端部縱筋、豎向分布筋和水平鋼筋。豎向鋼筋抗彎，水平鋼筋抗剪，需要進行正平鋼筋。豎向鋼筋抗彎，水平鋼筋抗剪，需要進行正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力的計算。必要時，截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力的計算。必要時，還要進行抗裂度或裂縫寬度的驗算。樓

15、層間剪力墻有還要進行抗裂度或裂縫寬度的驗算。樓層間剪力墻有時還應(yīng)作平面外承載力的驗算。時還應(yīng)作平面外承載力的驗算。剪力墻的配筋形式剪力墻的配筋形式 2 0 0 2 0 08 1 0 0l c = 8 0 0 m m剪力墻配筋圖剪力墻配筋：剪力墻配筋：端部縱筋端部縱筋A(yù)s、豎向分布筋、豎向分布筋A(yù)sw和水平鋼筋和水平鋼筋A(yù)sv。 剪力墻中的豎向、水平鋼筋對斜裂縫的開展都有剪力墻中的豎向、水平鋼筋對斜裂縫的開展都有約束作用。但是在設(shè)計中，常將二者的功能分開：豎約束作用。但是在設(shè)計中，常將二者的功能分開：豎向分布筋抵抗彎矩，水平分布筋抵抗剪力。向分布筋抵抗彎矩，水平分布筋抵抗剪力。 抗震設(shè)計時，為實

16、現(xiàn)剪力墻的強剪弱彎，一、二、三級抗震和9度抗震設(shè)計時，剪力墻底部加強部位墻肢截面的剪力設(shè)計值需要按規(guī)范要求進行調(diào)整。（2 ）剪力墻斜截面抗剪承載力）剪力墻斜截面抗剪承載力（1 1）剪力墻的軸壓比（）剪力墻的軸壓比（ ）限值）限值 由于軸壓比越大，受壓區(qū)高度就越大，延性就會降由于軸壓比越大，受壓區(qū)高度就越大，延性就會降低。為保證在地震作用下剪力墻具有良好的延性，就需低。為保證在地震作用下剪力墻具有良好的延性，就需要限制剪力墻軸壓比的大小?？拐鹪O(shè)計時，一、二級抗要限制剪力墻軸壓比的大小。抗震設(shè)計時，一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位。震等級的剪力墻底部加強部位。7 剪力墻軸壓比限值及邊緣構(gòu)件配筋

17、要求剪力墻軸壓比限值及邊緣構(gòu)件配筋要求AfNc（2 2）邊緣構(gòu)件（暗柱、端柱、翼墻）的設(shè)計）邊緣構(gòu)件（暗柱、端柱、翼墻）的設(shè)計 邊緣構(gòu)件分為兩類：約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件。邊緣構(gòu)件分為兩類：約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件。約束邊緣構(gòu)件的截面尺寸和配筋要求比構(gòu)造邊緣構(gòu)件都要高。約束邊緣構(gòu)件的截面尺寸和配筋要求比構(gòu)造邊緣構(gòu)件都要高。設(shè)置范圍：一、二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強部位及其上設(shè)置范圍：一、二級抗震設(shè)計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；一、二級抗震設(shè)計的一層的墻肢端部應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件；一、二級抗震設(shè)計的剪力墻其他部位以及三、四級抗震設(shè)計和非抗震設(shè)計的剪力剪力墻其他部

18、位以及三、四級抗震設(shè)計和非抗震設(shè)計的剪力墻墻肢端部應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。墻墻肢端部應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。 8 、 墻肢截面設(shè)計的構(gòu)造要求墻肢截面設(shè)計的構(gòu)造要求（1 1）短肢剪力墻：一般短肢剪力墻的墻肢截面高度與厚）短肢剪力墻：一般短肢剪力墻的墻肢截面高度與厚度之比為度之比為5 58 8。 在地震區(qū)應(yīng)限制其應(yīng)用范圍在地震區(qū)應(yīng)限制其應(yīng)用范圍（2 2）剪力墻的混凝土強度等級）剪力墻的混凝土強度等級 剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C20C20，帶有，帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不筒體和短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于應(yīng)低于C25C25。（3 3）剪力墻的截面尺寸）剪力墻的截面尺寸 為保證剪力墻平面外的剛度和穩(wěn)定性能，剪力為保證剪力墻平