剪力墙设计和构造分析

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6.8 6.8 剪力墙设计和构造剪力墙设计和构造延性剪力墙概念延性剪力墙概念试验研究说明:同样高度的建筑在抗震耗能方面,剪力试验研究说明:同样高度的建筑在抗震耗能方面,剪力墙结构比延性框架大墙结构比延性框架大2020倍。倍。震害经验也说明:剪力墙结构和框架震害经验也说明:剪力墙结构和框架-剪力墙结构能够剪力墙结构能够承受强烈地震作用,具有裂而不倒的良好性能,便于承受强烈地震作用,具有裂而不倒的良好性能,便于震后修复。震后修复。钢筋混凝土剪力墙的设计要求是:钢筋混凝土剪力墙的设计要求是:1 1在正常使用荷载及小震或风载作用下,结构在正常使用荷载及小震或风载作用下,结构应处于弹性工作阶段,裂缝宽度不能过大;应处于弹性工作阶段,裂缝宽度不能过大;2 2在中等强度地震设防烈度下,允许进入弹塑在中等强度地震设防烈度下,允许进入弹塑性状态,使应具有足够的承载能力、延性及良好吸收性状态,使应具有足够的承载能力、延性及良好吸收地震能量的能力;地震能量的能力;3 3在强烈地震作用罕遇烈度在强烈地震作用罕遇烈度下,剪力墙不允许倒塌。此外还应保证剪力墙结构的下,剪力墙不允许倒塌。此外还应保证剪力墙结构的稳定。稳定。悬臂剪力墙墙肢悬臂剪力墙墙肢1 1破坏形态破坏形态弯曲破坏弯曲破坏 剪切破坏剪切破坏 滑移破坏滑移破坏剪跨比是反映弯曲与剪切影响的重要参数,剪跨比较小时容易剪跨比是反映弯曲与剪切影响的重要参数,剪跨比较小时容易出现剪切破坏。出现剪切破坏。n悬臂墙的分类悬臂墙的分类n 剪跨比可通过高宽比剪跨比可通过高宽比 间接表示:间接表示:n 1)1)当当 3 3时,称为高墙;时,称为高墙;n 2 2当当 =1 =13 3时成为中高墙;时成为中高墙;n 3 3当当 1 1时,称为矮墙。时,称为矮墙。n高剪力墙的受力特点高剪力墙的受力特点n在水平荷载作用下,以弯曲变形为主,剪切变形占总变形在水平荷载作用下,以弯曲变形为主,剪切变形占总变形10%10%以下。在轴向力与水平力共同作用下,形成偏心受压以下。在轴向力与水平力共同作用下,形成偏心受压或受拉剪力墙,破坏形态和计算方法如同偏心受压或受拉剪力墙,破坏形态和计算方法如同偏心受压或受拉柱。剪力墙应设计成具有延性的弯曲剪力墙,应或受拉柱。剪力墙应设计成具有延性的弯曲剪力墙,应使用使用“强剪弱弯强剪弱弯 的措施,防止发生剪切破坏。的措施,防止发生剪切破坏。2 2影响剪力墙延性的因素影响剪力墙延性的因素竖向配筋率及配筋形式竖向配筋率及配筋形式配筋率的影响配筋率的影响:剪力墙截面的极限弯矩随配筋率的增:剪力墙截面的极限弯矩随配筋率的增加而提高;墙截面的极限转角随配筋率的增加而降加而提高;墙截面的极限转角随配筋率的增加而降低。低。配筋形式的影响配筋形式的影响:对相同配筋率的墙,将局部钢筋集:对相同配筋率的墙,将局部钢筋集中布置在两端时极限转角大、延性好。中布置在两端时极限转角大、延性好。配筋方法:为到达既增大强度又提高延性,设计剪力墙配筋方法:为到达既增大强度又提高延性,设计剪力墙时,除按构造要求在墙内配置分布筋外,应尽可能时,除按构造要求在墙内配置分布筋外,应尽可能将其余所需的抗弯钢筋集中布置在墙的端部。将其余所需的抗弯钢筋集中布置在墙的端部。轴向力轴向力随着轴向力的增大,截面承载力提高,延性明显降低,随着轴向力的增大,截面承载力提高,延性明显降低,故应对轴压比进行控制。故应对轴压比进行控制。截面型式截面型式 当截面有翼缘时,会改善墙体的延性性能,当截面有翼缘时,会改善墙体的延性性能,随着翼缘面积随着翼缘面积与横截面面积之比的增加,延性也相应增加。与横截面面积之比的增加,延性也相应增加。混凝土强度等级混凝土强度等级 随混凝土强度等级的提高延性也提高,尤其当墙的受压区随混凝土强度等级的提高延性也提高,尤其当墙的受压区有翼缘时,延性的提高更为明显。有翼缘时,延性的提高更为明显。当混凝土强度等级低于当混凝土强度等级低于层层C20时,延性将很小。时,延性将很小。3 3中、高墙的延性设计中、高墙的延性设计n要使悬臂剪力墙具有延性,首先要防止出现剪切破坏和锚要使悬臂剪力墙具有延性,首先要防止出现剪切破坏和锚固破坏,充分发挥弯曲作用下的钢筋抗拉作用,使剪力墙固破坏,充分发挥弯曲作用下的钢筋抗拉作用,使剪力墙的塑性铰具有延性。的塑性铰具有延性。n减小受压区高度或加大混凝土极限压应变减小受压区高度或加大混凝土极限压应变n减小受压区高度减小受压区高度:n 在非对称配筋情况下,应注意不使受拉钢筋过多而增在非对称配筋情况下,应注意不使受拉钢筋过多而增大受压区高度;在对称配筋情况下,尽可能降低轴向压力,大受压区高度;在对称配筋情况下,尽可能降低轴向压力,以防止受压区高度的增大。以防止受压区高度的增大。n加大混凝土的极限压应变:加大混凝土的极限压应变:n 为提高墙的延性,可在墙两端设置端柱或暗柱。柱内为提高墙的延性,可在墙两端设置端柱或暗柱。柱内箍筋不仅可以约束混凝土,提高混凝土极限压应变箍筋不仅可以约束混凝土,提高混凝土极限压应变.n剪力墙塑性铰限制在底部,对底部的塑性铰区通过抗震措剪力墙塑性铰限制在底部,对底部的塑性铰区通过抗震措施提高变形能力,以增加墙的延性。施提高变形能力,以增加墙的延性。n抗震措施:剪力墙各截面的弯矩设计值要调整增大,使各抗震措施:剪力墙各截面的弯矩设计值要调整增大,使各截面的受弯承载力有所加强。截面的受弯承载力有所加强。n 防止过早剪切破坏和锚固破坏防止过早剪切破坏和锚固破坏n防止剪切破坏:防止剪切破坏:n 塑性铰区必须按强剪弱弯的原那么设计,还应严格控塑性铰区必须按强剪弱弯的原那么设计,还应严格控制剪压比和增加分布钢筋数量,在墙内设置端柱或暗柱制剪压比和增加分布钢筋数量,在墙内设置端柱或暗柱n防止锚固破坏防止锚固破坏n 要注意墙钢筋在根底中的锚固,保证不发生锚固破坏。要注意墙钢筋在根底中的锚固,保证不发生锚固破坏。加强墙底塑性铰区的变形能力加强墙底塑性铰区的变形能力防止水平施工缝截面的剪切滑移破坏防止水平施工缝截面的剪切滑移破坏 要防止这种破坏主要依靠竖向钢筋和缝间摩擦力抵要防止这种破坏主要依靠竖向钢筋和缝间摩擦力抵抗滑移,所以要对施工缝的竖向钢筋面积验算。抗滑移,所以要对施工缝的竖向钢筋面积验算。配筋构造要求配筋构造要求 大量的试验研究分析说明,满足墙的配筋构造要求大量的试验研究分析说明,满足墙的配筋构造要求,能保,能保证墙具有较好的延性,这是设计时必须认真考虑的。证墙具有较好的延性,这是设计时必须认真考虑的。4 4矮墙的抗震性能及设计要求矮墙的抗震性能及设计要求n矮墙的特点在一般情况下都发生斜裂缝剪切破坏,但是根据矮墙的特点在一般情况下都发生斜裂缝剪切破坏,但是根据试验可知,如果配筋合理,做到强剪弱弯,可以使斜裂缝较试验可知,如果配筋合理,做到强剪弱弯,可以使斜裂缝较为分散而细小,从而保证即使吸收了较大的能量也不致脆性为分散而细小,从而保证即使吸收了较大的能量也不致脆性破坏。破坏。n 联肢剪力墙联肢剪力墙 n 1 1联肢剪力墙的延性强墙弱梁,强剪弱弯联肢剪力墙的延性强墙弱梁,强剪弱弯n 联肢剪力墙的延性取决于墙肢的延性、连梁的延性及连梁联肢剪力墙的延性取决于墙肢的延性、连梁的延性及连梁的的n刚度和强度。最理想的情况是连梁先于墙肢屈服,且连梁具刚度和强度。最理想的情况是连梁先于墙肢屈服,且连梁具有有n足够的延性,待墙肢底部出现塑性铰后形成图足够的延性,待墙肢底部出现塑性铰后形成图6.406.40a a所示所示的的n机构。这样的联肢剪力墙延性最好。机构。这样的联肢剪力墙延性最好。由此可见,按由此可见,按“强墙弱梁的原那么设计联肢墙,并按强墙弱梁的原那么设计联肢墙,并按“强剪强剪弱弯的原那么设计墙肢和连梁,可以得到较为理想的延性联弱弯的原那么设计墙肢和连梁,可以得到较为理想的延性联肢墙结构,它比悬臂墙更为合理。肢墙结构,它比悬臂墙更为合理。连梁端部塑性铰连梁端部塑性铰 连梁设计连梁设计过强而引过强而引起墙肢剪起墙肢剪坏坏 2 2连梁的延性连梁的延性 连梁的延性对联肢剪力墙起着更为重要的作用。连梁的延性对联肢剪力墙起着更为重要的作用。连梁通常是跨度小而梁高大接近为深梁,同时竖向荷载连梁通常是跨度小而梁高大接近为深梁,同时竖向荷载产生的弯矩与剪力不大,而在水平荷载下与墙肢相互作用产产生的弯矩与剪力不大,而在水平荷载下与墙肢相互作用产生的约束弯矩与剪力较大,约束弯矩在梁两端方向相反。这生的约束弯矩与剪力较大,约束弯矩在梁两端方向相反。这种反弯作用使梁产生很大的剪切变形,对剪应力十分敏感,种反弯作用使梁产生很大的剪切变形,对剪应力十分敏感,容易出现斜裂缝。在反复荷载作用下,易形成交叉裂缝,使容易出现斜裂缝。在反复荷载作用下,易形成交叉裂缝,使混凝土酥裂,导致剪切破坏,延性较差混凝土酥裂,导致剪切破坏,延性较差。剪力墙截面设计剪力墙截面设计 剪力墙在竖向与水平荷载共同作用下,剪力墙在竖向与水平荷载共同作用下,将承受轴力、弯矩与将承受轴力、弯矩与剪力的作用,因此,钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面剪力的作用,因此,钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在。在集中荷载作用下墙内无暗柱时集中荷载作用下墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力验算还应进行局部受压承载力验算。剪力墙钢筋的布置方式剪力墙钢筋的布置方式as=as=1/2暗柱截面高暗柱截面高as 两端集中配竖向钢筋,腹板配竖向和水平分布钢筋;都有最两端集中配竖向钢筋,腹板配竖向和水平分布钢筋;都有最小配筋率的规定。小配筋率的规定。n 竖向分布钢筋一般按最小配筋率配置。竖向分布钢筋一般按最小配筋率配置。墙肢钢筋的抗弯作用:墙肢钢筋的抗弯作用:墙肢端部集中配置的竖向钢筋参与抵抗弯矩,墙肢端部集中配置的竖向钢筋参与抵抗弯矩,并与箍筋一道并与箍筋一道形成暗柱形成暗柱;墙肢端部以外的墙肢端部以外的受拉竖向分布钢筋受拉竖向分布钢筋参与抵抗弯矩,参与抵抗弯矩,不考虑不考虑受受压竖向分布钢筋的抗弯作用。压竖向分布钢筋的抗弯作用。墙肢配筋方法:墙肢配筋方法:正截面偏压承载力计算正截面偏压承载力计算1 1弯矩和剪力设计值弯矩和剪力设计值剪力墙肢的塑性铰一般出现在底部加剪力墙肢的塑性铰一般出现在底部加强部位。对于一级抗震等级的剪力强部位。对于一级抗震等级的剪力墙,为了更有把握实现塑性铰出现墙,为了更有把握实现塑性铰出现在底部加强部位,保证其他部位不在底部加强部位,保证其他部位不出现塑性铰,同时为了实现出现塑性铰,同时为了实现“强剪强剪弱弯设计要求,弯矩增大部位剪弱弯设计要求,弯矩增大部位剪力墙的剪力设计值也应相应增大。力墙的剪力设计值也应相应增大。?高规高规?规定:一级剪力墙的底部加规定:一级剪力墙的底部加强部位以上部位,墙肢的组合弯矩强部位以上部位,墙肢的组合弯矩设计值和组合剪力设计值应乘以增设计值和组合剪力设计值应乘以增大系数,弯矩增大系数可取为大系数,弯矩增大系数可取为1.21.2,剪力增大系数可取为,剪力增大系数可取为1.31.3。弯矩弯矩高度高度根本假定:根本假定:平截面假定;平截面假定;不考虑受拉混凝土的作用;不考虑受拉混凝土的作用;受压区混凝土采用等效矩形应力图,应力受压区混凝土采用等效矩形应力图,应力到达混凝土轴心抗压强度;到达混凝土轴心抗压强度;墙肢端部集中配置的纵向受拉、受压钢筋墙肢端部集中配置的纵向受拉、受压钢筋屈服;屈服;从受压区边缘算起从受压区边缘算起1.5x(x为等效矩形应力为等效矩形应力图受压区高度图受压区高度)范围以外的受拉竖向分布钢范围以外的受拉竖向分布钢筋全部屈服并参与受力计算,筋全部屈服并参与受力计算,1.5x范围以内范围以内的竖向分布钢筋不参与受力计算。的竖向分布钢筋不参与受力计算。2 2正截面偏心受压承载力计算公式正截面偏心受压承载力计算公式大偏心受压承载力计算公式大偏心受压承载力计算公式 受压钢筋受压钢筋受拉钢筋受拉钢筋as=as=1/2暗柱截面高暗柱截面高ssn在矩形截面中,对受拉区端部在矩形截面中,对受拉区端部受拉钢筋合力作用点取矩受拉钢筋合力作用点取矩可得可得A A、非对称配筋时、非对称配筋时 6.78a n其中,其中,为剪力墙腹板中竖向分布钢筋总面积,布置为剪力墙腹板中竖向分布钢筋总面积,布置在在 高度范围之内;高度范围之内;为剪力墙竖向分布钢筋配筋率,为剪力墙竖向分布钢筋配筋率,B B、对称配筋时、对称配筋时 工程设计时,先根据构造要求给定竖向分布钢筋工程设计时,先根据构造要求给定竖向分布钢筋 及及 ,由式由式6.806.80计算截面相对受压区高度计算截面相对受压区高度 ,再代入式,再代入式6.786.78计算墙肢端部钢筋面积。计算墙肢端部钢筋面积。无论在那种情况下,都必须符合无论在那种情况下,都必须符合 的条件,否那么按的条件,否那么按 计算。计算。6.80 小偏心受压承载力计算公式小偏心受压承载力计算公式 靠近受压较大边的端部钢筋及竖向分布钢筋屈服,但计算靠近受压较大边的端部钢筋及竖向分布钢筋屈服,但计算中中不考虑竖向分布钢筋的作用不考虑竖向分布钢筋的作用。受拉区的竖向分布钢筋未屈服,受拉区的竖向分布钢筋未屈服,计算中也不考虑其作用计算中也不考虑其作用。这样极限状态下矩形截面墙肢正截面。这样极限状态下矩形截面墙肢正截面应力分布应力分布与小偏心受压柱完全相同与小偏心受压柱完全相同 。A A、非对称配筋、非对称配筋 可先按端部构造配筋要求给定可先按端部构造配筋要求给定 ,然后由根本公式,然后由根本公式6.816.81、6.826.82求解求解 及及 。取取 腹板中的竖向分布钢筋按构造要求配置。腹板中的竖向分布钢筋按构造要求配置。在小偏心受压时,还应进行平面外轴心受压承载力验算。在小偏心受压时,还应进行平面外轴心受压承载力验算。B B、对称配筋、对称配筋 正截面偏心受拉承载力计算正截面偏心受拉承载力计算n剪力墙墙肢破坏形态的延性比较:剪力墙墙肢破坏形态的延性比较:大偏心受压优于小偏心受压;大偏心受拉优于小偏心受拉大偏心受压优于小偏心受压;大偏心受拉优于小偏心受拉n抗震设计的双肢剪力墙中,应尽可能防止墙肢出现小偏心受抗震设计的双肢剪力墙中,应尽可能防止墙肢出现小偏心受拉。拉。原因:如果双肢墙中一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢可能原因:如果双肢墙中一个墙肢出现小偏心受拉,该墙肢可能会出现水平通缝而严重削弱其抗剪能力,抗侧刚度也严重退会出现水平通缝而严重削弱其抗剪能力,抗侧刚度也严重退化,那么由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致化,那么由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致其抗剪承载力缺乏,使之也破坏,双肢墙的抗震性能退化。其抗剪承载力缺乏,使之也破坏,双肢墙的抗震性能退化。可通过调整剪力墙长度或连梁尺寸来防止。可通过调整剪力墙长度或连梁尺寸来防止。n双肢墙的一个墙肢为大偏心受拉时,墙肢易出现裂缝,使其双肢墙的一个墙肢为大偏心受拉时,墙肢易出现裂缝,使其刚度退化,剪力将在墙肢中重分配,此时,可将另一受压墙刚度退化,剪力将在墙肢中重分配,此时,可将另一受压墙肢按弹性计算的弯矩、剪力设计值乘以增大系数肢按弹性计算的弯矩、剪力设计值乘以增大系数1.251.25,以提,以提高受弯、受剪承载力,推迟屈服。由于地震为往复作用,因高受弯、受剪承载力,推迟屈服。由于地震为往复作用,因此,两个墙肢的弯矩、剪力设计值都要乘以此,两个墙肢的弯矩、剪力设计值都要乘以1.251.25。1 1大偏心受拉承载力计算公式大偏心受拉承载力计算公式n根本计算公式与大偏心受压相似,仅轴力的符号不同。根本计算公式与大偏心受压相似,仅轴力的符号不同。时,时,为大偏心受拉为大偏心受拉。采用采用对称配筋时,对称配筋时,计算公式与大偏心受压相似,仅轴力的有关计算公式与大偏心受压相似,仅轴力的有关项需变号。项需变号。6.896.89书上正书上正负号有误负号有误式式6.896.89可知,为保证截面有受压区,即要求可知,为保证截面有受压区,即要求可得竖向分布钢筋面积同时应符合下式:可得竖向分布钢筋面积同时应符合下式:0,2小偏心受拉承载力计算公式小偏心受拉承载力计算公式 墙肢在弯矩和轴向拉力作用下,当墙肢在弯矩和轴向拉力作用下,当 时,为时,为小偏心受拉。或大偏心受拉而混凝土受压区很小小偏心受拉。或大偏心受拉而混凝土受压区很小 时,时,按全截面受拉假定计算配筋。采用对称配筋时,用近似公式校按全截面受拉假定计算配筋。采用对称配筋时,用近似公式校核承载力。核承载力。抗震设计时,承载力计算公式右端均抗震设计时,承载力计算公式右端均应除以应除以 ,取,取 =0.85=0.85。6.8.2.4 6.8.2.4 斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算1 1斜截面剪切破坏形态斜截面剪切破坏形态 1 1剪拉破坏:属脆性破坏,应防止剪拉破坏:属脆性破坏,应防止 2 2斜压破坏:限制截面的剪压比斜压破坏:限制截面的剪压比 3 3剪压破坏:最常见的墙肢剪切破坏形态,剪压破坏:最常见的墙肢剪切破坏形态,2 2剪力设计值调整剪力设计值调整 抗震设计时,为加强剪力墙底部加强部位的抗剪能抗震设计时,为加强剪力墙底部加强部位的抗剪能力,防止过早出现剪切破坏,力,防止过早出现剪切破坏,“强剪弱弯的原那么,强剪弱弯的原那么,剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值,一、二、剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值,一、二、三级抗震等级时应按下式三级抗震等级时应按下式6.92a6.92a调整,调整,9 9度一级剪度一级剪力墙应按式力墙应按式6.92b6.92b调整;二、三级的其他部位及调整;二、三级的其他部位及四级时可不调整。四级时可不调整。6.92a6.92a6.92b6.92b式中式中 底部加强部位剪力墙截面剪力设计值;底部加强部位剪力墙截面剪力设计值;底部加强部位剪力墙截面考虑地震作用组合的的底部加强部位剪力墙截面考虑地震作用组合的的 剪力计算值;剪力计算值;剪力墙正截面抗震受弯承载力,应考虑承载力抗剪力墙正截面抗震受弯承载力,应考虑承载力抗 震调整系数震调整系数 、采用实配纵筋面积、材料强度、采用实配纵筋面积、材料强度 标准值和组合的轴向力设计值计算,有翼墙时应标准值和组合的轴向力设计值计算,有翼墙时应 计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋;计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋;底部加强部位剪力墙底截面弯矩的组合设计值;底部加强部位剪力墙底截面弯矩的组合设计值;剪力增大系数,一级取剪力增大系数,一级取1.61.6,二级取,二级取1.41.4,三级取,三级取 1.21.2。3 3偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力计算偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力计算n剪跨比不大于剪跨比不大于1.51.5的墙肢:的墙肢:以剪切变形为主,在腹部出现以剪切变形为主,在腹部出现腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝。n剪跨比大于剪跨比大于1.51.5的墙肢:的墙肢:出现弯剪斜裂缝。出现弯剪斜裂缝。n偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力应按以下公式进行计算:偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力应按以下公式进行计算:n 持久、短暂设计状况:持久、短暂设计状况:地震设计状况:地震设计状况:6.936.936.946.94式中式中 剪力墙截面轴向压力设计值,当剪力墙截面轴向压力设计值,当N 时,应时,应 取取N=;剪力墙截面面积;剪力墙截面面积;TT形或形或I I形截面剪力墙腹板面积,矩形截面时应取形截面剪力墙腹板面积,矩形截面时应取A A;计算截面的剪跨比。当计算截面的剪跨比。当 1.51.5时应取时应取1.51.5,2.22.2 时应取时应取2.22.2;当计算截面与墙底之间的距离小于;当计算截面与墙底之间的距离小于 时,应按距墙底时,应按距墙底 处的弯矩值与剪力值计算;处的弯矩值与剪力值计算;S S 剪力墙水平分布钢筋间距;剪力墙水平分布钢筋间距;、-分别为墙肢截面腹板厚度和有效高度;分别为墙肢截面腹板厚度和有效高度;-配置在同一水平面内水平分布钢筋的全部截面面配置在同一水平面内水平分布钢筋的全部截面面 积;积;-横向分布钢筋抗拉强度设计值。横向分布钢筋抗拉强度设计值。4 4偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算 持久、短暂设计状况持久、短暂设计状况:上式右端的上式右端的计算算值小于小于时,取等于,取等于 地震设计状况地震设计状况:上式右端方括号内的计算值小于上式右端方括号内的计算值小于时,取等于时,取等于。6.8.2.5 6.8.2.5 施工缝的抗滑移验算施工缝的抗滑移验算n按一级抗震等级设计的剪力墙,要防止水平施工缝处发生滑按一级抗震等级设计的剪力墙,要防止水平施工缝处发生滑移。要验算水平施工缝的竖向钢筋是否足以抵抗水平剪力,移。要验算水平施工缝的竖向钢筋是否足以抵抗水平剪力,已配置的端部和分布竖向钢筋不够时,可设置附加插筋,附已配置的端部和分布竖向钢筋不够时,可设置附加插筋,附加插筋在上、下层剪力墙中都要有足够的锚固长度。加插筋在上、下层剪力墙中都要有足够的锚固长度。n水平施工缝处抗滑移能力宜符合以下要求:水平施工缝处抗滑移能力宜符合以下要求:式中式中 剪力墙水平施工缝处剪力设计值;剪力墙水平施工缝处剪力设计值;水平施工缝处剪力墙腹板内竖向分布钢筋和边缘构件中的 竖向钢筋总面积不包括两侧翼墙,以及在墙体中有足 够锚固长度的附加竖向插筋面积;水平施工缝处考虑地震作用组合的轴向力设计值,压力取水平施工缝处考虑地震作用组合的轴向力设计值,压力取 正值,拉力取负值正值,拉力取负值6.8.3 6.8.3 墙肢轴压比限制及边缘构件配筋要求墙肢轴压比限制及边缘构件配筋要求 6.8.3.1 6.8.3.1 轴压比限制轴压比限制n 轴压比是影响剪力墙延性的重要因素,相同条件下的剪力墙,轴压比是影响剪力墙延性的重要因素,相同条件下的剪力墙,轴压比越大延性越差。轴压比越大延性越差。n各种结构类型一、二、三级抗震等级剪力墙,其各种结构类型一、二、三级抗震等级剪力墙,其重力荷载代表重力荷载代表值值作用下墙肢的轴压比不宜超过表作用下墙肢的轴压比不宜超过表6.136.13的限值。的限值。轴压比轴压比 一级(一级(9度)度)一级(一级(6、7、8度)度)二、三级二、三级 0.4 0.5 0.6表表6.13 6.13 剪力墙轴压比限值剪力墙轴压比限值注:墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴向压力设计值与墙肢的全截面面积和注:墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴向压力设计值与墙肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。n采用重力荷载代表值作用下的轴力设计值不考虑地震作用采用重力荷载代表值作用下的轴力设计值不考虑地震作用组合,但需乘以重力荷载分项系数组合,但需乘以重力荷载分项系数1.21.2后最大轴力设计值来后最大轴力设计值来计算剪力墙的名义轴压比。计算剪力墙的名义轴压比。n应当说明的是,截面受压区高度不仅与轴压力有关,而且与应当说明的是,截面受压区高度不仅与轴压力有关,而且与截面形状有关,在相同的轴压力作用下,带翼缘的剪力墙受截面形状有关,在相同的轴压力作用下,带翼缘的剪力墙受压区高度较小,延性相对要好些,一字形的矩形截面最为不压区高度较小,延性相对要好些,一字形的矩形截面最为不利。在设计时,对一字形的矩形截面剪力墙的墙肢或墙段利。在设计时,对一字形的矩形截面剪力墙的墙肢或墙段应根据实际情况从严控制其轴压比。应根据实际情况从严控制其轴压比。边缘构件:指墙肢端部的暗柱、端柱和翼墙边缘构件:指墙肢端部的暗柱、端柱和翼墙 设置边缘构件的目的:剪力墙截面两端设置边缘构件,是为了设置边缘构件的目的:剪力墙截面两端设置边缘构件,是为了 提高墙肢端部混凝土极限压应变,改善剪提高墙肢端部混凝土极限压应变,改善剪力墙的延力墙的延 性。性。边缘构件分两类边缘构件分两类:约束边缘构件,构造边缘构件约束边缘构件,构造边缘构件 1 1约束边缘构件:指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙,其箍约束边缘构件:指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙,其箍 筋较多,对混凝土的约束较强,因而混凝土有比较大的变筋较多,对混凝土的约束较强,因而混凝土有比较大的变 形能力;形能力;2 2构造边缘构件:箍筋较少,对混凝土的约束程度较差。构造边缘构件:箍筋较少,对混凝土的约束程度较差。6.8.3.2 6.8.3.2 边缘构件边缘构件抗震等级(设防烈度)抗震等级(设防烈度)一级(一级(9度)度)一级(一级(6、7、8度)度)二、三级二、三级 轴压比轴压比 0.1 0.2 0.3表表6.14 6.14 剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比?高规高规?JGJ3-2021JGJ3-2021条规定:剪力墙两端及洞口两侧应设置条规定:剪力墙两端及洞口两侧应设置边缘构件,并应符合以下规定:边缘构件,并应符合以下规定:1 1一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比大于表一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比大于表6.146.14的规定值时,以及局部框支剪力墙结构的剪力墙,应在底部加的规定值时,以及局部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,当小于表强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件,当小于表6.146.14规定规定时,应设置构造边缘构件。时,应设置构造边缘构件。2 2B B级高度高层建筑的剪力墙,宜在约束边缘构件层与构造边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缘构件层之间设置1 12 2层过渡层,过渡层边缘构件的箍筋配置要层过渡层,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。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。构造边缘构件适用于:构造边缘构件适用于:1一、二、三级剪力墙约束边缘构件以上的部位,一、二、三级剪力墙约束边缘构件以上的部位,2)轴压比不大轴压比不大(小于表小于表6.14规定的一、二、三级剪规定的一、二、三级剪力墙,力墙,3)三、四级剪力墙和非抗震设计的剪力墙。三、四级剪力墙和非抗震设计的剪力墙。6.8.3.3 6.8.3.3 约束边缘构件设计约束边缘构件设计n 剪力墙约束边缘构件剪力墙约束边缘构件可分为:可分为:暗柱、端柱、翼墙和转角墙四暗柱、端柱、翼墙和转角墙四种形式,种形式,如图如图6.47 6.47 暗柱暗柱 翼墙翼墙 端柱端柱 转角墙转角墙n剪力墙约束边缘构件设计应符合以下要求:剪力墙约束边缘构件设计应符合以下要求:n 1 1约束边缘构件沿墙肢的长度、配箍特征值、箍筋、和约束边缘构件沿墙肢的长度、配箍特征值、箍筋、和纵纵n向钢筋宜符合表向钢筋宜符合表6.156.15的要求。的要求。约束边缘构件的主要措施:约束边缘构件的主要措施:是加大边缘构件的长度及体积配箍率。实际上,约束边缘是加大边缘构件的长度及体积配箍率。实际上,约束边缘构件配箍特征值的大小应与剪力墙轴压比水平有关,为到达同构件配箍特征值的大小应与剪力墙轴压比水平有关,为到达同样大的延性,轴压比大的墙肢,所需的长度和配箍特征值也大。样大的延性,轴压比大的墙肢,所需的长度和配箍特征值也大。书中有误书中有误式中式中 箍筋体积配箍率。可计入箍筋、拉筋以及符合构造箍筋体积配箍率。可计入箍筋、拉筋以及符合构造要求的水平分布钢筋,计入的水平分布钢筋的体积配要求的水平分布钢筋,计入的水平分布钢筋的体积配箍率不应大于总体积配箍率的箍率不应大于总体积配箍率的30%30%;约束边缘构件配箍特征值;约束边缘构件配箍特征值;混凝土轴心抗压强度设计值;混凝土轴心抗压强度设计值;混凝土强度等级低于混凝土强度等级低于C35C35时,应取时,应取C35C35的混凝土轴心抗压强度设计值;的混凝土轴心抗压强度设计值;箍筋、拉筋或水平分布钢筋的抗拉强度设计值。箍筋、拉筋或水平分布钢筋的抗拉强度设计值。项目目 一一级(9度)度)一一级(6、7、8度)度)二、三二、三级 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4(暗柱)(暗柱)0.20hw0.25hw0.15hw0.20hw0.15hw0.20hw(翼(翼墙或端柱)或端柱)0.15hw0.20hw0.10hw0.15hw0.10hw0.15hw0.120.200.120.200.120.20纵向向钢筋(取筋(取较大大值)0.012Ac,8160.012Ac,8160.010Ac,616(三(三级614)箍筋和拉筋沿箍筋和拉筋沿竖向向间距距100mm100mm150mm表表6.15 6.15 抗震墙的约束边缘构件的范围及配筋要求抗震墙的约束边缘构件的范围及配筋要求 抗规抗规6868页页注:注:1 为墙肢在重力荷载代表值作用下的轴压比,为墙肢在重力荷载代表值作用下的轴压比,为墙肢的长度为墙肢的长度 2 抗震墙的翼墙长度小于其厚度抗震墙的翼墙长度小于其厚度3倍或端柱截面边长小倍或端柱截面边长小于墙厚的于墙厚的2倍时,按无翼墙、无端柱查表。倍时,按无翼墙、无端柱查表。3)lc为约束边缘构件沿墙肢方向的长度,且不小于墙厚和为约束边缘构件沿墙肢方向的长度,且不小于墙厚和400mm;有翼墙或端柱时不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢;有翼墙或端柱时不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加方向截面高度加300mm;n 特别强调的是,本条特别强调的是,本条“符合构造要求的水平分布钢筋,一符合构造要求的水平分布钢筋,一般指水平分布钢筋伸入约束边缘构件,在墙端有般指水平分布钢筋伸入约束边缘构件,在墙端有900900弯折后延弯折后延伸到另一排分布钢筋并勾住其纵向钢筋,内外排水平分布钢伸到另一排分布钢筋并勾住其纵向钢筋,内外排水平分布钢筋之间设置足够的拉筋,从而形成复合箍,可以起到有效约筋之间设置足够的拉筋,从而形成复合箍,可以起到有效约束混凝土的作用。束混凝土的作用。n2 2剪力墙约束边缘构件阴影局部剪力墙约束边缘构件阴影局部(图图6.47)6.47)的竖向钢筋除应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、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二、三级时分别不应小于1.2%1.2%、1.0%1.0%和和1.0%1.0%,并分别不应小,并分别不应小于于 、和和 的钢筋的钢筋 表示钢筋直径。表示钢筋直径。n3 3约束边缘构件内箍筋或拉筋沿竖向的间距,一级不宜大约束边缘构件内箍筋或拉筋沿竖向的间距,一级不宜大于于100mm100mm,二、三级不宜大于,二、三级不宜大于150mm150mm;箍筋、拉筋沿水平方向;箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于的肢距不宜大于300mm300mm,不应大于竖向钢筋间距的,不应大于竖向钢筋间距的2 2倍。倍。6.8.3.4 6.8.3.4 构造边缘构件设计构造边缘构件设计?高层建树混凝土结构技术规程高层建树混凝土结构技术规程?JGJ3-2021条规定剪力条规定剪力墙构造边缘构件的范围宜按图墙构造边缘构件的范围宜按图6.481的阴影局部采用,其的阴影局部采用,其最小配筋应满足表最小配筋应满足表6.16的规定,并应符合以下规定:的规定,并应符合以下规定:1竖向配筋应满足正截面受压受拉承载力的要求;竖向配筋应满足正截面受压受拉承载力的要求;2当端柱承受集中荷载时,其竖向钢筋、箍筋直径和间距当端柱承受集中荷载时,其竖向钢筋、箍筋直径和间距应满足框架柱的相应要求;应满足框架柱的相应要求;3箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm,不应大于,不应大于竖向钢筋间距的竖向钢筋间距的2倍。倍。4抗震设计时,对于连体结构、错层结构及抗震设计时,对于连体结构、错层结构及B级高度建筑结构级高度建筑结构中的剪力墙结构中的剪力墙筒体,其构造边缘构件的最小中的剪力墙结构中的剪力墙筒体,其构造边缘构件的最小配筋应符合以下要求:配筋应符合以下要求:竖向钢筋最小量应将比表竖向钢筋最小量应将比表6.16中的数值提高中的数值提高0.001 Ac采用;采用;箍筋的配筋范围宜取图箍筋的配筋范围宜取图6.48中阴影局部,其配箍特征值中阴影局部,其配箍特征值 不不宜小于宜小于0.1。5非抗震设计的剪力墙,墙肢端部应配置不少于非抗震设计的剪力墙,墙肢端部应配置不少于4 12的纵向的纵向钢筋,箍筋直径不应小于钢筋,箍筋直径不应小于6mm、间距不宜大于、间距不宜大于250mm。墙肢构造边缘构件的构造配筋要求墙肢构造边缘构件的构造配筋要求 注:注:Ac为构造边缘构件的截面面积,即图为构造边缘构件的截面面积,即图6.48剪力墙截面的阴影局部;剪力墙截面的阴影局部;符号符号 表示钢筋直径;表示钢筋直径;其他部位的转角处宜采用箍筋。其他部位的转角处宜采用箍筋。表表6.166.160.008Ac 0.006Ac 0.005Ac 0.004Ac n多层建筑,剪力墙构造边缘构件的范围可按照多层建筑,剪力墙构造边缘构件的范围可按照?建筑抗震设建筑抗震设计标准条和计标准条和?混凝土结构设计标准条规定确定,如图混凝土结构设计标准条规定确定,如图6.496.49所所示。示。6.8.4 6.8.4 剪力墙截面构造要求剪力墙截面构造要求6.8.4.1 6.8.4.1 混凝土强度等级混凝土强度等级为了保证剪力墙的承载能力和变形能力,剪力墙混凝土的强度为了保证剪力墙的承载能力和变形能力,剪力墙混凝土的强度等级不宜太低。等级不宜太低。剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C20C20;带有筒体和短肢剪;带有筒体和短肢剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25C25。6.8.4.2 6.8.4.2 剪力墙截面尺寸剪力墙截面尺寸剪力墙的截面尺寸,除应满足剪力墙的截面尺寸,除应满足?高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程?附录附录D D墙体稳定验算要求并应满足剪力墙截面最小墙厚的规定墙体稳定验算要求并应满足剪力墙截面最小墙厚的规定外,尚应满足剪力墙受剪截面限制条件、剪力墙正截面受压外,尚应满足剪力墙受剪截面限制条件、剪力墙正截面受压承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。承载力要求以及剪力墙轴压比限值要求。为保证剪力墙在轴力和侧向力作用下出平面的刚度和稳定性能为保证剪力墙在轴力和侧向力作用下出平面的刚度和稳定性能以及混凝土的浇灌质量,也是高层建筑剪力墙截面厚度的最以及混凝土的浇灌质量,也是高层建筑剪力墙截面厚度的最低要求。低要求。?高层建筑混凝土结构技术规程条规定:高层建筑混凝土结构技术规程条规定:1应符合应符合?高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程?附录附录D墙体稳定验墙体稳定验算要求。算要求。2一、二级剪力墙:底部加强部位不应小于一、二级剪力墙:底部加强部位不应小于200mm,其他部,其他部位不应小于位不应小于160mm;一字形独立剪力墙底部加强部位不应小;一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于于220mm,其他部位不应小于,其他部位不应小于180mm。3三、四级剪力墙:不应小于三、四级剪力墙:不应小于160mm,一字形独立剪力墙的,一字形独立剪力墙的底部加强部位上不应小于底部加强部位上不应小于180mm。4非抗震设计时不应小于非抗震设计时不应小于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,但不宜小于当减小,但不宜小于160mm。因为一般剪力墙井筒内分隔空。因为一般剪力墙井筒内分隔空间的墙数量多而长度不大,两端嵌固好,为了减轻结构自重,间的墙数量多而长度不大,两端嵌固好,为了减轻结构自重,增加筒内使用面积,其墙厚可减小。增加筒内使用面积,其墙厚可减小。?建筑抗震设计标准条规定剪力墙截面最小厚度不小于表建筑抗震设计标准条规定剪力墙截面最小厚度不小于表6.17中中的较大值。的较大值。与高规矛盾与高规矛盾表表6.17 6.17 剪力墙截面最小厚度剪力墙截面最小厚度抗震等抗震等级剪力剪力墙部位部位最小厚度(二者之中最小厚度(二者之中较大者)大者)有端柱或有翼有端柱或有翼墙无端柱或无翼无端柱或无翼墙一、二一、二级底部加底部加强强部位部位H/16200mmH/12220mm其他部位其他部位H/20160mmH/16180mm三、四三、四级底部加底部加强强部位部位H/20160mmH/16180mm其他部位其他部位H/25140mmH/20160mm非抗震非抗震H/25160mmH/25160mm 注:表内符号注:表内符号H H为层高或无支长度。为层高或无支长度。无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向支承墙的长度。当墙平面无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向支承墙的长度。当墙平面外有与其相交的剪力墙时,可视为剪力墙的支承,有利于保证剪力墙出平面的外有与其相交的剪力墙时,可视为剪力墙的支承,有利于保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。两端无翼墙和端柱的一字形剪力墙,只能按层高计算墙厚,刚度和稳定性能。两端无翼墙和端柱的一字形剪力墙,只能按层高计算墙厚,最小墙厚也要加大。最小墙厚也要加大。特别指出,高层建筑剪力墙截面最小厚度应按特别指出,高层建筑剪力墙截面最小厚度应按?高层建筑混凝土结构技术高层建筑混凝土结构技术规程条规定或规程条规定或?建筑抗震设计标准条规定进行初选,然后按照建筑抗震设计标准条规定进行初选,然后按照?高层建筑混凝土高层建筑混凝土结构技术规程结构技术规程?附录附录D D进行墙体稳定验算。进行墙体稳定验算。6 6剪力墙的截面限制条件剪力墙的截面限制条件 剪力墙截面的剪压比超过一定值时,会在早期出现斜裂缝,剪力墙截面的剪压比超过一定值时,会在早期出现斜裂缝,抗剪钢筋不能充分发挥作用,即使配置很多的抗剪钢筋,墙抗剪钢筋不能充分发挥作用,即使配置很多的抗剪钢筋,墙肢混凝土也会过早发生斜压破坏。为了防止这种破坏,应限肢混凝土也会过早发生斜压破坏。为了防止这种破坏,应限制剪力墙截面的剪压比。即剪力墙截面平均剪应力值与混凝制剪力墙截面的剪压比。即剪力墙截面平均剪应力值与混凝土轴心抗压强度的比值。土轴心抗压强度的比值。剪力墙墙肢截面剪力设计值应符合以下要求:剪力墙墙肢截面剪力设计值应符合以下要求:n 持久、短暂设计状况持久、短暂设计状况:n地震设计状况:地震设计状况:剪跨比大于剪跨比大于2.52.5时时 剪跨比剪跨比 不大于不大于2.52.5时 剪力墙分布钢筋剪力墙分布钢筋1 1剪力墙分布钢筋的配筋方式剪力墙分布钢筋的配筋方式高层建筑剪力墙厚度大,为防止混凝土外表出现收缩裂缝,同高层建筑剪力墙厚度大,为防止混凝土外表出现收缩裂缝,同时使剪力墙具有一定的出平面抗弯能力,剪力墙不应采用采时使剪力墙具有一定的出平面抗弯能力,剪力墙不应采用采用单排配筋,当剪力墙厚度超过用单排配筋,当剪力墙厚度超过400mm400mm时,如仅用双排配筋,时,如仅用双排配筋,形成中间大面积的素混凝土,会使剪力墙截面应力分布不均形成中间大面积的素混凝土,会使剪力墙截面应力分布不均匀,宜采用三排或四排配筋方案,受力钢筋可均匀分布成数匀,宜采用三排或四排配筋方案,受力钢筋可均匀分布成数排,或靠墙面的配筋略大。表排,或靠墙面的配筋略大。表6.186.18给出了宜采用的分布钢筋给出了宜采用的分布钢筋配筋方式。配筋方式。400mm 截面厚度截面厚度配筋方式配筋方式 截面厚度截面厚度配筋方式配筋方式 400mm 双排配筋双排配筋 700mm 四排配筋四排配筋 700mm 三排配筋三排配筋表表6.18 6.18 宜采用的分布钢筋配筋方式宜采用的分布钢筋配筋方式n 各排分布钢筋之间的各排分布钢筋之间的拉筋间距不应大于拉筋间距不应大于600mm600mm,直径不应小于直径不应小于6mm6mm。2 2剪力墙分布钢筋最小配筋率剪力墙分布钢筋最小配筋率 n 为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即到达极限抗弯承载力,同时为为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即到达极限抗弯承载力,同时为防止斜裂缝出现后发生脆性的剪拉破坏,标准规定了竖向分布钢筋和水平分布防止斜裂缝出现后发生脆性的剪拉破坏,标准规定了竖向分布钢筋和水平分布钢筋的最小配筋百分率。钢筋的最小配筋百分率。n 剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级抗震设计时均不应剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级抗震设计时均不应小于小于0.25%0.25%,四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于,四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于0.20%0.20%;n 剪力墙竖向和水平分布钢筋间距均不宜大于剪力墙竖向和水平分布钢筋间距均不宜大于300mm300mm,分布钢筋直径均不应,分布钢筋直径均不应小于小于8mm8mm;竖向和钢筋直径不宜小于;竖向和钢筋直径不宜小于10mm10mm抗规抗规6767页页n 为了保证分布钢筋具有可靠的混凝土握裹力,剪力墙竖向、水平分布钢筋为了保证分布钢筋具有可靠的混凝土握裹力,剪力墙竖向、水平分布钢筋的直径不宜大于墙肢截面厚度的的直径不宜大于墙肢截面厚度的1/101/10,如果要求的分布钢筋直径过大,那么应,如果要求的分布钢筋直径过大,那么应加大墙肢截面厚度。加大墙肢截面厚度。n 房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间的房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间的纵向剪力墙、端山墙以及端山墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于纵向剪力墙、端山墙以及端山墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.25%0.25%,间距均不应大于,间距均不应大于200mm200mm。因为这些部位温度应力较大,应适当增大其分。因为这些部位温度应力较大,应适当增大其分布钢筋配筋量,以抵抗温度应力的不利影响。布钢筋配筋量,以抵抗温度应力的不利影响。6.8.4.4 6.8.4.4 钢筋锚固和连接要求钢筋锚固和连接要求1 1非抗震设计时,剪力墙纵向钢筋最小锚固长度应取非抗震设计时,剪力墙纵向钢筋最小锚固长度应取 ;抗震设计时,剪力墙纵向钢筋最小锚固长度应取抗震设计时,剪力墙纵向钢筋最小锚固长度应取 。2 2剪力墙竖向及水平分布钢筋的搭接连接,一、二级抗震等剪力墙竖向及水平分布钢筋的搭接连接,一、二级抗震等级剪力墙的加强部位,接头位置应错开,每次连接的钢筋数级剪力墙的加强部位,接头位置应错开,每次连接的钢筋数量不宜超过总数量的量不宜超过总数量的50%50%,错开净距不宜小于,错开净距不宜小于500mm500mm,如图,如图6.506.50;其他情况剪力墙的钢筋可在同一位置连。非抗震设计;其他情况剪力墙的钢筋可在同一位置连。非抗震设计时,分布钢筋的搭接长度不应小于时,分布钢筋的搭接长度不应小于1.2 1.2 ;抗震设计时,不应;抗震设计时,不应小于小于1.2 1.2 ;3 3暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框架柱相同。暗柱及端柱内纵向钢筋连接和锚固要求宜与框架柱相同。【例【例6.4】有一矩形截面剪力墙,总高有一矩形截面剪力墙,总高H=50m,bw=250mm,hw=6000mm,抗震等级为一级,抗震等级为一级(7度度),纵筋,纵筋HRB400级,级,fy=360N/mm2,箍筋,箍筋HRB400级,级,fy=360N/mm2,C30混凝土,混凝土,fc=14.3 N/mm2,ft=1.43 N/mm2,b=0.518,竖向分布钢筋为双排,竖向分布钢筋为双排 10200mm,墙,墙肢底部加强部位的截面作用有考虑地震作用组合的弯矩设计肢底部加强部位的截面作用有考虑地震作用组合的弯矩设计值值M=18000kNm,轴向力设计值,轴向力设计值N=3200 kN。重力荷载代。重力荷载代表值作用下墙肢轴向压力设计值表值作用下墙肢轴向压力设计值N=5000 kN。要求:。要求:1验算轴压比;验算轴压比;2确定纵向钢筋对称配筋。确定纵向钢筋对称配筋。【解】【解】1验算轴压比验算轴压比 查表查表6.13得剪力墙轴压比限值为得剪力墙轴压比限值为0.5;0.20.5 应设置约束边缘构件。应设置约束边缘构件。2确定纵向钢筋确定纵向钢筋根据表根据表6.15可得墙肢约束边缘构件沿墙肢方向的长度可得墙肢约束边缘构件沿墙肢方向的长度 根据图根据图6.43纵向钢筋配筋范围沿墙肢方向的长度为:纵向钢筋配筋范围沿墙肢方向的长度为:=450mm纵向受力钢筋合力点到近边缘的距离纵向受力钢筋合力点到近边缘的距离 剪力墙截面有效高度剪力墙截面有效高度剪力墙竖向分布钢筋配筋率剪力墙竖向分布钢筋配筋率竖向分布钢筋面积竖向分布钢筋面积 假定假定,为大偏压。由式,为大偏压。由式6.806.80得得 且且 原假定符合。原假定符合。由公式由公式6.78b)6.78b)得得 由公式由公式6.78a)6.78a)得得mm2纵向钢筋的最小截面面积纵向钢筋的最小截面面积 并不小于并不小于16取取20n【例【例6.56.5】根本情况同上例,距墙底根本情况同上例,距墙底 处的内力设计值:处的内力设计值:弯矩弯矩M=162500kNmM=162500kNm,剪力,剪力V=2400 kNV=2400 kN,轴力,轴力N=3000 kNN=3000 kN。要求:要求:1 1验算剪压比;验算剪压比;2 2根据受剪承载力的要求确定根据受剪承载力的要求确定水平分布钢筋。水平分布钢筋。【解】【解】1 1确定剪确定剪压比比 剪跨比剪跨比 调整剪力整剪力设计值 kN因因,应用公式用公式6.99c)6.99c)验算剪算剪压比比 不不满足要求足要求2确定水平分布钢筋确定水平分布钢筋因因1.51.5取取,取,取kNN=3000 kN取取N=3000 kN应用公式应用公式6.946.94得,得,解得解得 采用双排采用双排钢筋筋10 取取体积配箍率为:体积配箍率为:=450mm 箍筋的配筋范围沿墙肢方向的长度为:箍筋的配筋范围沿墙肢方向的长度为:约束边缘构件端部约束边缘构件端部450mm长度内的配箍特征值长度内的配箍特征值体积配箍率为体积配箍率为 满足要求满足要求 6.8.5 6.8.5 连梁截面设计及构造要求连梁截面设计及构造要求6.8.5.1 6.8.5.1 连梁内力设计值连梁内力设计值按照剪力墙按照剪力墙“强墙弱粱要求,连粱应先于墙肢形成塑性铰,强墙弱粱要求,连粱应先于墙肢形成塑性铰,同时连粱应当同时连粱应当“强剪弱弯强剪弱弯,防止剪切破坏。防止剪切破坏。1 1弯矩设计值弯矩设计值 降低连梁弯矩,可以使连梁抗弯承载力降低,从而使连梁降低连梁弯矩,可以使连梁抗弯承载力降低,从而使连梁较早出现塑性铰,又降低了梁中的平均剪应力,可以改善其较早出现塑性铰,又降低了梁中的平均剪应力,可以改善其延性。降低连梁弯矩的方法有两个:延性。降低连梁弯矩的方法有两个:连梁刚度可予以折减,使连梁的弯矩、剪力减小。设防烈连梁刚度可予以折减,使连梁的弯矩、剪力减小。设防烈度为度为6 6、7 7度时,折减系数不小于度时,折减系数不小于0.70.7;8 8、9 9度时,不小于度时,不小于0.50.5。折减系数不宜小于折减系数不宜小于0.50.5,以保证连梁有足够的承受竖向荷载,以保证连梁有足够的承受竖向荷载的能力。的能力。弯矩塑性调幅:按调幅以后弯矩塑性调幅:按调幅以后的弯矩设计连梁配筋。一般是的弯矩设计连梁配筋。一般是将中部弯矩最大的一些连梁的将中部弯矩最大的一些连梁的弯矩调小,调幅后的弯矩不小弯矩调小,调幅后的弯矩不小于调幅前弯矩完全弹性的于调幅前弯矩完全弹性的0.80.8倍倍6 6、7 7度和度和0.50.5倍倍8 8、9 9度。中部连梁的弯矩设计值度。中部连梁的弯矩设计值降低以后,其余部位的连梁和降低以后,其余部位的连梁和墙肢弯矩设计值应相应的提高,墙肢弯矩设计值应相应的提高,如图如图6.506.50所示,以维持静力平所示,以维持静力平衡。衡。2 2剪力设计值剪力设计值n要使连梁具有延性,还要按照要使连梁具有延性,还要按照“强剪弱弯的构件设计要求,强剪弱弯的构件设计要求,使连梁的剪力设计值不小于连梁的抗弯极限状态相应的剪力,使连梁的剪力设计值不小于连梁的抗弯极限状态相应的剪力,即连梁两端截面的剪力设计值应按以下规定计算。即连梁两端截面的剪力设计值应按以下规定计算。n非抗震设计以及四级
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