第11章剪力墙截面设计方案与构造

1、第11章剪力墙截面设计与构造 1. 剪力墙与钢筋混凝上压弯构件相比有何特点？在剪力墙内，各种钢筋的作用如何？需要进行哪些 计算与验算？ 答：墙体承受轴力，弯矩和剪力的共同作用，它应当符合钢筋混凝上压弯构件的基本规律。但与柱 子相比，它的截而往往薄而长（受力方向截而高宽比远大于4）,沿截而长方向要布置许多分布钢筋，同 时，截而剪力大，抗剪问题较为突岀。这使剪力墙和柱截而的配筋汁算和配筋构造都略有不同。 在剪力墙内，由竖向分布筋和受力纵筋抗弯、水平钢筋抗剪，需要进行正截面抗弯承载能力和斜截 而抗剪承载能力计算，必要时，还要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。剪力墙必须依赖各层楼板作为支 撑，保持平面外稳圧

2、。在楼层之间也要保持局部稳泄，必要时还应进行平而外的稳左验算。 2. 如何判别剪力墙的大、小偏心受压？ 答：与偏心受压柱类似，在极限状态下，当剪力墙的相对受压区高度g 5Z W红时，为大偏心 受压破坏；仁时为小偏心受压破坏。 3. 剪力墙按大偏心受压进行强度计算时，应满足哪两个条件？ 答：剪力墙按大偏心受压进行强度计算时，应满足的两个条件： （1）必须验算是否满足若不满足，则应按小偏压计算配筋。 （2）无论在哪种情况下,均应符合x2a的条件，否则按x = 2/进行计算。 4. 剪力墙大、小偏心受压破坏的特点与假定如何？ 答：大偏压破坏时，远离中和轴的受拉、受压钢筋都可以达到流限压区混凝上达到极

3、限强度u 但是靠近中和轴处的竖向分布筋不能达到流限。按照平截面假左，未达流限的范羽可以由讣算确 泄。但为了简化计算，在剪力墙正截而计算时，假左只在l5x范围（x为受压区高度）以外的受拉竖向 分布筋达到流限并参加受力。在1.5x范围内的钢筋未达流限或受压，均不参与受力计算。 与小偏压柱相同，剪力墙截而小偏压破坏时，截而上大部分受压或全部受压。在压应力较大的一 侧，混凝上达到极限抗压强度而丧失承载能力，端部钢筋及分布钢筋均达到抗压屈服强度，但计算中不 考虑分布压筋的作用。在受拉区分布钢筋应力较小，因而受拉区分布钢筋的作用也不考虑。这样，剪力 墙截面极限状态的应力分布与小偏压柱完全相同，配筋计算方法

4、也完全相同。 5. 如何判别剪力墙的大、小偏心受拉？它们各有何受力特点？设计思路如何？ 答：剪力墙在弯矩M和轴向拉力N作用下，当拉力较大，使偏心矩e0=M/N h/2-a,即为大偏心受拉。 在小偏心受拉情况下，整个截而处在拉应力状态下，混凝上由于抗拉性能很差将开裂贯通整个截 而，所有拉力分别由墙肢腹部竖向分布钢筋和端部钢筋承担。因此，剪力墙一般不可能也不允许发生小 偏心受拉破坏。 在大偏心受拉情况下，截而上大部分受拉，仍有小部分受压。与大偏压一样，假左1.5a-范用以外的 受拉分布钢筋都参加工作并达到屈服，同时忽略受压竖向分布钢筋的作用。 6. 剪力墙斜截而受剪破坏主要有哪三种破坏形态？在剪力

5、墙设汁中，分别如何处理? 答：剪力墙斜截而受剪破坏主要有三种破坏形态一剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。其中剪拉破坏 和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性，设汁中应尽量避免。在剪力墙设计中，通过构造措施防止发生剪拉 和斜压破坏，通过计算确左墙中水平钢筋，防止其发生剪切破坏。具体地，是通过限制墙肢内分布钢筋 的最小配筋率防止发生剪拉破坏：通过限制截而剪压比避免斜压破坏。 7. 剪力墙斜截面承载力计算的主要目的是什么？ 答：设计中通常认为：竖向分布筋抵抗弯矩，而水平分布筋抵抗剪力。这样，剪力墙就由混凝上和 水平钢筋共同抗剪。所以斜截面承载力汁算的主要目的就是在已左截面尺寸和混凝上等级的情况下，计 算水平分布

6、筋的而积。 8. 为什么要对剪力墙截面的剪压比进行限制？ 答：实验表明，当剪力墙截而尺寸太小（通常指厚度太小），截而剪应力过高时，会在早期出现斜 裂缝，而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时，混凝上就在髙剪力及压力下被挤碎了，此时 配置更多的抗剪钢筋已亳无意义。为避免这种破坏，应当对截面的剪压比进行限制。 9. 剪力墙斜截面受剪破坏主要有哪几种破坏形态？设计中如何考虑这些破坏？ 答：剪力墙斜截而受剪破坏主要有三种破坏形态一剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。英中剪拉破坏 和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性，设汁中应尽量避免。在剪力墙设计中，通过构造措施防止发生剪拉 和斜压破坏，通过计算确左墙中水平

7、钢筋，防止其发生剪切破坏。具体地，是通过限制墙肢内分布钢筋 的最小配筋率防1匕发生剪拉破坏：通过限制截而剪压比避免斜压破坏：斜截而承载力汁算则是为了防止 剪压破坏。 10. 剪力墙腹板中存在着哪几种分布钢筋？各有何作用？它们各自所起作用的大小与哪些因素有 关？设计中是如何处理的？ 答：剪力墙腹板中存在竖向及水平分布钢筋，二者都可阻止斜裂缝展开，维持混凝上抗剪压的而 积，从而改善沿斜裂缝剪切破坏的脆性性质。它们各自所起作用的大小与剪跨比、斜裂缝倾斜度有关。 但是，设计中通常将二者的功能分开：竖向分布筋抵抗弯矩，而水平分布筋抵抗剪力。这样，墙肢就由 混凝上和水平钢筋共同抗剪。所以，斜截而承载力计算

8、就是在已沱截面尺寸和混凝上等级的情况下，计 算出水平分布筋的而积，从而起到防止剪压破坏的目的。 11. 为什么要对截而的剪压比进行限制？ 答：实验表明，当剪力墙截而尺寸太小（通常指厚度太小），截面剪应力过高时，会在早期岀现斜 裂缝，而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时，混凝上就在高剪力及压力下被挤碎了，此时 配置更多的抗剪钢筋已毫无意义。为避免这种破坏，应当对截面的剪压比进行限制。 12. 为何剪力墙中配置的水平和竖向分布钢筋必须大于或等于最小配筋百分率？ 答：当剪力墙中水平配筋过少时，斜裂缝一旦出现就会立即开展成一条主要斜裂缝，裂缝宽度加 大，剪压区迅速减小，使构件沿斜裂缝劈裂成两半

9、。这是脆性的斜拉型剪切破坏，设讣中应当避免。因 此，在墙肢中应当配宜一泄数量的水平钢筋，以限制斜裂缝开展和防止脆性破坏。同时，还要考虑由于 某种原因使墙肢产生裂缝时（如施工原因），剪力墙仍能抵抗温度应力并仍能承受设讣荷载。所以，水 平分布钢筋的最小配筋率不能小于规范的要求。 为了防止混凝丄墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力，配置的竖向分布钢筋也必须大于 或等于最小配筋百分率。考虑到竖向分布钢筋也可以限制斜裂缝的开展，减小竖向的温度收缩应力，所 以竖向分布筋的最小配筋率与水平钢筋的相同。 13. 小开口剪力墙在水平荷载下的内力与位移如何计算？ 答：小开口剪力墙在水平荷载下的内力与位移按如

10、下方法计算： （1）内力计算 整体小开口墙墙肢的正应力可以看作是由两部分弯曲应力组成，貝中一部分是作为整体悬臂墙作用 产生的正应力，另一部分是作为独立悬臂墙作用产生的应力。 墙肢剪力，底层按墙肢截而而积分配：其余各层墙肢剪力，可按材料力学公式计算截而而积和惯性 矩比例的平均值分配剪力。 连梁的剪力可由上、下墙肢的轴力差计算。 （2）顶点位移 考虑到开孔后刚度的削弱，应将整体墙的水平位移计算结果乘1.20。 14. 为何要限制剪力墙截面的剪压比不能太大？ 答：验表明，当剪力墙截而尺寸太小（通常指厚度太小），截而剪应力过高时，会在早期出现斜裂 缝，而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时，混凝

11、上就在髙剪力及压力下被挤碎了，此时配 置更多的抗剪钢筋已亳无意义。为避免这种破坏，应当对剪力墙截而的剪压比进行限制。 15. 整体墙在水平荷载下的内力与位移如何计算？ 答：房屋沿平而和沿髙度方向比较规整时，可将纵、横两个方向墙体分别按平而结构进行计算。 总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配，然后进行单片剪力墙的计算。 16. 剪力墙斜截而受剪破坏主要有几种破坏形态？设计中应如何避免这几种破坏形态的发生？ 答：与受弯构件相似，剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态一剪拉破坏、剪压破坏和斜压破 坏。其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性，设计中应尽疑避免。在剪力墙设计中，通过构造 措施防止

12、发生剪拉和斜压破坏，通过计算确定墙中水平钢筋，防止其发生剪切破坏。具体地，是通过限 制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏：通过限制截而剪压比避免斜压破坏：设il中进行的 斜截面承载力计算则是为了防止剪压破坏。 17. 为什么要在剪力墙的墙肢端部设巻边缘构件？ 答：实验表明，剪力墙在周期反复荷载作用下的塑性变形能力，与端部边缘构件（暗柱、端柱、翼 墙和转角墙）的范围有关，如设有暗柱的剪力墙比不设暗柱的墙体消耗地震能量增加23%左右。这是因 为在端部有明柱或暗柱的剪力墙，不仅可防止端部钢筋压屈并约朿混凝上，还可以阻止腹板内斜裂缝迅 速贯通：在腹板混凝上酥裂后，端柱仍可抗弯及抗剪，结构不至于

13、倒塌。因此，剪力墙墙肢端部应严格 按髙规要求设宜约束边缘构件或构造边缘构件，目的是通过约朿边缘构件为墙肢两端的混凝上提供 足够的约朿，以保证剪力墙肢底部塑性钱区的延性性能以及耗能能力。 18. 双肢墙在水平荷载下的内力与位移讣算的基本假左? 答：双肢墙在水平荷载下的内力与位移il算的基本假定如下： （1）连梁的反弯点在跨中，连梁的作用可以用沿髙度均匀分布的连续弹性薄片代替（连梁连续化假 定） （2）各墙肢的弯曲变形曲线相似，水平位移相等（即不考虑连梁的轴向变形） （3）连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形；墙肢还应考虑轴向变形的影响。 19. 什么是开洞剪力墙？为什么说如果经过合理设讣，开洞剪力墙的抗丧性能比悬臂墙好？请说明 “合理设计”有哪些要求？ 答：开洞剪力墙，是指分别按连梁及墙肢构件设计的开有较大洞口的剪力墙。 悬臂剪力墙是静定结构，只要有一个截面破坏，就会导致结构失效或倒塌：而开洞剪力墙则不然， 它是超静定结构，连梁及墙肢都可岀狡。如果做成强墙弱梁的剪力墙，将连梁设讣成延性的耗能构件， 则可大大改善剪力墙的延性。同时，如将塑性铁或破坏局限在连梁上，则震后便于修复。所以说，如果 经过合理设计，开洞剪力墙的抗震性能比悬臂