剪力墙截面设计和构造要求

1、两部分内容两部分内容墙肢墙肢设计设计连梁连梁设计设计4.8.1 一般规定一般规定4 4.8.2 .8.2 墙肢墙肢截面设计截面设计 墙肢的墙肢的控制截面控制截面一般取一般取墙底截面墙底截面以及以及改变墙厚改变墙厚、 改变混凝土强度等级改变混凝土强度等级、改变配筋量改变配筋量的截面。的截面。水平荷载水平荷载竖向荷载竖向荷载弯矩弯矩M剪力剪力V轴力轴力N偏心受压构件偏心受压构件 或或偏心受拉构件偏心受拉构件一、一、内力设计值内力设计值轴力设计值轴力设计值 最不利组合轴力最不利组合轴力弯矩设计值、剪力设计值弯矩设计值、剪力设计值 沿高度分两段：沿高度分两段： 1 1）加强部位以上）加强部位以上 2

2、2）底部加强部位）底部加强部位 进行不同的调整。进行不同的调整。 1.1.加强部位以上的弯矩、剪力调整加强部位以上的弯矩、剪力调整 一级：一级：墙肢的组合墙肢的组合弯矩弯矩设计值乘以增大系数设计值乘以增大系数1.21.2；组合；组合剪力剪力设计值乘以增大系数设计值乘以增大系数1.31.3。 二、三、四级：不调整。二、三、四级：不调整。组合弯矩组合弯矩1.2倍组合弯矩倍组合弯矩底部底部加强层加强层。、三级：、三级：、二级：、二级：一级：一级：剪力增大系数，剪力增大系数，的剪力计算值的剪力计算值作用组合作用组合底部加强部位考虑地震底部加强部位考虑地震值值底部加强部位剪力设计底部加强部位剪力设计式中

3、：式中：2 . 14 . 16 . 1 1)-(7.2.6 VWWWVWVVVV 钢钢筋筋。翼翼墙墙厚厚度度范范围围内内的的纵纵向向计计入入墙墙两两侧侧各各一一倍倍值值等等计计算算。有有翼翼墙墙时时应应和和组组合合的的轴轴力力设设计计面面积积、材材料料强强度度标标准准值值、采采用用实实配配纵纵筋筋承承载载力力抗抗震震调调整整系系数数承承载载力力，应应考考虑虑剪剪力力墙墙正正截截面面抗抗震震受受弯弯计计算算值值；截截面面弯弯矩矩的的组组合合底底部部加加强强部部位位剪剪力力墙墙底底：式式中中 2)-(7.2.6 1 . 1 REWuaWWWWuaMMVMMV 抗震设计的抗震设计的双肢剪力墙，其墙肢

4、不宜出现双肢剪力墙，其墙肢不宜出现小偏心受拉；小偏心受拉；当任一墙肢为偏心受拉时，当任一墙肢为偏心受拉时，另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数以增大系数1.25。轴力为拉力轴力为拉力可能出现裂缝可能出现裂缝刚度降低刚度降低弯矩、剪力弯矩、剪力设计值增大设计值增大1WN1WM2WN1WV225. 1WV225. 1WM墙肢出现墙肢出现偏心受拉时偏心受拉时另一墙肢的弯另一墙肢的弯矩和剪力设计矩和剪力设计值应放大值应放大双肢双肢墙墙二二. . 剪力墙墙板厚度剪力墙墙板厚度bwB B)150(1 5 . 2)200(1 5 . 2wwccREwwwccRE

5、whbf.Vhbf.V 250 wwccwhbf.V1）无地震作用组合时）无地震作用组合时2）有地震作用组合时）有地震作用组合时85. 0 : : : T I : : : :, :取取承载力抗震调整系数，承载力抗震调整系数，计值计值混凝土轴心抗压强度设混凝土轴心抗压强度设墙肢截面的高度墙肢截面的高度形截面墙肢的腹板宽度形截面墙肢的腹板宽度形截面、形截面、矩形截面墙肢的宽度或矩形截面墙肢的宽度或墙端截面的剪力设计值墙端截面的剪力设计值度度有效高度，可取墙肢长有效高度，可取墙肢长合的弯矩和剪力计算值合的弯矩和剪力计算值分别为墙肢端部截面组分别为墙肢端部截面组墙肢剪跨比墙肢剪跨比式中：式中：RERE

6、cwwwCCCCfhbVhVMhVM00其它内插其它内插，取，取；取取，当混凝土等级当混凝土等级中和轴高度的比值，中和轴高度的比值，区高度与区高度与为混凝土等效矩形受压为混凝土等效矩形受压 0.74C80 0.8 C50 (1) 0033. 01 11 sybEf（2 2）大偏心受压（）大偏心受压（b b） 与一般大偏压构件相比与一般大偏压构件相比 破坏形态基本相同破坏形态基本相同 受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服受压钢筋屈服受压钢筋屈服混凝土压碎混凝土压碎 延性破坏形态，属受拉破坏延性破坏形态，属受拉破坏 不同处：片状，较宽，竖向分布筋不同处：片状，较宽，竖向分布筋 分布筋较细，易压碎。分布筋较细，

7、易压碎。 中和轴附近的竖向分布筋在破坏时，不屈服。中和轴附近的竖向分布筋在破坏时，不屈服。 为为 简化计算，假定简化计算，假定1.5xC（xC为受压区高度）为受压区高度） 范围以外的受拉分布筋达到屈服，参与范围以外的受拉分布筋达到屈服，参与 受力受力图中：图中：1 1为等效矩形应力图形系数为等效矩形应力图形系数C50, C50, 取取1.0;1.0; C80, C80, 取取0.940.94 其余线性内插其余线性内插基本公式基本公式 (列平衡方程列平衡方程) )NMehAxhhfAxhaxfAxhfAxheNMfhAxhfAfAxbfNNwswwwywswwyswyswywwswwysyswc

8、000000001425122220510范围内范围内布置在高度布置在高度面积，面积，腹板中竖向分布钢筋总腹板中竖向分布钢筋总矩矩对混凝土受压区中心取对混凝土受压区中心取 :(3) )().( ) ()()()(:(2) ).(讨论讨论1. 设计题目设计题目a. 对称配筋对称配筋 按构造给定按构造给定ssAAywswfA ,b. 非对称配筋非对称配筋式右端式右端)3()22()2(0 xheNNw自读自读注意：注意：验算验算b b 是否符合是否符合x x2a2a， 否则按否则按x=2ax=2a计算计算 ffhxhx翼翼缘缘中中腹腹板板中中区区别别中中和和轴轴在在（3 3）小偏心受压（）小偏心受

9、压（ b b） 受压破坏受压破坏, , 脆性破坏形态脆性破坏形态, , 受拉钢筋未达到屈服受拉钢筋未达到屈服 所有分布钢筋都不计入抗弯所有分布钢筋都不计入抗弯 与柱子抗弯承载力计算相同与柱子抗弯承载力计算相同ybsswyswwcwysyswcfahfAxhxbfaheNMfAfAxbfNN11001012200 , ) ()()-()( : 为简化计算可采用为简化计算可采用据平截面假定确定据平截面假定确定受拉钢筋应力受拉钢筋应力对受拉钢筋处取矩对受拉钢筋处取矩基本公式基本公式 配筋计算配筋计算 对称配筋对称配筋 As=As 直接求直接求求求A As, As 非对称配筋非对称配筋 按端部构造配筋

10、要求给定按端部构造配筋要求给定A As 求求求求AAs3. 偏心受拉承载力计算偏心受拉承载力计算小偏心受拉小偏心受拉大偏心受拉大偏心受拉 aheahe2200大偏心受拉大偏心受拉 截面部分受拉截面部分受拉, , 应力分布与大偏压相同应力分布与大偏压相同 忽略受压区及中和轴附近分布钢筋作用的假定忽略受压区及中和轴附近分布钢筋作用的假定也相同也相同 基本公式与大偏压相似基本公式与大偏压相似, , 仅轴力的符号不同仅轴力的符号不同小偏心受拉小偏心受拉受压区很小受压区很小 x2a2a按全截面受拉假定配筋按全截面受拉假定配筋近似公式校核承载能力近似公式校核承载能力( (对称配筋对称配筋) ) ywsww

11、wyswuywswsouwuoufAhahfAMfAANMeNN00050211.) ( :其中其中考虑地震作用时考虑地震作用时; ; 各类情况中的承载力验算各类情况中的承载力验算公式右边都乘以公式右边都乘以1/1/RERE四四. . 斜截面抗剪承载力计算斜截面抗剪承载力计算 剪力墙斜剪力墙斜裂缝出现裂缝出现的的两种情况两种情况 情况情况1:1: 边缘出现水平裂缝边缘出现水平裂缝( (弯曲弯曲受拉受拉) ) 向墙中向墙中倾斜方向倾斜方向 发展发展, , 斜斜裂缝裂缝 情况情况2: 2: 腹板腹板中部中部主拉主拉应力应力过大而过大而出现出现斜斜裂缝裂缝斜裂缝出现后的剪切破坏可能有三种情况斜裂缝出

12、现后的剪切破坏可能有三种情况: :(1) 腹部钢筋过少腹部钢筋过少, , 形成一条主裂缝形成一条主裂缝劈裂劈裂, , 丧失承丧失承 载力载力. . 对策对策: : 增加腹筋增加腹筋(2) 腹部钢筋足够腹部钢筋足够, , 压应力和剪应力共同作用下压应力和剪应力共同作用下, , 混混 凝土压碎凝土压碎 (抗剪腹筋计算公式的建立基础抗剪腹筋计算公式的建立基础) )(3) 墙截面过小墙截面过小, , 或混凝土等级较低或混凝土等级较低, , 截面剪应力过截面剪应力过 高钢筋应力较小高钢筋应力较小, , 混凝土提前剪压破碎混凝土提前剪压破碎 对策对策: : 加大截面加大截面, , 或提高混凝土强度等级或提

13、高混凝土强度等级 限制剪限制剪 压比压比 抗剪承载力验算公式抗剪承载力验算公式.).(.).(.0000801040501113050501wshyhwwwtREwshyhwwwthsAfAANhbfVhsAfAANhbfV有地震作用组合时有地震作用组合时无地震作用组合时无地震作用组合时混凝土项混凝土项 轴力项轴力项水平分布筋项水平分布筋项偏心受拉时，与偏心受拉时，与N N有关的项取有关的项取“”f fsh: 水平钢筋抗拉设计强度水平钢筋抗拉设计强度A Ash, s: 见下图见下图2 . 2 2.2 5 . 1 1.5 :0取取当当取取当当剪剪跨跨比比 wVhM002 . 0,2 . 0wwc

14、wwchbfNhbfN 取取当当4.8.3剪力墙配筋剪力墙配筋构造构造 （一）配筋（一）配筋形式形式 竖向、竖向、水平分布水平分布筋：单排配筋（筋：单排配筋（高层高层剪力墙剪力墙不许不许用）用） 多排配筋多排配筋 bw400mm, 双排双排 bw400700mm, 三排三排 bw700mm, 四排四排 P236 拉结筋拉结筋 附加筋附加筋 各排分布钢筋之间拉筋的间距各排分布钢筋之间拉筋的间距 600mm，直径，直径6mm新新高规高规变化变化（二）分布筋最小配筋率（二）分布筋最小配筋率（三）纵向钢筋切断点位置（三）纵向钢筋切断点位置 （四）洞口配筋（四）洞口配筋 （二）、（三）、（四）具体内容，

15、课后自读（二）、（三）、（四）具体内容，课后自读延性剪力墙的设计原则延性剪力墙的设计原则1）强墙弱梁）强墙弱梁 连梁屈服先于墙肢屈服，通过连梁的塑性连梁屈服先于墙肢屈服，通过连梁的塑性变形耗散地震能量。变形耗散地震能量。2）强剪弱弯）强剪弱弯 适当提高塑性铰范围及其以上相邻范围的适当提高塑性铰范围及其以上相邻范围的抗剪承载力，实现墙肢抗剪承载力，实现墙肢强剪弱弯强剪弱弯、避免墙、避免墙肢剪切破坏；连梁也应为强剪弱弯。肢剪切破坏；连梁也应为强剪弱弯。4.8.4 抗震墙的延性设计要求抗震墙的延性设计要求3）限制墙肢的轴压比，）限制墙肢的轴压比， 墙肢设置边缘构件墙肢设置边缘构件4）加强重点部位）加

16、强重点部位 剪力墙的重点部位为底部加强部位。剪力墙的重点部位为底部加强部位。 底部加强部位：适当提高抗剪承载力，底部加强部位：适当提高抗剪承载力，限制墙肢的轴压比，加强抗震构造措施。限制墙肢的轴压比，加强抗震构造措施。 一级剪力墙底部加强部位以上各层提一级剪力墙底部加强部位以上各层提高抗弯承载力。高抗弯承载力。5）连梁特殊措施）连梁特殊措施 采取特殊措施，连梁实现强剪弱弯成为采取特殊措施，连梁实现强剪弱弯成为延性构件。延性构件。1控制塑性铰位置控制塑性铰位置 2在塑性铰区防止过早出现剪切破坏和在塑性铰区防止过早出现剪切破坏和锚固破坏锚固破坏, 应体现应体现“强剪弱弯强剪弱弯”、“强锚固强锚固”

17、 3改善抗弯和抗剪钢筋构造，控制斜裂改善抗弯和抗剪钢筋构造，控制斜裂缝发展，充分发挥抗拉钢筋的延性作用缝发展，充分发挥抗拉钢筋的延性作用 具体做法，自读具体做法，自读约束边缘构件约束边缘构件的的作用解释作用解释两图引自范立础桥梁延性抗震设计交通版 2001.4其他部位可设置其他部位可设置构构造边缘构件造边缘构件。构造边缘构构造边缘构件要求高，其长度及配筋量都需要通过计算确定。件要求高，其长度及配筋量都需要通过计算确定。边缘约束构件边缘约束构件的的主要措施主要措施是加大是加大边缘构件的长度边缘构件的长度及体积配箍率。及体积配箍率。体积配箍率由配体积配箍率由配箍特征值计算。箍特征值计算。可以可以是

18、是暗暗柱柱端端柱柱翼翼墙墙构造边缘构件构造边缘构件，4.8.6 连连梁的梁的承载承载力力计算计算（一）连梁正一）连梁正截面承载截面承载力的力的计算计算（1）当跨高比）当跨高比l0/h5时，按时，按一般一般受弯受弯构件计算构件计算（2）当）当l0/h5时，按深梁计算时，按深梁计算（二）斜截面承载力的计算（二）斜截面承载力的计算 1连梁截面尺寸应符合下列条件连梁截面尺寸应符合下列条件连梁的剪力设计值:)15. 0(1 , 5 . 2/)20. 0(1 , 5 . 2/25. 000000bbbccREbbbccREbbbccbVhbfVhlhbfVhlhbfV无地震作用组合：无地震作用组合：有地震作用组合：有地震作用组合：2连梁剪力的调整连梁剪力的调整 按按“强剪弱弯强剪弱弯”的原则调整梁端剪力设计值的原则调整梁端剪力设计值1.1 1.2; 1.3; .:)(1.1 )( ./三级：三级：二级：二级：一级：一级：梁的剪力增大系数梁的