剪力墙结构设计步骤（PPT,共62）

剪力力墙墙结结构构设设计计步步骤骤一、、剪力力墙墙结结构构布布置置－高高层层第第二二章章二、、剪力力墙墙的的计计算算－高高层层第第五五章章三、、剪力力墙墙墙墙肢肢和和连连梁梁的的设设计计(配筋筋)－高高层层第第7章（仅考考虑虑毕毕业业设设计计中中的的内内容容，，三三级级以以下下剪剪力力墙墙）可简化化为为平平面面计计算算的的剪力力墙墙分分类类局部部弯弯矩矩整体体弯弯矩矩随着着开开口口的的增增加加，，变变形形逐逐渐渐由由弯弯曲曲型型过过渡渡到到剪剪切切型型洞口口不不规规则则墙墙不不能能简简化化为为杆杆件件体体系系进进行行计计算算壁式式框框架架剪力力墙墙的的尺尺寸寸和和各各部部分分名名称称墙肢肢高高度度(悬臂臂梁梁跨跨度度)墙肢肢厚厚度度不小小于于160mm(截面面宽宽度度bw)连梁高度连梁宽度连梁跨度墙肢长度不大于8m(截面高度hw)联肢墙为墙段长度小开口墙为墙肢长度back底部部加加强强区区(P.178)塑性性铰铰区区：：底底部部高高度度等等于于截截面面高高度度的的范范围围底部部加加强强区区(高规规7.1.9)：含含塑塑性性铰铰区区在在内内。。底部部加加强强区区≧≧max{总高高度度/8,底层层两两层层高高}对加加强强区区的的特特殊殊处处理理适当当提提高高抗抗剪剪承承载载力力对轴轴压压比比有有较较高高的的限限值值特殊殊的的构构造造措措施施如果地下下室顶板板为上部部结构嵌嵌固部位位，则剪剪力墙底底部加强强区起算算层号中中扣除了了地下室室。地下室顶顶板作为为嵌固部部位的若若干规定定地下室顶顶板作为为嵌固部部位的条条件刚度比要要求：抗抗规6.1.14，地下室室的抗侧侧刚度不不小于上上部结构构刚度的的2倍。地下室顶顶板距离离室外地地坪高度度不宜过过大，宜宜小于地地下室高高度的1/3。地下室外外墙距离离上部结结构不宜宜过远(不大于40-50m)。顶板构造造要求：：楼板不不小于180mm，砼强度度不小于于C30。宜采用用双层双双向配筋筋。此时剪力力墙加强区起起算层号号中扣除除了地下下室。截面设计计原则和和措施－－延性剪剪力墙墙肢1、强墙弱弱梁（破坏机机制）：：连梁先先于墙肢肢屈服(框架剪力力墙结构构中，联联系梁同同样要弱弱于剪力力墙)2、强剪弱弱弯：包括塑塑性铰区区域在内内任何区区域均不不能出现现剪切破破坏和锚锚固破坏坏。充分分发挥抗抗拉钢筋筋的延性性。3、限制轴轴压比4、设置边边缘构件件5、尽可能能出现大大偏压；；不能出出现小偏偏拉。6、剪力墙墙的破坏坏形态与与剪跨比比有关——（中）高高墙连梁1、强剪弱弱弯连梁也同同样要强强剪弱弯弯2、抗剪配配筋配筋形式式——交叉斜筋筋大配筋量量3、连梁尺尺寸剪力墙结结构设计计概要一、剪力力墙结构构布置概概要结构布置置尺寸和材材料二、剪力力墙计算算过程概概要组合弯矩矩计算值值强墙弱梁梁调整和和强剪弱弱弯调整整三、剪力力墙截面面设计过过程概要要墙肢截面面设计连梁截面面设计构造边缘缘构件(毕业设计计中不考考虑约束束边缘构构件)双向布置置剪力墙布布置成T型、L型、I型上下连续续：贯穿全高高、避免免刚度突突变。左右对称称：可减少少结构的的扭转。。避免错洞洞：洞口宜宜成列布布置，成成明确的的联肢墙墙不宜太密密：大开开间6~8m(宜采用)，小开间间3~4m独立墙段段长度不不能过长长(总高度/墙段长度度≤2)各墙肢长长度宜均均匀，不不宜单墙墙段刚度度过大一、剪力力墙结构构布置概概要简单、规规则、均均匀、对对称对楼盖的的要求剪力墙门门窗洞到到边缘的的尺寸要要求上图中兰兰框中为为门窗洞洞距外纵墙墙600，距外横横墙300，距内墙墙150。两洞间间500mm墙段和墙墙肢的长长度洞口应设设置成弱连梁（跨高比比>6）近似形成成若干独独立墙段段(非墙肢)剪力墙中中的钢筋筋竖向：端端部钢筋筋和竖向向分布钢钢筋共同同抗弯端部钢筋筋类似梁梁上、下下的纵向向受力钢钢筋－需需经抗弯弯承载力力验算获获得竖向分布布钢筋按按构造配配筋－同同时也参参与抗弯弯水平：水水平分布布钢筋抗抗剪，需需通过斜斜截面抗抗剪承载载力计算算确定。。拉筋箍筋水平(横向)分布筋－－抗剪竖向分布布筋－抗弯back端部纵筋筋竖向抗弯弯边缘构件件剪力墙中中的钢筋筋抗震要求求不能单排排配筋。厚度大大时，中中间素混混凝土过过后，可可设三排排甚至更更多。竖向分布布钢筋象象梁的腰腰筋，水水平分布布钢筋象象柱的箍箍筋。但但是计算算结构承承载力时时要考虑分分布钢筋筋。墙端部有有边缘构构件，旨旨在提高高端部混混凝土的的抗压能能力。剪力墙的的两类边边缘构件件(P.189-191)边缘构件件：暗柱柱、端柱柱、翼墙墙、转角角墙约束边缘缘构件：三、四四级剪力力墙不需需要设置置构造边缘缘构件：毕业设设计中仅仅考虑此此类构件件作用：提提高墙肢肢端部混混凝土极极限压应应变，改改善剪力力墙的延延性。剪力墙尺尺寸和材材料墙肢肢最小厚厚度160mm是最小的的可能厚厚度.电梯井墙墙肢厚度度不宜小小于160mm剪力墙墙墙肢混凝凝土强度度>C20每一个墙墙肢长度度不大于于8m剪力墙墙肢肢钢筋：分布筋、箍箍筋HRB235(I级)其它HRB335(II级）h－层高back二、剪力墙墙计算过程程概要各片剪力墙墙荷载的计计算竖向荷载——按受荷面积积(从属面积)，无弯矩和和剪力水平荷载——按等效抗弯弯刚度分配配到各墙肢肢各片剪力墙墙在分得的的荷载作用用下的内力力和位移计计算整截面墙和和整体小开开口墙——材料力学方方法联肢墙（双双肢墙）——连续化方法法壁式框架——带刚域D值法内力组合：：轴力和弯矩矩设计值：：偏心受压压构件，组组合方法与与框架柱相相同剪力设计值值：只考虑虑水平荷载载产生的剪剪力调整获得内内力设计值值墙肢：强剪剪弱弯调整整(比较：框架架柱需要进进行强柱弱弱梁调整)连梁：强墙墙弱梁调整整、强剪弱弱弯调整。。边缘构件设设计剪力墙墙肢肢内力计算算方法一览览恒活风震轴力均布荷载按负荷面积分配结构计算结构计算弯矩00结构计算结构计算剪力00非抗震设计时计算抗震设计多遇地震四种荷载分分别计算对对应的内力力以上“结构构计算”指指采用整体体墙、联肢肢墙、壁式式框架等的的计算方法法进行计算算剪力墙在竖向荷载作用下下内力计算算各片剪力墙墙单独计算算。不考虑虑结构连续续性和各结结构单元及及各剪力墙墙的协同工工作。墙肢轴力由由竖向荷载载引起，弯弯矩和剪力力为零竖向荷载：：墙负荷范范围内的永永久和可变变荷载各层楼面荷荷载：三角角形或梯形形分布或集集中荷载剪力墙自重重：均布荷荷载注1：此方法与与楼面传给给梁的荷载载计算方法法类似注2：本方法仅仅适用现浇浇楼盖注3：联肢墙的的墙肢受力力，以洞口口中线分界界注4：计算墙肢肢自重重力力荷载时，，要扣除门门窗洞水平荷载效效应计算概概要整体墙(高层P.106)：内力直接接按静力计计算；位移移：引入等效抗抗弯刚度考考虑剪切变变形后，采采用悬臂梁梁公式有洞口时，，引入折算算惯性矩和和折算面积积。整体小开口口墙：按静力计计算的内力力(弯矩剪力和和轴力)按刚度等在在墙肢中分分配。联肢墙：连续连杆杆法计算壁式框架：用普通框框架的D值法；有三点不同同：需要用新公公式计算梁梁柱的线刚刚度；需要用壁梁梁和壁柱的的线刚度计计算D值；需要进一步步修正反弯弯点高度和和梁柱刚度度比注：抗震教教材中P.168－180给出了框架架剪力墙结结构水平荷荷载内力计计算的全过过程。剪力墙分类类和计算方方法整体小开口口墙的内力力计算公式式整体小开口口墙的墙肢肢弯矩由整体弯矩和局部弯矩组成1、墙肢弯矩矩2、墙肢轴力力3、墙肢剪力力，按墙肢肢截面积和和惯性矩的的平均值进进行分配:外荷载对于剪力墙截面的总剪力。连续连杆法法－计算步步骤设有k个连梁(k+1个墙肢，双双肢墙k=1)。设置x坐标系原点点：原点在顶层层，方向向向下。1、计算各各种参数1、几何参数：各墙肢、、连梁的截截面面积和和惯性矩；；2、刚度参数：墙梁刚度度比、连梁梁和墙肢等等效刚度3、影响系数：轴向变形形影响系数数、剪切影影响系数等等4、整体系数：和12、(利用用1）计算算连杆约束束弯矩m()3、(利用用2）计算算连梁剪力力和弯矩P.764、(利用用1和3））计算墙肢肢中的内力力和位移P.76内力设计值值选取(高层7.2.1节)两种组合：有、无地地震作用内力设计值值：组合最不不利内力或或调整后的的内力控制截面：墙底截面：：弯矩最大大，底部加加强区(高度＝截面面高度))尺寸(厚度)改变处截面面材料改变的的截面（混混凝土强度度等级和/或钢筋配筋筋）强剪弱弯调调整：增加剪力力的组合设设计值。强墙弱梁调调整：减小连梁梁弯矩设计计值。抗震要求的的调整－组组合以后基本思想：获得内力力的组合值值以后，再根据强强剪弱弯，，强柱(墙)弱梁等要求求得到调整整后的内力力设计值－－用于设计计。剪力墙要求求的调整墙肢：强剪剪弱弯调整整连梁：强墙墙弱梁(降低连梁弯弯矩)＋强剪弱弯弯调整框架要求的的调整(比较)框架柱：强强柱弱梁(降低柱弯矩矩)＋强剪弱弯弯调整框架梁：强强剪弱弯调调整(梁和柱均需需要调整)back强剪弱弯调调整：增加剪力力的组合设设计值乘以放大系系数以后，，剪力设计计值已经增增大了。夸夸大了困难难，增加了了安全性。。弯矩并没有有增大，间间接实现了了强剪弱弯。底部加强部部位墙肢最最不利组合合的剪力设设计值底部加强部部位墙肢的的剪力设计计值墙肢剪力放放大系数(一、二、三三、四级分分别为1.6,1.4,1.2,1.0)三、剪力墙墙截面设计计过程概要要已知墙肢、、连梁内力力设计值(组合、调整整后的结果果)。

按轴压比校校核墙肢截截面尺寸和和混凝土等等级。

最后还要验验算墙肢剪剪压比(7-20)，连梁剪压压比(7-26)

验算轴压比比(表7-3)。确确定定是是否否应应设设置置边边缘缘构构件件。。根据据构构造造要要求求初初定定两两种种分分布布钢钢筋筋的的层层数数、、直直径径和和间间距距。。

判断断墙墙肢肢属属于于大大(小)偏心心受受压压(7-1)。

”正截截面面”设计计：：确确定定端部部纵纵筋筋截面面面面积积(定钢钢筋筋数数与与直直径径)

斜截截面面设设计计：：用用初初选选水平平分分布布钢钢筋筋验算算抗抗剪剪承承载载力力(7-18)

对约约束束边边缘缘构构件件计计算算确确定定体体积积配配箍箍率率(7-22)

。连梁梁设设计计

连梁梁抗抗弯弯计计算算决决定定主主筋筋(7-24)连梁梁抗抗剪剪计计算算决决定定箍箍筋筋配配筋筋(7-25)轴压压比比限限值值n=N/fcA轴压压比比过过大大则则剪剪力力墙墙的的延延性性会会过过小小或或消消失失。。需要要限限制制剪剪力力墙墙底底部部加加强强部部位位的的轴轴压压比比。。由由于于剪剪力力墙墙是是片片状状的的，，受受力力性性能能不不如如柱柱，，所所以以其其轴压压比比限限值值要要比比柱柱严严格格。重力力荷荷载载代代表表值值作作用用下下墙墙肢肢的的轴轴压压比比需需满满足足要要求求(因为为地地震震作作用用组组合合中中采采用用重重力力荷荷载载代代表表值值)在轴轴压压比比超超过过一一定定限限度度以以后后，，对对一一、、二二级级剪剪力力墙墙还还需需要要设设置置约约束束边边缘缘构构件件。。轴压比n=N/fcA一级(9度)一级(7,8度)二级墙肢轴压比限值0.40.50.6需设约束边缘构件限值0.10.20.3back墙肢肢的的剪剪压压比比墙肢肢截截面面需需满满足足以以上上剪剪压压比比要要求求。。如果果不不满满足足要要求求，，则则应应该该提提高高截截面面面面积积或或混混凝凝土土强强度度等等级级墙肢肢设设计计的内内容容－－确确定定配配筋筋和和构构造造设计计中中将将竖竖向向、、水水平平分分布布筋筋功功能能分分开开考考虑虑：：竖向向分分布布筋筋抗抗弯；水水平平分分布布筋筋抗抗剪。竖向向分分布布钢钢筋筋同同样样有有抗抗剪剪作作用用，，这这里里作作为为安安全全储储备备。。间间接接实实现现强强剪剪弱弱弯弯。。正截截面面承承载载力力计计算算－－确确定定端端部部钢钢筋筋面面积积按柱柱纵纵筋筋计计算算类类似似方方法法(对称称形形、、截截面面形形状状)。不不同同点点：：按配配筋筋率率等等构构造造要要求求给给定定竖竖向向分分布布钢钢筋筋面面积积端部部钢钢筋筋计计算算时时，，需需在在减减去去竖竖向向分分布布钢钢筋筋的的抵抵抗抗弯弯矩矩。。需考考虑虑边边缘缘构构件件的的配配筋筋率率构构造造要要求求（（计计算算时时不不计计边边缘缘构构件件））斜截截面面承承载载力力计计算算－－确确认认水水平平分分布布钢钢筋筋面面积积强剪剪弱弱弯弯调调整整，，然然后后验验证证水水平平分分布布钢钢筋筋满满足足要要求求墙肢肢的的构构造造要要求求大偏偏压压对称称配筋筋计计算算分别为受拉区端部钢筋、受压区端部钢筋和竖向分布钢筋的截面面积已知知：内内力力设设计计值值N,M，混混凝凝土土的的轴轴心心抗抗压压强强度度fc竖向向分分布布钢钢筋筋的的截截面面面面积积Asw和抗抗拉拉强强度度设设计计值值fyw端部部钢钢筋筋的的抗抗拉拉强强度度设设计计值值fy。求得得名义义受受压压区区高高度度：：端部钢筋端部钢筋抵抗弯矩：墙肢弯矩设计值小于截面抵抗弯矩设计表达式：1分布钢筋抵抗弯矩：2端部钢筋总面积：3分布布钢钢筋筋按按构构造造配配筋筋竖向向分分布布钢钢筋筋总总截截面面面面积积竖向向分分布布钢钢筋筋抗抗拉拉强强度度设设计计值值端部部钢钢筋筋抗抗拉拉强强度度设设计计值值斜截截面面验验算算—确认认按按构构造造要要求求的的水水平平分分布布钢钢筋筋面面积积和和间间距距满满足足要要求求墙肢肢腹腹板厚厚度度腹板板有有效高高度度水平平分分布布钢筋筋总总面面积积水平平分分布布钢筋筋间间距距砼抗抗拉拉强强度度设设计计值值无地地震震作作用用组组合合有地地震震作作用用组组合合back分布布钢钢筋筋最最小小配配筋筋率率和和最最大大间间距距要要求求钢筋筋直直径径不不宜宜大大于于墙墙厚厚度度的的1/10(粘结结力力要要求求)back按此处的构造要求初定两者构造造边边缘缘构构件件P.191设置置要要求求：：三三、、四四级级剪剪力力墙墙的的底底部部加加强强区区需需设设置置边边缘缘构构件件。。构造造边边缘缘构构件件的的尺尺寸寸见见上上图图。。其其中中面面积积Ac是配配筋筋的的依依据据。。底部部加加强强部部位位用用箍箍筋筋，，其其它它部部位位用用拉拉筋筋，，转转角角处处宜宜用用箍箍筋筋非抗震震设计计时，，墙端端也要要设置置至少少4根纵向向钢筋筋，并并配拉拉筋。。暗柱及及短柱柱的纵纵向钢钢筋的的搭接接和锚锚固要要求与与框架架柱相相同。。构造边边缘构构件配配筋配筋需需要满满足下下表(最低要要求)。下表是是初定定端部部钢筋筋的依依据之之一。。需通过过计算算使之之满足足承载载力要要求(它们是是端部部钢筋筋)。Ac构造边边缘构构件的的构造造要求求连梁设计过过程验算剪剪压比比限值值,确认截截面尺尺寸和和材料料强墙弱弱梁调整采采用以以下两两种方方法之之一进进行结构计计算前前低连连梁刚刚度，，实现现了强强墙弱弱梁。。结构计计算后后，弯弯矩组组合值值乘以以折减减系数数(不小于于0.8)强剪弱弱弯调整得得到剪剪力的的设计计值连梁抗抗弯设设计－－受力力钢筋筋连梁抗抗剪设设计－－箍筋筋(全长加加密)注意：：主筋筋、箍箍筋均均需满满足构构造要要求。。连梁跨跨高比比的相相关问问题跨高比比增加加，连连梁中中的剪剪切变变形所所占比比例增增加跨高比比=0.5时，剪剪切变变形占占连梁梁变形形的90%以上跨高比比=5时，剪剪切变变形占占连梁梁变形形的10%.按跨高高比对对连梁梁设计计方法法的影影响当跨高高比小小于2.5时，按按连梁梁设计计当跨高高比大大于5时，按按框架架梁设设计当跨高高比在在2.5~5之间时时，酌酌情考考虑。。PKPM中允许许设计计人员员设定定把连连梁转转换撑撑框架架梁的的跨高高比。。例如如可以以选择择3———跨高比比大于于3就按框框架梁梁设计计注意：：双肢肢墙的的连梁梁一旦旦被按按框架架梁设设计，，则这这个双双肢墙墙就实实际上上是两两个整整体墙墙了。。因此此结构构的内内力、、位移移周期期等都都会发发生改改变。。跨高比比不大大于2时，宜设置交交叉暗暗撑跨高比比不大大于1时，应设置交交叉暗暗撑连梁剪剪压比比限值值验算算(避免斜斜压破破坏)比较墙墙肢剪剪压比比限制制要求求(下页)无地震作用组合时有地震作用组合时：这里在在已知知剪力力设计计值后后验算算是否否满足足剪压压比的的要求求，不不能满满足时时，需需要调调整尺尺寸。。调整整方法法：1.减小连连梁的的截面面高度度。2.降低连连梁刚刚度的的调幅幅可降降低Vb,致使上上式满满足。。3.大震时时认为为连梁梁不参参与工工作－－假定定为铰铰接连连杆。。深梁跨高比比大于5为一般般梁墙肢的的剪压压比墙肢截截面需需满足足以上上剪压压比要要求。。如果不不满足足要求求，则则应该该提高高截面面面积积或混混凝土土强度度等级级连梁的的强墙弱弱梁调整1、刚度度调整整-计算前前调整整：原理：按刚刚度分分配使使得刚刚度小小的构构件内内力减减小。。目的：通过过降低低连梁梁刚度度，减减小弯弯矩和和剪力力的设设计值值。方法：6、7度时折折减系系数不小于于0.7；8、9度时折折减系系数不不小于于0.5。给出一一个下下限的的原因因是：：连梁梁能够够有足足够的的承载载力承承受竖竖向荷荷载。。2