剪力墙边缘构件设计

剪力墙边缘构件设计

目录一、钢筋砼竖向构件的分类标准、剪力墙的基本特点二、剪力墙结构中的几个重要概念三、剪力墙边缘构件设计四、SATWE软件“剪力墙纵筋输出结果”及“剪力墙组合配筋”功能介绍五、剪力墙施工图绘制及注意事项一、钢筋砼竖向构件的分类标准、剪力墙的基本特点钢筋砼竖向构件分类：普通柱：矩形截面，截面高宽比h/b≤4，抗震设计时宜控制h/b≤3；异形柱：L形、T形和十字形截面，截面各肢的肢高与肢厚比h/b≤4；剪力墙：矩形、L形、T形和十字形截面,截面各肢的肢高与肢厚比h/b＞4。

剪力墙属于截面呈片状（截面高度hw远大于截面厚度bw）的偏心受压或偏心受拉构件，其特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都很小。结构设计时主要利用其平面内刚度承受墙身平面内的水平力。注：剪力墙抗震延性设计的两个主要构造措施①限制墙肢的轴压比；②当底部墙肢轴压比超过一定限值后在墙肢两端设置约束边缘构件。约束边缘构件内的纵筋可减小墙肢的相对受压区高度，箍筋可有效约束混凝土，提高混凝土极限应变值，使墙肢在罕遇地震作用下有较好的塑性变形能力。从抗弯角度，钢筋集中配置在端头还可提高墙肢截面的内力臂长度。二、剪力墙结构中的几个重要概念1．短肢剪力墙：短肢剪力墙是指墙肢截面厚度≤300，且各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。（短肢剪力墙承担较大轴力和剪力，受力特点接近异形柱，抗震性能较差，需加强。）

注：①“截面厚度≤300”是指墙的各肢；②当墙肢一侧或两侧与跨高比≤2.5，且截面高度≥400的强连梁相连时，可按整体墙考虑其肢厚比。*SATWE软件对短肢剪力墙的判别：（通过判断识别，实现对短肢墙轴压比、内力调整控制）1）墙的各肢截面厚度均≤300，且各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙判断为短肢剪力墙；2）对于墙肢数量≥3（即交汇在同一点的墙肢方向超过3个）的多肢剪力墙以及Z字形墙的腹板墙肢，无论各肢的截面高度与厚度之比的最大值是否小于8，均不判断为短肢剪力墙。（此条与规范不一致，需手工调整该墙内力，可采取放大地震力简单复核该墙肢）多肢墙Z字型墙2．具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构：

在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承受的底部地震倾覆力矩等于30%~50%的结构底部总地震倾覆力矩,此类剪力墙结构称之为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。（这种剪力墙结构的最大适用高度比普通剪力墙结构适当降低，同时限制不得用于9度区或B级高度建筑）3．有效翼墙、端柱：

剪力墙的翼墙长度小于翼墙厚度的3倍或端柱截面边长小于2倍墙厚时，属于无效翼墙、无效端柱。（相对于一字形截面墙，有效翼墙、端柱可提高剪力墙墙肢的稳定性，并分担墙肢的轴压力，从而减小墙肢的受压区高度即塑性变形区域）有效翼墙、端柱见：4．底部部加强强部位位：剪力墙墙塑性性铰出出现的的区域域，即即抗震震延性性设计计的重重点部部位。。《抗规》6.1.10条、《混规》11.1.5条及《高规》7.1.4条、10.2.2条均对剪力力墙底底部加加强部部位的的给出出了具具体规规定，，大致致如下下：1）底部部加强强部位位的高高度，，应从从地下下室顶顶板算算起。。2）部分分框支支剪力力墙结结构的的剪力力墙，，底部部加强强部位位的高高度取取框支支层加加框支支层以上两两层的的高度度和落落地剪剪力墙墙总高高度的的1/10二者的的较大大者。。其它它结构构的剪剪力墙，房房屋高高度大大于24m时，底底部加加强部部位的的高度度可取取底部部两层层和墙墙肢总总高度度的1/10二者的的较大大者；；房屋屋高度度不大大于24m时，底底部加加强部部位可可取底底部一一层。3）当结结构计计算嵌嵌固端端位于于地下下一层层底板板或以以下时时，底底部加加强部部位尚尚宜向向下延伸到到计算算嵌固固端。。注：①①《抗规》6.1.10条文说说明中中提到到，当当带有有大底底盘裙裙房时时，底底部加加强部位的的高度度也可以以延伸至至裙房房以上上一层层；②《高规》10.6.3条要求求，大大底盘盘塔楼楼结构构中与与裙房房相连连的剪剪力墙墙，从嵌固固端至至裙房房屋面面上一一层的的高度度范围围内，，宜设设置约约束边边缘构构件。。三、剪剪力墙墙边缘缘构件件设计计1．剪力力墙边边缘构构件的的设置置原则则：《高规》7.2.14条规定定：一、二二、三三级剪剪力墙墙底层层墙肢肢底截截面的的轴压比比大于于表7.2.14的规定定值时时，以以及部部分框框支剪剪力墙墙结构构的剪剪力墙，应应在底底部加加强部部位及及相邻邻的上上一层层的设设置约约束边边缘构构件；；一、、二、三三级剪剪力墙墙的其其他部部位以以及四四级剪剪力墙墙和非非抗震震设计计的剪剪力墙墙均应设置置构造造边缘缘构件件。注：墙墙肢““底层层轴压压比””①对于于墙肢肢在底底部加加强区区范围围内截截面尺尺寸，，砼强强度保保持不不变时时，可可理解为““计算算嵌固固端所所在层层的轴轴压比比”；；②对于于墙肢肢在底底部加加强区区范围围内截截面尺尺寸、、砼强强度有有变化化时，，可理理解为为“底部部加强强区同同一墙墙肢各各层轴轴压比比的最最大值值”；；③对于于多肢肢墙，，按各各肢墙墙轴压压比分分别取取用。。2．约束束边缘缘构件件：1）约束束边缘缘构件件沿墙墙肢长长度Lc、阴影影区纵纵向配配筋率率、配配箍特特征值值λv按下表：注：1、翼墙墙长度度小于于翼墙墙厚度度3倍时，，视为为无翼翼墙剪剪力墙墙；端端柱截截面边长长小于于墙厚厚2倍时，，视为为无端端柱剪剪力墙墙；确确定约约束边边缘构构件沿沿墙肢肢长度Lc时，应应遵守守有效效翼墙墙、端端柱的的定义义；确定约约束边边缘构构件阴阴影区区域时，，有效效翼墙墙、端端柱的的定义义不再再适用用。（注意意互为为翼墙墙、相相互影影响的概念念）2、表中中墙肢肢轴压压比λ一般可可按底底部加加强区区同一一墙肢肢各层层轴压压比的最最大值值取用用；（严格格意义义上讲讲可按按不同同楼层层不同同轴压压比进进行取取用）3、表中中箍筋筋或拉拉筋沿沿竖向向的最最大间间距要要求，，对阴阴影区区域和和非阴影区区域均均适用用；4、箍筋筋或拉拉筋沿沿水平平方向向的肢肢距不不宜大大于300mm，且不不应大大于竖向向钢筋筋间距距的2倍。2）约束束边缘缘构件件的具具体配配筋要要求：：①阴阴影区区纵向向钢筋筋间距距宜取取150mm左右；；非阴阴影区区纵向向钢筋筋直径径同剪力力墙竖竖向分分布筋筋，间间距一一般取取150mm（即非阴阴影区区长度度：取取150mm的整数数倍，，且不不小于于Lc计算值值）。。②阴阴影区区尽可可能采采用箍箍筋，，且箍箍筋的的长边边不宜宜大于于短边边的3倍。当当采用沿沿周边边大套套箍形形式，，大套套箍长长边尺尺寸大大于短短边尺尺寸3倍时，，可在在套箍中部部设置置1道拉筋筋，该该拉筋筋同时时勾住住套箍箍和纵纵筋；；或将将大套套箍分分解成成两个小小套箍箍，相相互搭搭接1倍纵筋筋间距距，并并勾住住纵向向钢筋筋。（套箍箍无支支长度过大大时，，起不不到应应有的的约束束作用用）详见下下图：：③非非阴影影区箍箍筋及及拉筋筋做法法：外外围设设置封封闭箍箍筋，，改箍箍筋伸伸入阴阴影区1倍纵向向钢筋筋间距距，并并箍住住该纵纵向钢钢筋，，封闭闭箍筋筋内设设置拉拉筋。。3）考虑墙墙身水水平分分布筋筋计入入约束束边缘缘构件件体积积配箍箍率做做法①计计入的的水平平分布布钢筋筋的体体积配配箍率率不应应大于于总体体积配配箍率率的30%；(此条要要求是是考虑虑到墙墙身水水平筋筋同时时也是是墙肢肢抗剪剪受力力钢筋筋)②水平分分布钢钢筋应应伸入入约束束边缘缘构件件阴影影区，，在墙墙端有有90°°弯折后延延伸到到另一一排分分布钢钢筋并并勾住住其竖竖向钢钢筋；；（根据此此条要要求，，水平分分布筋筋长度度需增增加））③水水平分分布钢钢筋的的位置置（标标高））应与与约束束边缘缘构件件阴影影区箍箍筋位置（（标高高）相相同。。（一般般情况况，墙墙身水水平筋筋间距距为200mm，如需需满足此此条要要求，，阴影影区只只能另另附加加间距距200mm的套箍箍，二二者叠叠加后后阴影区区实际际的““箍筋筋”间间距为为100mm，可能能比计计算需需要大大，造造成浪浪费））*结论论：采采用计计入墙墙身水水平分分布筋筋的做做法整整体节节省钢钢筋量量有限限，甚甚至未未必省省，且且施工工难度度增加加，一一般不不采用用。3．构造造边缘缘构件件：1）构造造边缘缘构件件的范范围按按下图图阴影影部分分采用用：①《抗规》6.4.5条：②《高规》6.4.5条：2）“一一般剪剪力墙墙”（（连体体结构构、错错层结结构以以及B级高度度高层建筑筑以外外的剪剪力墙墙）构构造边边缘构构件的的配筋筋要求求如下下表：：3）“非非一般般剪力力墙””（连连体结结构、、错层层结构构以及及B级高度度高层建建筑中中的剪剪力墙墙）构构造边边缘构构件的的配筋筋要求求如下下：①竖竖向钢钢筋最最小量量应比比“一一般剪剪力墙墙”规规定数数值提提高0.001Ac；②阴阴影部部分配配箍特特征值值λv不宜小小于0.1。4）构造造边缘缘构件件的具具体配配筋要要求：：①底部加加强区及底底部加强区区以上部位位的转角墙墙构造边缘构件应应尽可能采采用箍筋，，其它情况况可采用外外围大套箍箍加全部拉筋筋做法。②当为构构造配筋时时，纵筋间间距一般取取200mm，箍筋或拉筋逐逐根纵筋设设置；③当为计计算配筋时时，纵筋间间距一般取取150mm，箍筋或拉筋间间隔1根纵筋设置置。四、SATWE软件“剪力力墙纵筋输输出结果””及“剪剪力墙组合合配筋”功功能介绍1．“剪力墙墙纵筋输出出结果”及及配筋原则则：1）对墙长＞＞4倍墙厚时，，输出结果果为墙一端端暗柱的配配筋总面积积（可均配配）；2）对墙长≤≤4倍墙厚时，，程序按柱柱配筋，输输出结果为为墙端头第第一排纵筋筋的总面积积（不可均配配）。注：SATWE软件对墙长长的定义是是指PMCAD建模中墙肢肢两端节点点间距离，不同于于通常意义义上的墙长长。3）对于L形、T形暗柱，可可计入翼缘缘内钢筋面面积，但全全截面配筋筋值需满足两两向墙肢计计算值之和和。2．“剪力墙组组合配筋””功能：1）默认状态态下SATWE软件在计算算剪力墙配配筋时是针针对每一个直直墙段进行行的，在多多肢墙墙肢肢交汇点处处，程序取取各段墙肢端端部配筋之之和输出边边缘构件配配筋值（见见下图）。。此方法一般般情况下偏偏于保守，，配筋偏大大，它未考考虑端柱、、翼墙或转角角墙的协同同作用，忽忽略了相连连墙肢对彼彼此受力的的贡献，人为为地分割成成一段段直直线墙，且且按各段直直线墙的最最不利工况进进行截面设设计。（根据《混规》9.4.3条，墙肢截截面设计时可可计入翼缘缘的有利影影响）2）“剪力墙墙组合配筋筋”是针对对剪力墙上上述不合理理配筋提出出的一种解解决方案。它是是基于平截截面假定的的双偏压配配筋计算方方法，程序序参照了《混凝土异型柱结构技技术规程》的相关算法。该菜菜单的基本操作方方法详见2010版SATWE说明书。注：SATWE软件提供“剪力墙墙组合配筋”方法法，并非是对所有有剪力墙都采用这个方法配筋筋，一般只是在使使用默认直段墙方方法计算得到的配配筋较大或配筋异常时时采用该方法重新新修改验算，以得得到更加经济合理理的配筋结果。此外，，“剪力墙组合配配筋”方法也不适适用于较长墙肢。。（墙肢太长时变形不符合合平截面假定，一一般控制在8m以内）五、剪力墙施工图图绘制及注意事项项1．剪力墙边缘构件件在墙柱平面图中中表示，并配以暗暗柱配筋详图列表。如如设置约束边缘构构件，其相应的的非阴影区域应在平面图中示示出，并配以非阴阴影区域的通用做做法详图。2.暗柱编号应按图集集《11G101-1》要求区分约束暗柱柱YBZ*和GBZ*。注意《11G101-1》图集给出拉筋的做做法有3种，需设计指明，，一般应选择同时时勾住纵筋和箍筋筋的做法。3.短肢剪力墙除按正正常要求设置边缘缘构件外，全截面面竖向钢筋的配筋率尚尚应满足底部加强强区1.2%（一、二级）、1.0%（三、四级）；其其它部位1.0%（一、二级）、0.8%（三、四级）。4.当墙肢的截面高度度与厚度之比≤3（多层建筑）、4（高层建筑）时，，应按框架柱的要要求进行设计，具具体为：①纵筋满足框架柱柱的单侧、全截面面配筋率要求；②②箍筋直径、间距满足框架架柱加密区和非加加密区要求；③当当为短柱时，箍筋应全高加加密，且体积配箍箍率不小于1.2%；④框架柱的抗震等级可可取同剪力墙。（详见《抗规》6.4.6条、《高规》7.1.7条）5.当墙肢端头设有端端柱时，端柱的纵纵向钢筋配筋率、、箍筋直径和间距应满满足框架柱的相应应要求。6.当暗柱之间的净距距不大于400mm时，两端暗柱与中中间墙体宜合并整整体表示，以暗柱箍筋筋代替墙身水平分分布筋，此时箍筋筋直径不应小于相相应墙身水平筋直径。但需注注意以下几点：①对约束边缘构构件不赞成简单采采用此做法，考虑虑到墙身水平筋是是墙肢抗剪受力钢筋，而暗柱柱内箍筋的作用是是有效约束砼，二二者无法相互替代代，且与规范要求的“计入水平平分布钢筋的体积积配箍率不应大于于总体积配箍率的的30%”相悖。这种情况下，建议议加大外围套箍直直径。实际操作可可在计算阴影区体体积配箍率时，外围套箍的长长向肢仅计入1根，另1根用于墙身抗剪，，实际配筋时外围围套箍直径按二者较大大值取用。②对与约束边缘缘构件竖向连通的的构造边缘构件，，如其所属墙肢相相对于下层截面尺寸变化，刚刚度突变，导致墙墙肢轴压比＞0.3时，也宜加强外围围套箍。③当上述两种情情况已属于第4条提及的短柱情况况时，按第4条要求确定箍筋配置，可不再考虑虑箍筋与水平筋相相互替代的不利影影响。7.当平面外有梁搁置置在墙肢中部时，，该搁置点处应设设置暗柱。按下述两种情况：①梁与墙铰接时时，暗柱截面、配配筋可套用一字形形构造边缘构件