剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟三

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟一、剪力墻結(jié)構(gòu)布置－高層第二章二、剪力墻的計(jì)算－高層第五章三、剪力墻墻肢和連梁的設(shè)計(jì)(配筋)－高層第7章（僅考慮畢業(yè)設(shè)計(jì)中的內(nèi)容，三級以下剪力墻）可簡化為平面計(jì)算的剪力墻分類局部彎矩整體彎矩隨著開口的增加，變形逐漸由彎曲型過渡到剪切型洞口不規(guī)則墻不能簡化為桿件體系進(jìn)行計(jì)算壁式框架剪力墻的尺寸和各部分名稱墻肢高度(懸臂梁跨度)墻肢厚度不小于160mm(截面寬度bw)連梁高度連梁寬度連梁跨度墻肢長度不大于8m(截面高度hw)聯(lián)肢墻為墻段長度小開口墻為墻肢長度back底部加強(qiáng)區(qū)(P.178)塑性鉸區(qū)：底部高度等于截面高度的范圍底部加強(qiáng)區(qū)(高規(guī)7.1.9)：含塑性鉸區(qū)在內(nèi)。底部加強(qiáng)區(qū)≧max{總高度/8,底層兩層高}對加強(qiáng)區(qū)的特殊處理適當(dāng)提高抗剪承載力對軸壓比有較高的限值特殊的構(gòu)造措施如果地下室頂板為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位，則剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)起算層號中扣除了地下室。地下室頂板作為嵌固部位的若干規(guī)定地下室頂板作為嵌固部位的條件剛度比要求：抗規(guī)6.1.14，地下室的抗側(cè)剛度不小于上部結(jié)構(gòu)剛度的2倍。地下室頂板距離室外地坪高度不宜過大，宜小于地下室高度的1/3。地下室外墻距離上部結(jié)構(gòu)不宜過遠(yuǎn)(不大于40-50m)。頂板構(gòu)造要求：樓板不小于180mm，砼強(qiáng)度不小于C30。宜采用雙層雙向配筋。此時(shí)剪力墻加強(qiáng)區(qū)起算層號中扣除了地下室。截面設(shè)計(jì)原則和措施－延性剪力墻墻肢1、強(qiáng)墻弱梁（破壞機(jī)制）：連梁先于墻肢屈服(框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，聯(lián)系梁同樣要弱于剪力墻)2、強(qiáng)剪弱彎：包括塑性鉸區(qū)域在內(nèi)任何區(qū)域均不能出現(xiàn)剪切破壞和錨固破壞。充分發(fā)揮抗拉鋼筋的延性。3、限制軸壓比4、設(shè)置邊緣構(gòu)件5、盡可能出現(xiàn)大偏壓；不能出現(xiàn)小偏拉。6、剪力墻的破壞形態(tài)與剪跨比有關(guān)——（中）高墻連梁1、強(qiáng)剪弱彎連梁也同樣要強(qiáng)剪弱彎2、抗剪配筋

配筋形式——交叉斜筋大配筋量3、連梁尺寸剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概要一、剪力墻結(jié)構(gòu)布置概要結(jié)構(gòu)布置尺寸和材料二、剪力墻計(jì)算過程概要組合彎矩計(jì)算值強(qiáng)墻弱梁調(diào)整和強(qiáng)剪弱彎調(diào)整三、剪力墻截面設(shè)計(jì)過程概要墻肢截面設(shè)計(jì)連梁截面設(shè)計(jì)構(gòu)造邊緣構(gòu)件(畢業(yè)設(shè)計(jì)中不考慮約束邊緣構(gòu)件)雙向布置剪力墻布置成T型、L型、I型上下連續(xù)：貫穿全高、避免剛度突變。左右對稱：可減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。避免錯(cuò)洞：洞口宜成列布置，成明確的聯(lián)肢墻不宜太密：大開間6~8m(宜采用)，小開間3~4m獨(dú)立墻段長度不能過長(總高度/墻段長度≤2)各墻肢長度宜均勻，不宜單墻段剛度過大一、剪力墻結(jié)構(gòu)布置概要

簡單、規(guī)則、均勻、對稱對樓蓋的要求剪力墻門窗洞到邊緣的尺寸要求上圖中蘭框中為門窗洞距外縱墻600，距外橫墻300，距內(nèi)墻150。兩洞間500mm墻段和墻墻肢的長長度洞口應(yīng)設(shè)設(shè)置成弱連梁（跨高比比>6）近似形成成若干獨(dú)獨(dú)立墻段段(非墻肢)剪力墻中中的鋼筋筋豎向：端端部鋼筋筋和豎向向分布鋼鋼筋共同同抗彎端部鋼筋筋類似梁梁上、下下的縱向向受力鋼鋼筋－需需經(jīng)抗彎彎承載力力驗(yàn)算獲獲得豎向分布布鋼筋按按構(gòu)造配配筋－同同時(shí)也參參與抗彎彎水平：水水平分布布鋼筋抗抗剪，需需通過斜斜截面抗抗剪承載載力計(jì)算算確定拉筋箍筋水平(橫向)分布筋－－抗剪豎向分布布筋－抗彎back端部縱筋筋豎向抗彎彎邊緣構(gòu)件件剪力墻中中的鋼筋筋抗震要求求不能單排排配筋。厚度大大時(shí)，中中間素混混凝土過過后，可可設(shè)三排排甚至更更多。豎向分布布鋼筋象象梁的腰腰筋，水水平分布布鋼筋象象柱的箍箍筋。但但是計(jì)算算結(jié)構(gòu)承承載力時(shí)時(shí)要考慮分分布鋼筋筋。墻端部有有邊緣構(gòu)構(gòu)件，旨旨在提高高端部混混凝土的的抗壓能能力。剪力墻的的兩類邊邊緣構(gòu)件件(P.189-191)邊緣構(gòu)件件：暗柱柱、端柱柱、翼墻墻、轉(zhuǎn)角角墻約束邊緣緣構(gòu)件：三、四四級剪構(gòu)造邊緣構(gòu)件：畢業(yè)設(shè)計(jì)中僅考慮此類構(gòu)件作用：提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變，改善剪力墻的延性。剪力墻尺尺寸和材材料墻肢肢最小厚厚度160mm是最小的的可能厚厚度.電梯井墻墻肢厚度度不宜小小于160mm每一個(gè)墻肢長度不大于8m剪力墻墻肢鋼筋：分布筋、箍筋HRB235(I級)其它HRB335(II級）h－層高back二、剪力力墻計(jì)算算過程概概要各片剪力力墻荷載載的計(jì)算算豎向荷載載——按受荷面面積(從屬面積積)，無彎矩矩和剪力力水平荷載載——按等效抗抗彎剛度度分配到到各墻肢肢各片剪力力墻在分分得的荷荷載作用用下的內(nèi)內(nèi)力和位位移計(jì)算算整截面墻和整整體小開口墻墻——材料力學(xué)方法法聯(lián)肢墻（雙肢肢墻）——連續(xù)化方法壁式框架——帶剛域D值法內(nèi)力組合：軸力和彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值：偏心心受壓構(gòu)件，，組合方法與與框架柱相同同剪力設(shè)計(jì)值：：只考慮水平平荷載產(chǎn)生的的剪力調(diào)整獲得內(nèi)力力設(shè)計(jì)值墻肢：強(qiáng)剪弱弱彎調(diào)整(比較：框架柱柱需要進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)柱弱梁調(diào)整整)連梁：強(qiáng)墻弱弱梁調(diào)整、強(qiáng)強(qiáng)剪弱彎調(diào)整整。邊緣構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)剪力墻墻肢內(nèi)內(nèi)力計(jì)算方法法一覽恒活風(fēng)震軸力均布荷載按負(fù)荷面積分配結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算彎矩00結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算剪力00非抗震設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算抗震設(shè)計(jì)多遇地震四種荷載分別別計(jì)算對應(yīng)的的內(nèi)力以上“結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算”指采用用整體墻、聯(lián)聯(lián)肢墻、壁式式框架等的計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行行計(jì)算剪力墻在豎向荷載作用下內(nèi)內(nèi)力計(jì)算墻肢軸力由豎向荷載引起，彎矩和剪力為零豎向荷載：墻負(fù)荷范圍內(nèi)的永久和可變荷載各層樓面荷載：三角形或梯形分布或集中荷載剪力墻自重：均布荷載注1：此方法與樓面?zhèn)鹘o梁的荷載計(jì)算方法類似注2：本方法僅適用現(xiàn)澆樓蓋注3：聯(lián)肢墻的墻肢受力，以洞口中線分界注4：計(jì)算墻肢自重重力荷載時(shí)，要扣除門窗洞水平荷載效應(yīng)應(yīng)計(jì)算概要整體墻(高層P.106)：內(nèi)力直接按按靜力計(jì)算；；位移：引入等效抗彎彎剛度考慮剪剪切變形后，，采用懸臂梁梁公式有洞口時(shí)，引引入折算慣性性矩和折算面面積。整體小開口墻墻：按靜力計(jì)算算的內(nèi)力(彎矩剪力和軸軸力)按剛度等在墻墻肢中分配。。聯(lián)肢墻：連續(xù)連桿法法計(jì)算壁式框架：用普通框架架的D值法；有三點(diǎn)不同：：需要用新公式式計(jì)算梁柱的的線剛度；需要用壁梁和和壁柱的線剛剛度計(jì)算D值；需要進(jìn)一步修修正反彎點(diǎn)高高度和梁柱剛剛度比注：抗震教材材中P.168－180給出了框架剪剪力墻結(jié)構(gòu)水水平荷載內(nèi)力力計(jì)算的全過過程。剪力墻分類和和計(jì)算方法整體小開口墻墻的內(nèi)力計(jì)算算公式整體小開口墻墻的墻肢彎矩矩由整體彎矩和局部彎矩組成1、墻肢彎矩2、墻肢軸力3、墻肢剪力，，按墻肢截面面積和慣性矩矩的平均值進(jìn)進(jìn)行分配:外荷載對于剪力墻截面的總剪力。連續(xù)連桿法－－計(jì)算步驟設(shè)有k個(gè)連梁(k+1個(gè)墻肢，雙肢墻k=1)。設(shè)置x坐標(biāo)系原點(diǎn)：原點(diǎn)在頂層，方向向向下。1、計(jì)算各種參數(shù)數(shù)1、幾何參數(shù)：各墻肢、連梁的的截面面積和慣性性矩；2、剛度參數(shù)：墻梁剛度比、連連梁和墻肢等效剛剛度3、影響系數(shù)：軸向變形影響系系數(shù)、剪切影響系系數(shù)等4、整體系數(shù)：和12、(利用1）計(jì)計(jì)算連桿約束彎矩矩m()3、(利用2）計(jì)計(jì)算連梁剪力和彎彎矩P.764、(利用1和3）計(jì)算墻肢中的的內(nèi)力和位移P.76內(nèi)力設(shè)計(jì)值選取(高層7.2.1節(jié))兩種組合：有、無地震作用用內(nèi)力設(shè)計(jì)值：組合最不利內(nèi)力力或調(diào)整后的內(nèi)力力控制截面：墻底截面：彎矩最最大，底部加強(qiáng)區(qū)區(qū)(高度＝截面高度))尺寸(厚度)改變處截面材料改變的截面（（混凝土強(qiáng)度等級級和/或鋼筋配筋）強(qiáng)剪弱彎調(diào)整：增加剪力的組合合設(shè)計(jì)值。強(qiáng)墻弱梁調(diào)整：減小連梁彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值。抗震要求的調(diào)整－－組合以后基本思想：獲得內(nèi)力的組合合值以后，再根據(jù)強(qiáng)剪弱彎彎，強(qiáng)柱(墻)弱梁等要求得到調(diào)調(diào)整后的內(nèi)力設(shè)計(jì)計(jì)值－用于設(shè)計(jì)。。剪力墻要求的調(diào)整整墻肢：強(qiáng)剪弱彎調(diào)調(diào)整連梁：強(qiáng)墻弱梁(降低連梁彎矩)＋強(qiáng)剪弱彎調(diào)整框架要求的調(diào)整(比較)框架柱：強(qiáng)柱弱梁梁(降低柱彎矩)＋強(qiáng)剪弱彎調(diào)整框架梁：強(qiáng)剪弱彎彎調(diào)整(梁和柱均需要調(diào)整整)back強(qiáng)剪弱彎調(diào)整：增加剪力的組合合設(shè)計(jì)值乘以放大系數(shù)以后后，剪力設(shè)計(jì)值已已經(jīng)增大了?？浯蟠罅死щy，增加了了安全性。彎矩并沒有增大，，間接實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)剪弱彎。底部加強(qiáng)部位墻肢肢最不利組合的剪剪力設(shè)計(jì)值底部加強(qiáng)部位墻肢肢的剪力設(shè)計(jì)值墻肢剪力放大系數(shù)數(shù)(一、二、三、四級級分別為1.6,1.4,1.2,1.0)三、剪力墻截面設(shè)設(shè)計(jì)過程概要已知墻肢、連梁內(nèi)內(nèi)力設(shè)計(jì)值(組合、調(diào)整后的結(jié)結(jié)果)。

按軸壓比校核墻肢肢截面尺寸和混凝凝土等級。

最后還要驗(yàn)算墻肢肢剪壓比(7-20)，連梁剪壓比(7-26)

驗(yàn)算軸壓比(表7-3)。確定是否應(yīng)設(shè)置置邊緣構(gòu)件。根據(jù)構(gòu)造要求初定定兩種分布鋼筋的的層數(shù)、直徑和間間距。

判斷墻肢屬于大(小)偏心受壓(7-1)。

”正截面”設(shè)計(jì)：確定端部縱筋截面面積(定鋼筋數(shù)與直徑)

斜截面設(shè)計(jì)：用初初選水平分布鋼筋驗(yàn)算抗剪承載力(7-18)

對約束邊緣構(gòu)件計(jì)計(jì)算確定體積配箍箍率(7-22)

。連梁設(shè)計(jì)

連梁抗彎計(jì)算決定定主筋(7-24)連梁抗剪計(jì)算決定定箍筋配筋(7-25)軸壓比限值n=N/fcA軸壓比過大則剪力力墻的延性會過小小或消失。需要限制剪力墻墻底部加強(qiáng)部位位的軸壓比。由由于剪力墻是片片狀的，受力性性能不如柱，所所以其軸壓比限值要比比柱嚴(yán)格。重力荷載代表值值作用下墻肢的的軸壓比需滿足足要求(因?yàn)榈卣鹱饔媒M組合中采用重力力荷載代表值)在軸壓比超過一一定限度以后，，對一、二級剪剪力墻還需要設(shè)設(shè)置約束邊緣構(gòu)構(gòu)件。軸壓比n=N/fcA一級(9度)一級(7,8度)二級墻肢軸壓比限值0.40.50.6需設(shè)約束邊緣構(gòu)件限值0.10.20.3back墻肢的剪壓比墻肢截面需滿足足以上剪壓比要要求。如果不滿足要求求，則應(yīng)該提高高截面面積或混混凝土強(qiáng)度等級級墻肢設(shè)計(jì)的內(nèi)容－確定配配筋和構(gòu)造設(shè)計(jì)中將豎向、、水平分布筋功功能分開考慮：：豎向分布筋抗彎；水平分布筋抗抗剪。豎向分布鋼筋同同樣有抗剪作用用，這里作為安安全儲備。間接接實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎彎。正截面承載力計(jì)計(jì)算－確定端部部鋼筋面積按柱縱筋計(jì)算類類似方法(對稱形、截面形形狀)。不同點(diǎn)：按配筋率等構(gòu)造造要求給定豎向向分布鋼筋面積積端部鋼筋計(jì)算時(shí)時(shí)，需在減去豎豎向分布鋼筋的的抵抗彎矩。需考慮邊緣構(gòu)件件的配筋率構(gòu)造造要求（計(jì)算時(shí)時(shí)不計(jì)邊緣構(gòu)件件）斜截面承載力計(jì)計(jì)算－確認(rèn)水平平分布鋼筋面積積強(qiáng)剪弱彎調(diào)整，，然后驗(yàn)證水平平分布鋼筋滿足足要求墻肢的構(gòu)造要求求大偏壓對稱配筋計(jì)算分別為受拉區(qū)端部鋼筋、受壓區(qū)端部鋼筋和豎向分布鋼筋的截面面積已知：內(nèi)力設(shè)計(jì)值N,M，混凝土的軸心心抗壓強(qiáng)度fc豎向分布鋼筋的的截面面積Asw和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值fyw端部鋼筋的抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy。求得名義受壓區(qū)高度度：端部鋼筋端部鋼筋抵抗彎矩：墻肢彎矩設(shè)計(jì)值小于截面抵抗彎矩設(shè)計(jì)表達(dá)式：1分布鋼筋抵抗彎矩：2端部鋼筋總面積：3分布鋼筋按構(gòu)造造配筋豎向分布鋼筋總總截面面積豎向分布鋼筋抗抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值端部鋼筋抗拉強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值斜截面驗(yàn)算—確認(rèn)按構(gòu)造要求求的水平分布鋼鋼筋面積和間距距滿足要求墻肢腹板厚度腹板有效高度水平分布鋼筋總面積水平分布鋼筋間距砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值無地震作用組合合有地震作用組合合back分布鋼筋最小配配筋率和最大間間距要求鋼筋直徑不宜大大于墻厚度的1/10(粘結(jié)力要求)back按此處的構(gòu)造要求初定兩者構(gòu)造邊緣構(gòu)件P.191設(shè)置要求：三、、四級剪力墻的的底部加強(qiáng)區(qū)需需設(shè)置邊緣構(gòu)件件。構(gòu)造邊緣構(gòu)件的的尺寸見上圖。。其中面積Ac是配筋的依據(jù)。。底部加強(qiáng)部位用用箍筋，其它部部位用拉筋，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角處宜用箍筋筋非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，，墻端也要設(shè)置置至少4根縱向鋼筋，并并配拉筋。暗柱及短柱的縱縱向鋼筋的搭接接和錨固要求與與框架柱相同。。構(gòu)造邊緣構(gòu)件配配筋配筋需要滿足下下表(最低要求)。下表是初定端部部鋼筋的依據(jù)之之一。需通過計(jì)算使之之滿足承載力要要求(它們是端部鋼筋筋)。Ac構(gòu)造邊緣構(gòu)件的的構(gòu)造要求連梁設(shè)計(jì)過程驗(yàn)算剪壓比限值值,確認(rèn)截面尺寸和和材料強(qiáng)墻弱梁調(diào)整采用以下兩兩種方法之一進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算前低連連梁剛度，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了強(qiáng)墻弱梁。。結(jié)構(gòu)計(jì)算后，彎彎矩組合值乘以以折減系數(shù)(不小于0.8)強(qiáng)剪弱彎調(diào)整得到剪力的的設(shè)計(jì)值連梁抗彎設(shè)計(jì)－－受力鋼筋連梁抗剪設(shè)計(jì)－－箍筋(全長加密)注意：主筋、箍箍筋均需滿足構(gòu)構(gòu)造要求。連梁跨高比的相相關(guān)問題跨高比增加，連連梁中的剪切變變形所占比例增增加跨高比=0.5時(shí)，剪切變形占占連梁變形的90%以上跨高比=5時(shí)，剪切變形占占連梁變形的10%.按跨高比對連梁梁設(shè)計(jì)方法的影影響當(dāng)跨高比小于2.5時(shí)，按連連梁設(shè)計(jì)計(jì)當(dāng)跨高比比大于5時(shí)，按框框架梁設(shè)設(shè)計(jì)當(dāng)跨高比比在2.5~5之間時(shí)，，酌情考考慮。PKPM中允許設(shè)設(shè)計(jì)人員員設(shè)定把把連梁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換撐框框架梁的的跨高比比。例如如可以選選擇3——跨高比大大于3就按框架架梁設(shè)計(jì)計(jì)注意：雙雙肢墻的的連梁一一旦被按按框架梁梁設(shè)計(jì)，，則這個(gè)個(gè)雙肢墻墻就實(shí)際際上是兩兩個(gè)整體體墻了。。因此結(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力、位位移周期期等都會會發(fā)生改改變?？绺弑炔徊淮笥?時(shí)，宜設(shè)置交叉叉暗撐跨高比不不大于1時(shí)，應(yīng)設(shè)置交叉叉暗撐連梁剪壓壓比限值值驗(yàn)算(避免斜壓壓破壞)比較墻肢肢剪壓比比限制要要求(下頁)無地震作用組合時(shí)有地震作用組合時(shí)：這里在已已知剪力力設(shè)計(jì)值值后驗(yàn)算算是否滿滿足剪壓壓比的要要求，不不能滿足足時(shí)，需需要調(diào)整整尺寸。。調(diào)整方方法：1.減小連梁梁的截面面高度。。2.降低連梁梁剛度的的調(diào)幅可可降低Vb,致使上式式滿足。。3.大震時(shí)認(rèn)認(rèn)為連梁梁不參與與工作－－假定為為鉸接連連桿。深梁跨高比大于5為一般梁梁墻肢的剪剪壓比墻肢截面面需滿足足以上剪剪壓比要要求。如果不滿滿足要求求，則應(yīng)應(yīng)該提高高截面面面積或混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級級連梁的強(qiáng)墻弱梁梁調(diào)整1、剛度調(diào)調(diào)整-計(jì)算前調(diào)調(diào)整：原理：按剛度度分配使使得剛度度小的構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力力減小。。目的：通過降降低連梁梁剛度，，減小彎彎矩和剪剪力的設(shè)設(shè)計(jì)值。。方法：6、7度時(shí)折減減系數(shù)不小于0.7；8、9度時(shí)折減減系數(shù)不不小于0.5。給出一個(gè)個(gè)下限的的原因是是：連梁梁能夠有有足夠的的承載力力承受豎豎向荷載載。2、折減組組合設(shè)計(jì)計(jì)值-組合后調(diào)調(diào)整(略)連梁的強(qiáng)剪弱彎彎調(diào)整純彎曲時(shí)：即：考慮強(qiáng)剪弱彎：再考慮重力荷載引起的的剪力：經(jīng)過剛度度調(diào)整后后，彎矩矩已比較較小了在獲得最不利組合彎矩以后，按上式獲得的剪力作為剪力設(shè)計(jì)值。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎。至此已經(jīng)獲得了正截面和斜截面的全部內(nèi)力設(shè)計(jì)