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必看剪力墙设计步骤

底部加强区 ≧ max{总高度/8, 底层两层高}
对加强区的特殊处理
适当提高抗剪承载力 对轴压比有较高的限值 特殊的构造措施
如果地下室顶板为上部结构嵌固部位,则剪力 墙底部加强区起算层号中扣除了地下室。
地下室顶板作为嵌固部位的若干规定
地下室顶板作为嵌固部位的条件
刚度比要求:抗规6.1.14,地下室的抗侧刚度不小于上部结 构刚度的2倍。
按负荷面 积分配
结构计算
结构计算
弯矩
0
0
结构计算 结构计算
剪力
0
0
非抗震设 抗震设计 计时计算 多遇地震
四种荷载分别计算对应的内力
以上“结构计算”指采用整体墙、联肢墙、壁 式框架等的计算方法进行计算
剪力墙在竖向荷载作用下内力计算
各片剪力墙单独计算。不考虑结构连续性和各结构单 元及各剪力墙的协同工作。
拉筋
竖向:端部钢筋和竖向分布钢筋共同抗弯 端部钢筋类似梁上、下的纵向受力钢筋-需经抗弯承载力验算获得 竖向分布钢筋按构造配筋-同时也参与抗弯
水平:水平分布钢筋抗剪,需通过斜截面抗剪承载力计算确定。back
剪力墙中的钢筋
抗震要求不能单排配筋。厚度大时,中间素混凝 土过后,可设三排甚至更多。
剪力墙结构设计步骤
一、剪力墙结构布置-高层第二章 二、剪力墙的计算-高层第五章 三、剪力墙墙肢和连梁的设计(配筋)-高层第7章 (仅考虑毕业设计中的内容,三级以下剪力墙)
可简化为平面计算的剪力墙分类
整体弯矩
局部弯矩
壁式框架
随着开口的增加,变形逐渐由弯 曲型过渡到剪切型
洞口不规则墙不能简化为杆件体 系进行计算
(7 4a) 构造配筋
竖向分布钢筋抗 拉强度设计值
设计表达式:
端部钢筋抗拉 强度设计值
M M 0 M sw
墙肢弯矩设计值小于截面抵抗弯矩
3
端部钢筋总面积:
As
M M sw f y (hw0 a' )
(7 6)
斜截面验算 — 确认按构造要求的水平分
布钢筋面积和间距满足要求
无地震作 用组合
1 x
N Asw f yw
a1 fcbw 1.5Asw f yw / hw0
(7 2b)
竖向分布钢筋
总截面面积
2
分布钢筋抵抗弯矩:M sw
Asw f yw 2
hw0 (1
x )(1 hw0
N )
Asw f yw
端部钢筋抵抗弯矩: M0 As f y (hw0 a' ) (7 4b)
分布钢筋按
对楼盖的要求
剪力墙门窗洞到边缘的尺寸要求
上图中兰框中为门窗洞 距外纵墙600,距外横墙300,距内墙150。两洞间500mm
墙段和墙肢的长度
洞口应设置成弱连梁(跨高比>6) 近似形成若干独立墙段(非墙肢)
剪力墙中的钢筋
边缘构件
竖向分布筋 -抗弯
箍筋
端部纵筋 竖向抗弯
水平(横向) 分布筋-抗剪
竖向分布钢筋象梁的腰筋,水平分布钢筋象柱的 箍筋。但是计算结构承载力时要考虑分布钢筋。
墙端部有边缘构件,旨在提高端部混凝土的抗压 能力。
剪力墙的两类边缘构件(P.189-191)
边缘构件:暗柱、端柱、翼墙、转角墙
约束边缘构件:三、四级剪力墙不需要设置 构造边缘构件:毕业设计中仅考虑此类构件
2、(利用1)计算连杆约束弯矩m()
3、(利用2)计算连梁剪力和弯矩 P.76 4、(利用1和3)计算墙肢中的内力和位移P.76
内力设计值选取(高层7.2.1节)
两种组合:有、无地震作用 内力设计值:组合最不利内力或调整后的内力 控制截面:
墙底截面:弯矩最大,底部加强区(高度=截面高度)) 尺寸(厚度)改变处截面 材料改变的截面(混凝土强度等级和/或钢筋配筋)
水平荷载效应计算概要
整体墙(高层P.106):内力直接按静力计算;位移:
引入等效抗弯刚度考虑剪切变形后,采用悬臂梁公式 有洞口时,引入折算惯性矩和折算面积。
整体小开口墙:按静力计算的内力(弯矩剪力和轴 力)按刚度等在墙肢中分配。
联肢墙:连续连杆法计算
壁式框架:用普通框架的D值法;有三点不同: 1. 需要用新公式计算梁柱的线刚度; 2. 需要用壁梁和壁柱的线刚度计算D值; 3. 需要进一步修正反弯点高度和梁柱刚度比
弯矩并没有增大,间接实现了强剪弱弯。
三、剪力墙截面设计过程概要
1. 已知墙肢、连梁内力设计值(组合、调整后的结果)。◇ 2. 按轴压比校核墙肢截面尺寸和混凝土等级。◇
最后还要验算墙肢剪压比(7-20),连梁剪压比(7-26) ◇
验算轴压比(表7-3)。确定是否应设置边缘构件。
根据构造要求初定两种分布钢筋的层数、直径和间距。◇
地下室顶板距离室外地坪高度不宜过大,宜小于地下室高度 的1/3。
地下室外墙距离上部结构不宜过远(不大于40-50m)。
顶板构造要求:楼板不小于180mm,砼强度不小于C30。 宜采用双层双向配筋。
此时剪力墙加强区起算层号中扣除了地下室。
截面设计原则和措施-延性剪力墙
墙肢 1、强墙弱梁(破坏机制):连梁先于墙肢屈服(框架剪力墙结 构中,联系梁同样要弱于剪力墙) 2、强剪弱弯:包括塑性铰区域在内任何区域均不能出现剪切破 坏和锚固破坏。充分发挥抗拉钢筋的延性。 3、限制轴压比 4、设置边缘构件 5、尽可能出现大偏压;不能出现小偏拉。 6、剪力墙的破坏形态与剪跨比有关——(中)高墙
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二、剪力墙计算过程概要
1. 各片剪力墙荷载的计算
竖向荷载——按受荷面积(从属面积),无弯矩和剪力 水平荷载——按等效抗弯刚度分配到各墙肢
2. 各片剪力墙在分得的荷载作用下的内力和位移计算 整截面墙和整体小开口墙——材料力学方法 联肢墙(双肢墙)——连续化方法 壁式框架——带刚域D值法
轴压比限值 n=N / fc A
轴压比过大则剪力墙的延性会过小或消失。 需要限制剪力墙底部加强部位的轴压比。由于剪力墙是片状
的,受力性能不如柱,所以其轴压比限值要比柱严格。 重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比需满足要求(因为地震
作用组合中采用重力荷载代表值) 在轴压比超过一定限度以后,对一、二级剪力墙还需要设置
一、剪力墙结构布置概要 简单、规则、均匀、对称
1. 双向布置 2. 剪力墙布置成T型、L型、I型 3. 上下连续:贯穿全高、避免刚度突变。 4. 左右对称:可减少结构的扭转。 5. 避免错洞:洞口宜成列布置,成明确的联肢墙 6. 不宜太密:大开间 6~8m(宜采用),小开间3~4m 7. 独立墙段长度不能过长(总高度/墙段长度≤2) 8. 各墙肢长度宜均匀,不宜单墙段刚度过大
强剪弱弯调整:增加剪力的组合设计值。 强墙弱梁调整:减小连梁弯矩设计值。
抗震要求的调整-组合以后
基本思想:获得内力的组合值以后,再根据强 剪弱弯,强柱(墙)弱梁等要求得到调整后的内 力设计值-用于设计。
剪力墙要求的调整
墙肢:强剪弱弯调整 连梁:强墙弱梁(降低连梁弯矩)+强剪弱弯调整
框架要求的调整(比较)
3. 内力组合: 1. 轴力和弯矩设计值:偏心受压构件,组合方法与框架柱相同 2. 剪力设计值:只考虑水平荷载产生的剪力
4. 调整获得内力设计值 墙肢:强剪弱弯调整 (比较:框架柱需要进行强柱弱梁调整) 连梁:强墙弱梁调整、强剪弱弯调整。 边缘构件设计
剪力墙墙肢内力计算方法一览




轴力
均布荷载
3. 判断墙肢属于大(小)偏心受压(7-1)。◇ 4. ”正截面”设计:确定端部纵筋截面面积(定钢筋数与直径) ◇ 5. 斜截面设计:用初选水平分布钢筋验算抗剪承载力(7-18) ◇ 6. 对约束边缘构件计算确定体积配箍率(7-22) ◇ 。 7. 连梁设计◇
连梁抗弯计算决定主筋(7-24) 连梁抗剪计算决定箍筋配筋(7-25)
竖向分布筋抗弯;水平分布筋抗剪。 竖向分布钢筋同样有抗剪作用,这里作为安全储备。
间接实现强剪弱弯。
正截面承载力计算-确定端部钢筋面积
按柱纵筋计算类似方法(对称形、截面形状)。不同点:
按配筋率等构造要求给定竖向分布钢筋面积 端部钢筋计算时,需在减去竖向分布钢筋的抵抗弯矩。 需考虑边缘构件的配筋率构造要求(计算时不计边缘构件)
➢ 注:抗震教材中P.168-180给出了框架剪力墙结构水平 荷载内力计算的全过程。
剪力墙分类和计算方法
整体小开口墙的内力计算公式
1、墙肢弯矩 2、墙肢轴力
M i (x)
0.85M
p
(
x)
Ii I
0.15M p (x)
Ii Ii
Ni
0.85M p (x)
Ai yi I
3、墙肢剪力,按墙肢截面积和惯性矩的平均值进行分配
作用:提高墙肢端部混凝土极限压应变,改 善剪力墙的延性。
剪力墙尺寸和材料墙肢最小厚度
h-层高
160mm是最小的可能厚度. 电梯井墙肢厚度不宜小于160mm 剪力墙墙肢混凝土强度>C20 每一个墙肢长度不大于8m 剪力墙墙肢钢筋:
分布筋、箍筋HRB235(I级) 其它HRB335(II级)
剪力墙的尺寸和各部分名称
墙肢高度 (悬臂梁跨度)
墙肢长度 不大于8m
(截面高度hw)
连梁宽度 连梁高度 连梁跨度
墙肢厚度 不小于160mm
(截面宽度bw)
联肢墙为墙段长度 小开口墙为墙肢长度
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底部加强区(P.178)
塑性铰区:底部高度等于截面高度的范围 底部加强区(高规7.1.9) :含塑性铰区在内。
墙肢轴力由竖向荷载引起,弯矩和剪力为零 竖向荷载:墙负荷范围内的永久和可变荷载
各层楼面荷载:三角形或梯形分布或集中荷载 剪力墙自重:均布荷载 注1:此方法与楼面传给梁的荷载计算方法类似 注2:本方法仅适用现浇楼盖 注3:联肢墙的墙肢受力,以洞口中线分界 注4:计算墙肢自重重力荷载时,要扣除门窗洞
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