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钢筋混凝土剪力墙设计

则墙肢截面极限应力状态的应力分布与小偏心受压柱完全相同。
由ΣN=0 和ΣM=0 :
相对受压区高度: 则由(7-9b):
非对称配筋时:
可先按构造要求给定As,然后求相对受压区高度、 A‘s。 若算出的ξ≥hw/hw0,为全截面受压,此时,取x=h, A‘s可由 下式计算得到:
7.2.3 墙肢偏心受拉承载力计算
延性剪力墙设计原则
1.强墙弱梁 2.强剪弱弯(墙肢) 3.限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件 4.加强重点部位 5.连梁特殊措施
*重点部位:剪力墙底部加强部位。①取剪力墙总高度的1/8 和底部两层高度二者中的较大值,且不大于15m;②部分框 支剪力墙结构的剪力墙,其底部加强部位的高度,可取框支 层以上两层的高度及落地剪力墙总高度的1/8二者中的较大 值。
值。
不宜采用小偏拉的墙肢:因为小偏拉时墙肢全截面受拉,裂缝 贯通整个截面,此时可通过调整剪力墙长度或连梁尺寸避免出 现小偏拉。一般宜使墙的长度不超过8m。
墙肢内力设计值的调整:当双肢墙的一个墙肢为大偏拉时,另 一墙肢的剪力设计值、弯矩设计值应乘以增大系数1.25。原 因——
强剪弱弯:为实现墙肢底部加强部位的抗剪能力,避免过早 出现剪切破坏,墙肢剪力计算值需要调整:
(7-8a)
当已知的是A’s,对受拉钢筋合力点取矩:
(7-8b)
• 截面形状为T型或I型时,参考相应的柱计算; • 混凝土受压区高度应符合x>=2a’的条件,否则按x=2a’计算。
2.小偏压承载力计算 小偏压破坏特点:截面大部或全部受压,受压较大一侧混凝 土达到极限压应变而丧失承载力。
钢筋受力特点:受压较大一侧端部钢筋及竖向分布筋屈服, 但计算中不考虑竖向分布筋的作用。而受拉区的竖向钢筋未 屈服,计算中也不考虑其作用。
墙肢在N和M作用下,当M/N>hw/2-a时,为大偏拉,此时 墙肢截面大部受拉,小部分受压。假定距离受压区边缘 1.5x范围以外的受拉分布钢筋屈服并参与工作:
矩形截面对称配筋时,受压区x高度为:
(7-13)
与大偏压承载力公式类似,竖向分布钢筋抗弯承载力为:
(7-14)
端部钢筋抗弯承载力为: 设计时应先确定分布钢筋面积
7.2 墙肢设计
墙肢的破坏形态:与实体墙相同,有:弯曲破坏、弯剪破 坏、剪切破坏和滑移破坏。
7.2.1 内力设计值
剪力墙内力设计值取控制截面最不利组合内力或对其调整后的 内力。
控制截面:一般取墙肢底截面以及改变墙厚、改变混凝土标号、 改变配筋量的截面。
一级抗震:需使塑性铰出现在剪力墙底部,故其弯矩设计取法 为:底部加强部位以及以上一层,采用墙肢底部截面组合的弯 矩计算值;其他部位,取墙肢截面最不利组合的弯矩计算值乘 以增大系数1.2作为弯矩设计值。 其他抗震等级:直接采用墙肢截面最不利内力组合的弯矩设计
1.墙肢斜截面剪切破坏形态 墙肢的斜截面剪切破坏大致可以归纳为三种破坏形态: 1)剪拉破坏 2)斜压破坏 3)剪压破坏
剪拉破坏:剪跨比较大、横向钢筋较少的墙肢,容易发生, 斜裂缝延伸至受压区边缘,使墙肢劈裂为两部分而破坏。属 脆性破坏。
斜压破坏:斜裂缝将墙肢分割为各斜受压柱体,混凝土被压 碎。容易发生在界面尺寸小、剪压比过大的墙肢。
剪压破坏:常见的破坏形态。
受剪承载力计算以剪压破坏为基础。受剪承载力由两部分组 成:横向钢筋的抗剪和混凝土的抗剪承载力
2.偏心受压斜截面受剪承载力
裂缝的形式: 与剪跨比有关,当λ不大于1.5时,墙肢以剪切变形为主, 首先在腹部出现斜裂缝,形成腹剪斜裂缝。 当λ大于1.5,墙肢变形为弯剪变形,出现的裂缝为弯剪 裂缝,也可导致斜截面剪切破坏 当剪力墙带有翼墙时,不考虑翼墙的抗剪。
框架-剪力墙结构中的剪力墙厚度,底部加强部位不应小于 200mm和h/16,其他部位不应小于160mm和h/20。
(7-15)
,由为保证有受压区(x&部钢筋的面积:
抗震设计:计算公式与非抗震设计相同,式子的右边需多 除以承载力抗震调整系数γRE,在计算受压区高度x和计算 分布钢筋抵抗矩Msw的公式中,N要乘以γRE。
7.2.4 墙肢斜截面受剪承载力计算
构造上规定最小厚度原因:保证其平面外的稳定性,并有利于 混凝土的浇筑质量。
表中,h取层高或剪力墙无支长度二者的小值;
一、二级抗震设计的无端柱或翼墙的一字型剪力墙的厚度,底 部加强部位不应小于h/12、其他部位不应小于h/15,且不小于 180mm。
分隔电梯井的墙肢厚度可适当减小。但不得小于160mm.
1)对称配筋 由ΣN=0,求x:
对受压区中心取矩,由ΣM=0: 化简,忽略x2项: 上式右边两项分别为分布钢筋和端部钢筋提供的抗弯承载力: 抗弯承载力要求:
工程设计时,先给定竖向分布钢筋的截面面积Asw,再计算x, 由式7-4a,求出Msw,然后再求端部钢筋面积As:
2)非对称配筋 As≠ A‘s,此时需先给定竖向分布钢筋ASW,并给定一端 的钢筋面积,求另一端钢筋面积,由ΣN=0,得: 当已知的是As,对受压钢筋合力点取矩:
V vwVw
7.2.2 墙肢偏心受压承载力计算
在轴力和弯矩作用下墙肢的承载力计算类似于柱,也有 区别:多配置有竖向和横向分布钢筋,竖向分布钢筋参与抗 弯,横向分布筋抗剪。
验算压弯承载力时不考虑受压竖向分布筋的作用,仅考 虑其受拉的作用。
1. 大偏压承载力计算
大偏压定义(同柱)
基本假定:①变形符合平面假定;②不考虑受拉混凝土的 作用;③受压区混凝土的应力图用等效矩形应力图替换;④ 端部钢筋均屈服;⑤受压区边缘算起1.5x范围内以外的受拉 钢筋全部屈服并参与受力计算,1.5x以内的未受拉屈服或为 受压,不参与受力。
偏心受压墙肢的受剪承载力计算公式为:
3.偏心受拉斜截面受剪承载力
轴向拉力的存在对抗剪不利,只要是大偏拉,仍有部分受压 区,混凝土仍可抗剪:
7.2.5 墙肢构造要求 1.混凝土强度等级
筒体结构核心筒和内筒混凝土不低于C25,其他不低于C20 2.最小截面尺寸(最小厚度和剪压比限值)
首先要满足承载力计算要求,其次满足构造要求: 1)最小厚度
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