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必看剪力墙设计步骤分析

160是最小的可能厚度. 电梯井墙肢厚度不宜小于160 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235(I级) 其它335(级)
h-层高
二、剪力墙计算过程概要
1. 各片剪力墙荷载的计算 2. 竖向荷载——按受荷面积(从属面积),无弯矩和剪力 3. 水平荷载——按等效抗弯刚度分配到各墙肢 4. 各片剪力墙在分得的荷载作用下的内力和位移计算 5. 整截面墙和整体小开口墙——材料力学方法 6. 联肢墙(双肢墙)——连续化方法 7. 壁式框架——带刚域D值法 8. 内力组合: 9. 轴力和弯矩设计值:偏心受压构件,组合方法与框架柱相同 10. 剪力设计值:只考虑水平荷载产生的剪力 11. 调整获得内力设计值 12. 墙肢:强剪弱弯调整 (比较:框架柱需要进行强柱弱梁调整) 13. 连梁:强墙弱梁调整、强剪弱弯调整。 14. 边缘构件设计
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) 框架柱:强柱弱梁(降低柱弯矩) +强剪弱弯调整 框架梁:强剪弱弯调整(梁和柱均需要调整)
轴压比 / 墙肢轴压比限值
需设约束边缘构件限值
一级(9度) 0.4 0.1
一级(7,8度) 0.5 0.2
二级 0.6 0.3
墙肢的剪压比
墙肢截面需满足以上剪压比要求。 如果不满足要求,则应该提高截面面积或混凝土强度等级
墙肢设计的内容-确定配筋和构造
设计中将竖向、水平分布筋功能分开考虑: 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) 斜截面承载力计算-确认水平分布钢筋面积 强剪弱弯调整,然后验证水平分布钢活


轴力
均布荷载
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
非抗震设计时计 抗震设计多遇地


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。 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
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。◇ 3. 最后还要验算墙肢剪压比(7-20),连梁剪压比(7-26) ◇ 4. 验算轴压比(表7-3)。确定是否应设置边缘构件。 5. 根据构造要求初定两种分布钢筋的层数、直径和间距。◇ 6. 判断墙肢属于大(小)偏心受压(7-1)。◇ 7. ”正截面”设计:确定端部纵筋截面面积(定钢筋数与直径) ◇ 8. 斜截面设计:用初选水平分布钢筋验算抗剪承载力(7-18) ◇ 9. 对约束边缘构件计算确定体积配箍率(7-22) ◇ 。 10. 连梁设计◇ 11. 连梁抗弯计算决定主筋(7-24) 12. 连梁抗剪计算决定箍筋配筋(7-25)
剪力墙结构设计概要
一、剪力墙结构布置概要 结构布置 尺寸和材料 二、剪力墙计算过程概要 组合弯矩计算值 强墙弱梁调整和强剪弱弯调整 三、剪力墙截面设计过程概要 墙肢截面设计 连梁截面设计 构造边缘构件(毕业设计中不考虑约束边缘构件)
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
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 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
大偏压对称配筋计算
端部钢 筋
As As'
As, As, Asw
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
hw0hwa
已知:内力设计值,混凝土的轴心抗压强度 竖向分布钢筋的截面面积和抗拉强度设计值 端部钢筋的抗拉强度设计值。求得名义受压区高度:
1
x
N A s w fy w
a 1fcb w 1 .5A s w fy w /h w 0
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。 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180,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 连梁 1、强剪弱弯 连梁也同样要强剪弱弯 2、抗剪配筋 配筋形式——交叉斜筋 大配筋量 3、连梁尺寸
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500
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
强剪弱弯调整:增加剪力的组合设计值
底部加强部位墙肢 的剪力设计值
底部加强部位墙肢 最不利组合的剪力
设计值
V vwVw
墙肢剪力放大系数 (一、二、三、四级分别
为1.6,1.4,1.2,1.0)
乘以放大系数以后,剪力设计值已经增大了。夸大了困难,增加了安全性。 弯矩并没有增大,间接实现了强剪弱弯。
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)0.8M 5p(x)IIi 0.1M 5p(x)
Ii Ii
Ni 0.85Mp(x)AiIyi
3、墙肢剪力,按墙肢截面积和惯性矩的平均值进行分配
Vi 12Vp(
Ai Ai
Ii ) Ii
V p : 外荷载对于剪力墙截面的总剪力。
联肢墙为墙段长度 小开口墙为墙肢长度
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。 底部加强区 ≧ {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。
必看剪力墙设计步骤分析
整体弯矩
可简化为平面计算的剪力墙分类
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
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)
墙肢厚度 不小于160 (截面宽度)
连梁宽度 连梁高度 连梁跨度
轴压比限值 / 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约束边缘构件。
设计表达式: 3
端部钢筋抗拉强 度设计值
MM0Msw
墙肢弯矩设计值小于截面抵抗弯矩
端部钢筋总面积: AsfM y(h w0M saw ')
(76)
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
砼抗拉强度 设计值
墙肢腹 板厚度
腹板有 效高度
有地震作用 组合
V vwVw
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: 需要用新公式计算梁柱的线刚度; 需要用壁梁和壁柱的线刚度计算D值; 需要进一步修正反弯点高度和梁柱刚度比 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。
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