剪力墙设计和构造分析参考课件

（3）中、高墙的延性设计
要使悬臂剪力墙具有延性，首先要防止出现剪切破坏和锚 固破坏，充分发挥弯曲作用下的钢筋抗拉作用，使剪力墙 的塑性铰具有延性。
①减小受压区高度或加大混凝土极限压应变
减小受压区高度: 在非对称配筋情况下，应注意不使受拉钢筋过多而增大受 压区高度；在对称配筋情况下，尽可能降低轴向压力，以 避免受压区高度的增大。
配筋率的影响 ：剪力墙截面的极限弯矩随配筋率的增加而 提高；墙截面的极限转角随配筋率的增加而降低。
配筋形式的影响 ：对相同配筋率的墙，将部分钢筋集中布 置在两端时极限转角大、延性好。
配筋方法：为达到既增大强度又提高延性，设计剪力墙时， 除按构造要求在墙内配置分布筋外，应尽可能将其余所需 的抗弯钢筋集中布置在墙的端部。
③避免过早剪切破坏和锚固破坏
避免剪切破坏： 塑性铰区必须按强剪弱弯的原则设计，还应严格控制剪压 比和增加分布钢筋数量，在墙内设置端柱或暗柱
防止锚固破坏 要注意墙钢筋在基础中的锚固，保证不发生锚固破坏。
④防止水平施工缝截面的剪切滑移破坏
要防止这种破坏主要依靠竖向钢筋和缝间摩擦力抵抗滑移， 所以要对施工缝的竖向钢筋面积验算。
②轴向力
随着轴向力的增大，截面承载力提高，延性明显降低，故 应对轴压比进行控制。
③截面型式
当截面有翼缘时，会改善墙体的延性性能，随着翼缘面 积与横截面面积之比的增加，延性也相应增加。
④混凝土强度等级
随混凝土强度等级的提高延性也提高，尤其当墙的受压
区有翼缘时，延性的提高更为明显。当混凝土强度等级 低于层C20时，延性将很小。
墙肢配筋方法：
两端集中配竖向钢筋，腹板配竖向和水平分布钢筋；都有 最小配筋率的规定。 竖向分布钢筋一般按最小配筋率配置。
墙肢钢筋的抗弯作用：
墙肢端部集中配置的竖向钢筋参与抵抗弯矩，并与箍筋一道 形成暗柱 ；
墙肢端部以外的受拉竖向分布钢筋参与抵抗弯矩，不考虑受 压竖向分布钢筋的抗弯作用。
6.8.2.2正截面偏压承载力计算
6.8.1.2联肢剪力墙
（1）联肢剪力墙的延性（强墙弱梁，强剪弱弯） 联肢剪力墙的延性取决于墙肢的延性、连梁的延性及连梁的
刚度和强度。最理想的情况是连梁先于墙肢屈服，且连梁具有 足够的延性，待墙肢底部出现塑性铰后形成图6.40（a）所示的 机构。这样的联肢剪力墙延性最好。
连梁端部塑性铰
Baidu Nhomakorabea连梁设计 过强而引 起墙肢剪 坏
（1）弯矩和剪力设计值
高度
剪力墙肢的塑性铰一般出现在底部 加强部位。对于一级抗震等级的剪 力墙，为了更有把握实现塑性铰出 现在底部加强部位，保证其他部位 不出现塑性铰，同时为了实现“强 剪弱弯”设计要求，弯矩增大部位 剪力墙的剪力设计值也应相应增大。 《高规》规定：一级剪力墙的底部 加强部位以上部位，墙肢的组合弯 矩设计值和组合剪力设计值应乘以 增大系数，弯矩增大系数可取为 1.2，剪力增大系数可取为1.3。
在水平荷载作用下，以弯曲变形为主，剪切变形占总变形 10%以下。在轴向力与水平力共同作用下，形成偏心受压 （或受拉）剪力墙，破坏形态和计算方法如同偏心受压 （或受拉）柱。剪力墙应设计成具有延性的弯曲剪力墙， 应使用“强剪弱弯” 的措施，避免发生剪切破坏。
（2）影响剪力墙延性的因素
①竖向配筋率及配筋形式
。
6.8.2剪力墙截面设计
剪力墙在竖向与水平荷载共同作用下，将承受轴力、弯矩与 剪力的作用，因此，钢筋混凝土剪力墙应进行平面内的斜截面 受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在 集中荷载作用下墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力验算。
6.8.2.1剪力墙钢筋的布置方式 as
as= a's=1/2·暗柱截面高
……………… 由此可见，按“强墙弱梁”的原则设计联肢墙，并按“强剪弱 弯”的原则设计墙肢和连梁，可以得到较为理想的延性联肢墙 结构，它比悬臂墙更为合理。
（2）连梁的延性
连梁的延性对联肢剪力墙起着更为重要的作用。 连梁通常是跨度小而梁高大（接近为深梁），同时竖向荷载 产生的弯矩与剪力不大，而在水平荷载下与墙肢相互作用产 生的约束弯矩与剪力较大，约束弯矩在梁两端方向相反。这 种反弯作用使梁产生很大的剪切变形，对剪应力十分敏感， 容易出现斜裂缝。在反复荷载作用下，易形成交叉裂缝，使 混凝土酥裂，导致剪切破坏，延性较差
⑤配筋构造要求
大量的试验研究分析表明，满足墙的配筋构造要求，能保 证墙具有较好的延性，这是设计时必须认真考虑的。
（4）矮墙的抗震性能及设计要求
矮试墙验H的可w特知h点，w 在如一果般配情筋况合下理都，发做生到强斜剪裂弱缝弯剪切 ，M破可V坏以hw使，0 斜但裂是缝根较据 为分散而细小，从而保证即使吸收了较大的能量也不致脆性 破坏。
6.8.1.1悬臂剪力墙（墙肢）
（1）破坏形态
弯曲破坏
剪切破坏
滑移破坏
剪跨比是反映弯曲与剪切影响的重要参数，剪跨比较小时容易 出现剪切破坏。
悬臂墙的分类
剪跨比可通过高宽比H w hw 间接表示：
1) 当 H w hw ＞3时，称为高墙；
2）当 H w hw = 1～3时成为中高墙； 3）当 H w hw ＜1时，称为矮墙。 高剪力墙的受力特点
6.8 剪力墙设计和构造
6.8.1延性剪力墙概念
试验研究说明：同样高度的建筑在抗震耗能方面，剪力墙结 构比延性框架大20倍。
震害经验也表明：剪力墙结构和框架-剪力墙结构能够承受强 烈地震作用，具有裂而不倒的良好性能，便于震后修复。
钢筋混凝土剪力墙的设计要求是： 1）在正常使用荷载及小震（或风载）作用下，结构应处于弹 性工作阶段，裂缝宽度不能过大； 2）在中等强度地震（设防烈度）下，允许进入弹塑性状态， 使应具有足够的承载能力、延性及良好吸收地震能量的能力； 3）在强烈地震作用（罕遇烈度）下，剪力墙不允许倒塌。此 外还应保证剪力墙结构的稳定。
加大混凝土的极限压应变： 为提高墙的延性，可在墙两端设置端柱或暗柱。柱内箍筋 不仅可以约束混凝土，提高混凝土极限压应变.
② 加强墙底塑性铰区的变形能力
剪力墙塑性铰限制在底部，对底部的塑性铰区通过抗震措 施提高变形能力，以增加墙的延性。
抗震措施：剪力墙各截面的弯矩设计值要调整增大，使各 截面的受弯承载力有所加强。