第五讲二剪力墙结构的构件设计与构造

第五讲（二）剪力墙结构的构件设计与构造本章内容：

前言—剪力墙结构内力与设计特点

一、剪力墙结构的布置和一般规定

二、墙肢正截面受弯承载力计算

三、墙肢斜截面抗剪承载力计算

四、悬臂剪力墙（整体墙）设计和构造

1、破坏形态和设计要求

2、剪力墙截面配筋构造

3、抗震延性整体悬臂剪力墙（无开口墙）的设计和构造

五、开洞剪力墙设计和构造

1、连梁截面设计和构造

2、延性联肢墙设计

前言—剪力墙结构内力与设计特点

1、从空间体系到平面体系——只考虑平面内的受力，面外强度和刚度忽略不计。

2、剪力墙构件分类（整体墙和连肢墙）

（1）整体墙

受力特点：在水平荷载和竖向荷载组合作用下，独立墙肢任意高度处内力有弯矩M、轴力N和剪力V。应分别进行偏心受压、偏心受拉和抗剪承载力计算。

（2

内力特点：由洞口将剪力墙分为竖向墙肢构件和水平连梁构件两部分。如下图所示。

其中，竖向墙肢构件作用有弯矩M、轴力N和剪力V，应分别进行偏心受压、偏心受拉和抗剪承载力计算。

水平连梁构件作用有弯矩M和剪力V，抗弯和抗剪承载力计算。

3、延性剪力墙设计

可与框架结构延性抗震设计思路相对应：

（1）强柱弱梁——强墙弱梁

（2）强剪弱弯——墙肢的强剪弱弯与连梁的强剪弱弯

（3）局部加强——剪力墙的加强区

独肢墙

连肢墙

（4）限制柱轴压比——墙肢的轴压比

4、竖向墙肢端部的加强——构造边缘构件与约束边缘构件

竖向墙肢中除应配置纵向分布钢筋与水平分布钢筋外，还应对墙肢的两端进行加强配筋。

墙肢端部应根据不同情况设置边缘构件，分别是构造边缘构件与约束边缘构件

一般墙肢

构造边缘构件

特殊墙肢

钢筋混凝土剪力墙的设计要求是：在正常使用荷载及风载、小震作用下，结构应处于弹性工作阶段，裂缝宽度不能过大；在中等强度地震作用下(设防烈度)，允许进入弹塑性状态，必须保证在非弹性变形的反复作用下，有足够的承载力、延性及良好吸收地层能量的能力；在强烈地震作用(罕遇烈度)下，剪力墙不允许倒塌，要保证剪力墙仍能站住。

按照墙的几何形状及有无洞口，剪力墙可分为上图所示的各种类型。它们的破坏形态和配筋构造既有共性，又各有特殊性。剪力墙通常可分为墙肢及连梁两类构件。

下面先介绍剪力墙结构的布置和一般规定，墙肢截面配筋计算，然后分别介绍各类剪力墙的设计和构造要求，特别是抗震设计和构造要求。连梁设计和构造将在开洞剪力墙中介绍。

一、剪力墙结构的布置和一般规定

剪力墙结构的布置和一般规定如下：

(1)高层剪力墙结构，墙体应沿主轴方向或其他方向双向布置，形成对承受竖向荷载有利、抗侧力刚度大的平面和竖向布局。在抗震结构中，应避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。剪力墙间距不宜太密，宜采用大开间布置。剪力墙宜自下而上连续布置，避免刚度突变。

(2)一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为4—8的剪力墙。

高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。

当短肢剪力墙较多时，应布置简体(或一般剪力墙)，形成短肢剪力墙与简体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：

1)其最大适用高度应比一般剪力墙结构的规定值适当降低，且7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）时抗震设计时分别不应大于100m、80m和60m。

2)抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第—振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。

3) 短肢剪力墙截面厚度底部加强部位不应小于200mm，其他部位不应小于180mm。

4)抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三级时分别不宜大于0.4、0.5和0.55；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1。

5)抗震设计时，除底部加强部位应调整剪力设计值外，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二、三级抗震等级应分别乘以增大系数1.4、1.2和1.1。

6)抗震设计时，短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋的配筋率，底部加强部位一、二级不宜小于1.2％，三、四级不宜小于1.0%。其他部位一、二级不宜小于1.0％，三、四级不宜小于0.8%。

7)不宜采用一字形短肢剪力墙，不宜在一字形短肢剪力墙

8)7度和8度抗震设计时。短肢剪力墙宜设置翼缘，一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。

9)B级高度高层建筑和9度抗震设计的A级高度高层建筑，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。

(3)较长的剪力墙可用跨高比不小于5的弱连梁分成较为均匀的若干个独立墙段（见下图），每个独立墙段可为整体墙或联肢墙，每个独立墙段的总高度和墙段长度之比不宜小于3，避免剪切破坏，提高变形能力。

每个墙段具有若干墙肢，每个墙肢的长度不宜大于8m。当墙肢长度超过8m时，应采用施工时墙上留洞，完工时砌填充墙的结构洞方法，把长墙肢分成短墙肢（见下图）。

（4）应控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。

1）沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩。

2)当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱，其截面宽度不小于梁宽；扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。

3)当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，暗柱的截面宽度可取梁宽加2倍墙厚。

4)必要时，剪力墙内可设置型钢。

5)将梁端设计成铰接或做成变截面梁(梁端截面减小)，以减少梁在竖向荷载下的端弯矩对墙平面外弯曲的不利影响。

6)梁与墙连接时，梁内钢筋应锚人墙内，并有足够的锚固长度。

暗柱、扶壁柱纵向钢筋的构造最小配筋率

（5）剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁，按本章有关规定进行设计；当跨高比不小于5时，宜按框架梁进行设计。不