第11章剪力墙截面设计与构造
剪力墙截面设计和构造要求
(四)洞口配筋
(二)、(三)、(四)具体内容,课后自读
4.8.4 抗震墙的延性设计要求
延性剪力墙的设计原则
1)强墙弱梁 连梁屈服先于墙肢屈服,通过连梁的塑性 变形耗散地震能量。 2)强剪弱弯 适当提高塑性铰范围及其以上相邻范围的 抗剪承载力,实现墙肢强剪弱弯、避免墙 肢剪切破坏;连梁也应为强剪弱弯。
1 s fy b 1
配筋计算 ●对称配筋 As=A’s 直接求ξ→求As, A’s ●非对称配筋 按端部构造配筋要求给定As →求ξ→求A’s
3. 偏心受拉承载力计算
h a 大偏心受拉 2 h e0 a 小偏心受拉 2 e0
●大偏心受拉 截面部分受拉, 应力分布与大偏压相同 忽略受压区及中和轴附近分布钢筋作用的假定 也相同 基本公式与大偏压相似, 仅轴力的符号不同
RE : 承载力抗震调整系数, 取 RE=0.85
三 正截面强度计算
方法:与偏心受压、偏心受拉构件相同 1.偏心受压 (1)大、小偏心受压的判别 当ξ ≤ξ b为大偏心受压 当ξ >ξ b为小偏心受压 ξ 为墙肢相对受压区高度 ξ b为墙肢相对界限受压区高度 平截面假设→截面应变呈直线分布→ξ b
●小偏心受拉 受压区很小 x≤2a’ 按全截面受拉假定配筋 近似公式校核承载能力(对称配筋)
N 1 e0 1 N ou M wu M wu As f y ( hw 0 a' ) 0.5hw 0 Asw f yw
其中 : N ou 2 As Asw f yw
考虑地震作用时; 各类情况中的承载力验算 公式右边都乘以1/γRE
9度一级按式(7.2.6-2)调整
MWua V 1.1 VW MW 计算值; MWua — 剪力墙正截面抗震受弯 承载力,应考虑 承载力抗震调整系数 RE、采用实配纵筋 面积、材料强度标准值 和组合的轴力设计 值等计算。有翼墙时应 计入墙两侧各一倍 翼墙厚度范围内的纵向 钢筋。 (7.2.6 - 2)
剪力墙平法识图—剪力墙梁钢筋构造
4.4.1 剪力墙连梁钢筋构造
2.连梁的箍筋构造
4.4.1 剪力墙连梁钢筋构造
3.连梁的侧面纵筋和拉筋构造
剪力墙连梁是上下楼层门窗洞口之间的那部分墙体,是一种特殊的深 梁,因此连梁截面较高,连梁的侧面应设置纵向构造钢筋。当设计未注写 时,墙身水平分布钢筋可作为连梁的侧面纵筋在连梁范围内拉通连续配置。
连梁的拉筋直径规定为:当梁宽≤350mm时为6mm;当梁宽>350mm时 为8mm。拉筋间距为2倍箍筋间距,竖向沿侧面水平筋“隔一.4 剪力墙梁钢筋构造
4.4.1 剪力墙连梁钢筋构造
剪力墙连梁(LL)的 钢筋种类包括上部纵筋、 下部纵筋、箍筋、拉筋、 侧面纵筋等,并在剪力墙 梁表中进行标注,见下表 示例。
4.4.1 剪力墙连梁钢筋构造
1.连梁的纵筋构造 剪力墙连梁有端部洞口、中间单洞口、中间双洞口三种情况。 连梁以暗柱或端柱为支座,连梁纵向钢筋的锚固起点应当从暗柱或 端柱的边缘算起。
剪力墙墙肢计算中的一些问题
剪力墙截面设计与构造中的一些问题1.剪力墙与钢筋混凝土压弯构件相比有何特点?在剪力墙内,各种钢筋的作用如何?需要进行哪些计算与验算?答:墙体承受轴力,弯矩和剪力的共同作用,它应当符合钢筋混凝土压弯构件的基本规律。
但与柱子相比,它的截面往往薄而长(受力方向截面高宽比远大于4),沿截面长方向要布置许多分布钢筋,同时,截面剪力大,抗剪问题较为突出。
这使剪力墙和柱截面的配筋计算和配筋构造都略有不同。
在剪力墙内,由竖向分布筋和受力纵筋抗弯、水平钢筋抗剪,需要进行正截面抗弯承载能力和斜截面抗剪承载能力计算,必要时,还要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。
剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑,保持平面外稳定。
在楼层之间也要保持局部稳定,必要时还应进行平面外的稳定验算。
2.如何判别剪力墙的大、小偏心受压?答:与偏心受压柱类似,在极限状态下,当剪力墙的相对受压区高度ξ(x /h w0)≤ξb 时,为大偏心受压破坏;ξ>ξb 时为小偏心受压破坏。
3.剪力墙按大偏心受压进行强度计算时,应满足哪两个条件?答:剪力墙按大偏心受压进行强度计算时,应满足的两个条件:(1)必须验算是否满足ξ≤ξb 。
若不满足,则应按小偏压计算配筋。
(2)无论在哪种情况下,均应符合'2a x ≥的条件,否则按'2a x =进行计算。
4.剪力墙大、小偏心受压破坏的特点与假定如何?答:大偏压破坏时,远离中和轴的受拉、受压钢筋都可以达到流限f y ,压区混凝土达到极限强度α1f c ,但是靠近中和轴处的竖向分布筋不能达到流限。
按照平截面假定,未达流限的范围可以由计算确定。
但为了简化计算,在剪力墙正截面计算时,假定只在1.5x 范围(x 为受压区高度)以外的受拉竖向分布筋达到流限并参加受力。
在1.5x 范围内的钢筋未达流限或受压,均不参与受力计算。
与小偏压柱相同,剪力墙截面小偏压破坏时,截面上大部分受压或全部受压。
在压应力较大的一侧,混凝土达到极限抗压强度而丧失承载能力,端部钢筋及分布钢筋均达到抗压屈服强度,但计算中不考虑分布压筋的作用。
剪力墙构造要求2024
引言概述:剪力墙是一种常见的抗震结构形式,被广泛应用于高层建筑及其他结构中。
本文将详细介绍剪力墙构造的要求,以保证其抗震性能,提高结构的安全性和稳定性。
正文内容:1.剪力墙的布置要求:a.布置位置:剪力墙应布置在建筑结构的主要承重墙体上,以负责承担侧向地震力的作用。
b.距离限制:剪力墙之间的距离应根据建筑设计的要求,并考虑到相邻墙体的互相影响。
c.墙体厚度:剪力墙的厚度应满足设计要求并考虑到抗震性能的需要。
2.剪力墙的结构形式:a.整体式剪力墙:即将剪力墙布置在整个建筑结构中,形成连续的墙体,提供较好的整体刚度。
b.局部式剪力墙:局部式剪力墙指将剪力墙仅布置在建筑结构的局部区域,常用于解决局部承重要求较高、整体结构不需要剪力墙的情况。
3.剪力墙的材料要求:a.墙体材料:剪力墙的材料应具有足够的抗压和抗剪强度,一般采用混凝土或钢筋混凝土作为墙体的构造材料。
b.加劲筋:在剪力墙中,可以设置加劲筋来提高墙体的承载能力和刚度。
4.剪力墙的纵向与横向钢筋布置要求:a.纵向钢筋布置:纵向钢筋应按照设计要求正确布置在剪力墙中,以承担地震力的作用。
b.横向钢筋布置:横向钢筋应按照设计要求正确布置在剪力墙中,以提供墙体的抗剪承载力和延性。
5.剪力墙的连接强度要求:a.剪力墙与周边构件的连接:剪力墙与周边构件之间的连接应具有足够的强度和刚度,以确保整体结构的稳定性。
b.剪力墙之间的连接:如果采用了整体式剪力墙的布置方式,剪力墙之间的连接也需要具备足够的强度和刚度。
总结:剪力墙构造的要求涉及到剪力墙的布置、结构形式、材料要求、纵向与横向钢筋布置要求以及连接强度要求等方面。
通过合理满足这些要求,剪力墙可以提供较好的抗震性能,保障建筑结构的安全性和稳定性。
设计师和工程师应充分了解并遵循这些构造要求,以确保剪力墙在地震荷载下的正常工作。
砌体结构设计规范GB50003-2001
中华人民共和国国家标准砌体结构设计规范Code for design of masonry structuresGB 50003-2001主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2002年3月1日关于发布国家标准《砌体结构设计规范》的通知建标[2002]9号根据我部《关于印发1998年工程建设标准制订、修订计划(第一批)的通知》(建标[1998]94号)的要求,由建设部会同有关部门共同修订的《砌体结构设计规范》,经有关部门会审,批准为国家标准,编号为GB 50003-2001,自2002年3月1日起施行。
其中,3.1.1、3.2.1、3.2.2、3.2.3、5.1.1、5.2.4、5.2.5、6.1.1、6.2.1、6.2.2、6.2.8、6.2.10、6.2.11、7.1.2、7.1.3、7.3.2、7.3.12、7.4.1、7.4.6、8.2.8、9.2.2、9.4.3、10.1.8、10.4.11、10.4.12、10.4.14、10.4.19、10.5.5、10.5.6为强制性条文,必须严格执行,原《砌体结构设计规范》GBJ 3-88于2002年12月31日废止。
本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释,中国建筑东北设计研究院负责具体技术内容的解释,建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部2002年1月10日前言本规范是根据建设部《关于印发1998年工程建设标准制订、修订计划(第一批)的通知》(建标[1998]94号)的要求,由中国建筑东北设计研究院会同有关的设计、研究和教学单位,对《砌体结构设计规范》GBJ 3-88 进行全面修订而成的。
在修订过程中,规范编制组开展了专题研究,进行了比较广泛的调查研究,总结了近年来新型砌体材料结构的科研成果和工程经验,考虑了我国的经济条件和工程实践,并在全国范围内广泛征求了有关单位的意见,经反复讨论、修改、充实和试设计,最后由建设部标准定额司组织审查定稿。
剪力墙结构设计计算要点和实例
5.1 概述 一、概述 1、利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构,称为剪力墙结构体系。 墙体同时也作为维护及房间分隔构件。 2、剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制,一般为 3~8m。因而剪力墙结构适用 于要求小房间的住宅、旅馆等建筑,此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料, 如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法,施工速度很快。 3、剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高,墙厚在高度方向可以逐步减少,但要注意
M=q/2H2(均布荷载) ;V=qH M=q/3H2 (倒三角形) ;V=qH/2 M:墙体底部弯矩;V:墙体底部剪力。
3、计算位移: (1)考虑洞口对截面面积及刚度的削弱: 其中: 等效截面面积, :截面毛面积。 (2)等效截面惯性矩:即取有洞和无洞截面惯性矩沿竖向的加权 平均值。 有洞口处墙截面惯性矩的计算:
避免突然减少很多。剪力墙厚度不应小于楼层高度的 1/25 及 160mm。 4、现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平力作用下侧向变形 很小。墙体截面面积大,承载力要求也比较容易满足,剪力墙的抗震性能也较好。 因此,它适宜于建造高层建筑,在 10~50 层范围内都适用,目前我国 10~30 层的高层公寓式住宅大多采用这种体系。 5、剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的,主要是剪力墙间距太小,平面布 置不灵活,不适应于建造公共建筑,结构自重较大。 6、为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度,剪力墙的间距要尽可能做 大些,如做成 6m 左右。 7、剪力墙上常因开门开窗、穿越管线而需要开有洞口,这时应尽量使洞口上下 对齐、布置规则,洞与洞之间、洞到墙边的距离不能太小。 8、因为地震对建筑物的作用方向是任意的,因此,在建筑物的从纵横两个方向 都应布置剪力墙,且各榀剪力墙应尽量拉通对直。 9、在竖向,剪力墙应伸至基础,直至地下室底板,避免在竖向出现结构刚度突 变。但有时,这一点往往与建筑要求相矛盾。例如在沿街布置的高层建筑中,一 般要求在建筑物的底层或底部若干层布置商店,这就要求在建筑物底部取消部分 隔墙以形成大空间,这时也可将部分剪力墙落地、部分剪力墙在底部改为框架, 即成为框支剪力墙结构,也称为底部大空间剪力墙结构。 10、当把墙的底层做成框架柱时,称为框支剪力墙,底层柱的刚度小,形成上下 刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大的内力和塑性变形,致使结构破坏。 因此,在地震区不允许单独采用这种框支剪力墙结构。
11G101-1柱、梁、墙、板构造
11G101-1框架柱、剪力墙、梁、板P53受拉钢筋基本锚固长度Lab、Labe;受拉钢筋锚固长度La;抗震锚固长度Lae;受拉钢筋锚固长度修正系数ζ a1、新。
《受拉钢筋基本锚固长度Lab、Labe》表格中,非抗震和抗震的基本锚固长度均可直接查得,无需再计算。
(表中,一、二级抗震等级Labe取1.15Lab,三级抗震等级取1.05,四级抗震取1.00)2、受拉钢筋的锚固长度Lae一般均为基本锚固长度Labe(即等于查表的数据),特殊情况下乘以修正系数ζa:1)带肋钢筋的公称直径大于25时,乘以1.10;2)锚固区保护层厚度3d时,乘以0.80;5d时,乘以0.70;中间时按内插值。
(与《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第8.3.2条一致)3、图籍注:HPB300级钢筋末端应做180°弯钩,弯后平直段长度不应小于3d,但作为受压钢筋时可不做弯钩。
4、新。
当锚固钢筋保护层厚度不大于5d时,锚固长度范围内应配置横向构造钢筋,其直径不应小于d/4(d为锚固钢筋的最大直径);对梁、柱等杆状构件间距不应大于5d,对板、墙等平面构件间距不大于10d,且均不应小于100mm,此处d为锚固钢筋的直径。
(与《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第8.3.1条一致。
在钢筋锚固长度范围内配置构造钢筋(箍筋或横向钢筋),以防止保护层混凝土劈裂时钢筋突然失锚)5、新。
钢筋种类:淘汰低强235Mpa钢筋,以300Mpa光圆钢筋替代;增加高强500Mpa 钢筋;限制并准备淘汰335Mpa钢筋;最终形成300、400、500Mpa的强度梯次,与国际接轨。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第4.2.1条:混凝土结构的钢筋应按下列规定选用:1纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400钢筋;2箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335钢筋;P54混凝土结构的环境类别;混凝土保护层的最小厚度;纵向受力钢筋搭接区箍筋构造(一)混凝土保护层的最小厚度(mm)1、板、墙15mm;梁、柱20mm。
第8章剪力墙结构的截面设计与构造要求
第8章剪力墙结构的截面设计与构造要求在建筑结构设计中,剪力墙结构是一种常见且重要的结构形式。
它能够有效地抵抗水平荷载,如风力和地震力,为建筑物提供足够的稳定性和安全性。
本章将详细探讨剪力墙结构的截面设计与构造要求,帮助您更好地理解和应用这一结构形式。
一、剪力墙结构的特点与应用剪力墙结构是由一系列钢筋混凝土墙体组成的结构体系,这些墙体不仅承受竖向荷载,还承担水平荷载。
其主要特点包括:1、抗侧刚度大:能够有效地控制建筑物在水平荷载作用下的位移。
2、空间整体性好:墙体的连续性使得结构具有良好的整体性和抗震性能。
3、适用高度范围广:可用于多层和高层建筑。
剪力墙结构广泛应用于住宅、办公楼、酒店等各类建筑中,尤其是在地震设防地区,其优势更为明显。
二、剪力墙的分类根据开洞情况和受力特点,剪力墙可分为以下几类:1、整体墙:没有洞口或洞口很小,其受力性能类似于悬臂梁。
2、小开口整体墙:洞口面积较小,墙肢的弯矩图没有明显的反弯点。
3、联肢墙:洞口较大,墙肢通过连梁连接,受力较为复杂。
4、壁式框架:洞口尺寸较大,连梁与墙肢的线刚度接近,其受力性能类似于框架。
不同类型的剪力墙在截面设计和构造要求上会有所差异,因此在设计时需要准确判断剪力墙的类型。
三、剪力墙截面设计的原则与方法1、截面设计原则(1)强剪弱弯:通过合理的设计,使剪力墙在受弯破坏之前先发生剪切破坏,以提高结构的延性和耗能能力。
(2)强墙肢弱连梁:保证墙肢具有足够的承载能力,连梁在地震作用下先屈服,起到耗能的作用。
2、截面设计方法(1)正截面承载力计算:根据墙肢的受力情况,分别按照偏心受压或偏心受拉构件进行计算。
(2)斜截面承载力计算:主要计算剪力墙的受剪承载力,包括水平剪力和竖向剪力。
在进行截面设计时,需要考虑多种因素,如混凝土强度、钢筋强度、墙肢的几何尺寸、荷载组合等。
四、剪力墙的配筋要求1、分布钢筋(1)水平分布钢筋:一般布置在墙肢的两侧,其作用是抵抗水平剪力,并约束混凝土,防止出现裂缝。
剪力墙结构设计
二、结构布置
● 剪力墙应双向或多向布置。高层建筑不应采用全部为短 肢 的剪力墙,短肢墙应与筒体配合使用。
● 较长的剪力墙可用楼板(无连梁)或弱的连梁分为若干 独
立墙段,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2。 ● 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐。
● 墙肢截面高度与厚度之比不宜小于3。
● 剪力墙的混凝土强度等级不应低于C20,短肢墙—筒体结构的 混凝土强度等级不应低于C25。剪力墙厚度应满足:
一级(9度):0.4
一级(7、8度):0.5 二级:0.6
六、剪力墙结构在水平荷载作用下的内 力与位移计算方法
可按纵、横两个方向墙体分别按平面结构进行计算。 总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配,然后进
行单片剪力墙的计算。
F qmax
EI q q E I EI F F E I
M j 0.85Mi
N j 0.85 M i
0.85Mi
A1 A2
Ij
I Aj y j
I
0.15Mi
Ij
Ij
(6-22) (6-23)
墙肢剪力
Vj
Ij Vi Aj ( ) 2 Aj I j
(6-24)
式中 Mi、Vi — 第 i 层总弯矩和总剪力;
I j、Aj — 第 j 墙肢的截面惯性矩和截面面积;
异形柱形式(柱宽等于墙厚):
2.按墙面开洞情况分类 整截面剪力墙
不开洞或开洞面积不大于15%的墙为整截面剪力墙。
受力特点:如同一个整体的悬臂墙。在墙肢的整个高度
上,弯矩图既不突变,也无反弯点。变形以弯曲型为主。
M
M
整体小开口剪力墙
开洞面积大于15%但仍较小的墙为整体小开口剪力墙。
第8章剪力墙结构的截面设计与构造要求
本章主要内容:
8.1 一般规定 8.2 剪力墙正截面强度设计 8.3 剪力墙斜截面抗剪强度设计 8.4 剪力墙连梁截面计算 8.5 剪力墙构造 8.6 框架-剪力墙结构截面设计与构造
8.1 一般规定
❖ 墙体承重方案 ❖ (1)小开间横墙承重。 ❖ (2)大开间横墙承重。 ❖ (3)大间距纵、横墙承重。
220mm
H/20 H/20 H/25 H/25
160mm 160mm 160mm 160mm
h/15 同左 同左 同左
180mm
180mm 同左 同左
剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C20,带有筒体和 短肢剪力墙的剪力墙结构,其混凝土强度等级不应低于C25, 为了保证剪力墙的承载能力及变形性能,混凝土强度等级不宜 太低。
破坏,通过计算确定墙中的水平分布钢筋,防止发生剪切 破坏。 ❖ 对偏心受压构件,轴向压力可提高其受剪承载力,但当压 力增大到一定程度后,对抗剪的有利作用减小,因此对轴 向压力的取值应加以限制。
N--剪力墙的轴向压力设计值,当N大于0.2 fc bw hw 时,取N等于0.2 fc bw hw ;抗震设计时,应考
一级抗震等级的剪力墙,应按照设 计意图控制塑性铰的出现部位,在 其他部位则应保证不出现塑性铰, 因此,对一级抗震等级的剪力墙各 截面的弯矩设计值,应符合下列规 定: (1)底部加强部位及其上一层应按 墙底截面组合弯矩计算值采用; (2)其他部位可按墙肢组合弯矩计 算值的1.3倍采用。
对于双肢剪力墙,如果有一个墙肢出现小偏心受拉, 该墙肢可能会出现水平通缝而失去受剪承载力,则由荷 载产生的剪力将全部转移给另一个墙肢,导致其受剪承 载力不足,因此在双肢墙中墙肢不宜出现小偏心受拉。 当墙肢出现大偏心受拉时,墙肢会出现裂缝,使其刚度 降低,剪力将在两墙肢中进行重分配,此时,可将另一 墙肢按弹性计算的弯矩设计值和剪力设计值乘以增大系 数1.25,以提高其承载力。
混凝土结构设计规范GB50010-2002
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)新内容有关调整部分:新规范于2002年4月1日启用,原规范(GBJ10-89)于2002年12月31日废止;新规范规定必须严格执行的强制性条文共17条,具体分配为:第3章有2条、第4章有4条、第6章有1条、第9章有2条、第10章有2条、第11章有6条;新规范第1.0.2条中明确规定:本规范适用于房屋和一般构筑物的钢筋混凝土、预应力混凝土以及素混凝土承重结构的设计,而不适用于轻骨料混凝土以及其他特种混凝土结构的设计。
新规范第3.1.1条、第3.1.2条之条文说明中明确指出:在设计时,荷载分项系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定取用;对极限状态的分类,按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068)的规定确定。
强制性条文部分:第3章“基本设计规定”之强制性条文:第3.1.8条:未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。
第3.2.1条:根据建筑结构破坏后果的严重程度,建筑结构划分为三个安全等级。
设计时应根据具体情况,按照表3.2.1的规定选用相应的安全等级。
1建筑结构的安全等级(表3.2.1)安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物注:对有特殊要求的建筑物,其安全等级应根据具体情况另行确定。
第4章“材料”之强制性条文:第4.1.3条:混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk应按表4.1.3采用。
混凝土强度标准值(N/mm2)强度种类混凝土强度等级C15 C20 C25 C30 C35 C40fck 10.0 13.4 16.7 20.1 23.4 26.8ftk 1.27 1.54 1.78 2.01 2.20 2.39第4.1.4条:混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表4.1.4采用。
注:1。
计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时,如截面的长变或直径<300mm,则表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8,当构件质量确有保证时,可不受此限制。
剪力墙结构
剪力墙结构剪力墙是由钢筋混凝土浇成的墙体。
由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构,称为剪力墙结构。
剪力墙的抗侧移刚度很大(沿墙体平面)。
它主要用来抵抗水平作用和承担竖向作用;墙体同时也作为维护及房屋分隔构件。
剪力墙结构可建得很高,主要用于12-30层的住宅和旅馆建筑中。
它的缺点是空间划分不灵活。
剪力墙的计算剪力墙考虑地震作用组合的剪力墙,其正截面抗震承载力应按本规范第7 章和第10.5.3 条的规定计算,但在其正截面承载力计算公式右边,应除以相应的承载力抗震调整系数γRE。
剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值:对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层,应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用,其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值Vw 应按下列规定计算:1 底部加强部位1)9 度设防烈度(11.7.3-1)且不应小于按公式(11.7.3-2)求得的剪力设计Vw2)其他情况一级抗震等级Vw=1.6V (11.7.3-2)二级抗震等级Vw=1.4V (11.7.3-3)三级抗震等级Vw=1.2V (11.7.3-4)四级抗震等级取地震作用组合下的剪力设计值2 其他部位Vw=V (11.7.3-5)式中Mwua———剪力墙底部截面按实配钢筋截面面积、材料强度标准值且考虑承载力抗震调整系数计算的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值;有翼墙时应计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋;M———考虑地震作用组合的剪力墙底部截面的弯矩设计值;V———考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值。
公式(11.7.3-1)中,Mwua 值可按本规范第7.3.6 条的规定,采用本规范第11.4.4 条有关计算框架柱端Mcua 值的相同方法确定,但其γRE 值应取剪力墙的正截面承载力抗震调整系数。
11.7.4 考虑地震作用组合的剪力墙的受剪截面应符合下列条件:当剪跨比λ>2.5 时(11.7.4-1)当剪跨比λ≤2.5 时(11.7.4-2)11.7.5 考虑地震作组合的剪力墙在偏心受压时的斜截面抗震受剪承载力,应符合下列规定:(11.7.5)式中N———考虑地震作用组合的剪力墙轴向压力设计值中的较小值;当N>0.2fcbh 时,取N=0.2fcbh;λ———计算截面处的剪跨比λ=M/(Vh0);当λ<1.5 时,取λ=1.5;当λ>2.2 时,取λ=2.2;此处,M 为与剪力设计值V 对应的弯矩设计值;当计算截面与墙底之间的距离小于h0/2 时,λ 应按距墙底h0/2 处的弯矩设计值与剪力设计值计算。
装配式剪力墙结构设计及拆分原则(最终版2015-11月)
装配式剪力墙结构设计及拆分原则(最终版2015-11月)中南大学土木工程学院庄伟设计:装配式结构最大的特点就是等同于现浇,由于装配式结构是由预制柱、预制剪力墙、叠合梁、叠合板、预制楼梯、预制阳台等构成,构件在进行计算时,调整系数与传统结构有细微的差别。
装配式结构在进行结构布置时,为了减少装配的数量及减小装配中的施工难度,往往不设置次梁。
在进行梁柱等构件布置时,应提前知道工厂生产设备生产构件截面尺寸的边界条件,否则设计的构件无法生产。
在进行剪力墙布置时,墙的布置应尽量去方便工艺拆分。
板的传力模式应根据产业化公司板的类型确定,如果采用双向叠合板,则可以不改变受力模式,如果采用单向预应力叠合板或者单向预应力空心板,则应把板的受力模式改为对边传到,单向传力。
楼板的配筋,在非主要受力方向,应该进行包络设计(构造+现浇厚度双向板该方向计算)。
装配式结构用PKPM等软件进行计算时,周期折减系数梁刚度增大扭矩折减系数等与传统设计有细微的差别,在设计中应认真对待。
装配式结构在绘制施工图时,应尽量减少柱或者剪力墙边缘构件中的套筒个数,节省造价。
装配式剪力墙结构中剪力墙进行布置时,除了按传统剪力墙结构中的思维去布置剪力墙外,还应注意如下要点:(1)在对剪力墙结构进行布置时,多布置L、T型剪力墙,少在L、T型剪力墙中再加翼缘,特别是外墙,否则拆墙时被拆分的很零散。
(2)剪力墙结构中翼缘长度,有两种不同的思路:第一种是,对于L型外墙翼缘长度一般≦600mm,T型翼缘分长度一般≤1000mm(防止边缘构件现浇长度太长而在浇筑中出现问题),在门窗处留出≥200mm的门垛,如图1所示。
图1注:1、1800mm为窗宽,200mm为留出的窗垛(方便拆分),1000mm为翼缘长度;2、箭头处在层高方向,只有梁与现浇边缘构件钢筋进行锚固,在其下的200mm窗垛与现浇边缘构件之间没有钢筋连接,只有预制混凝土与现浇混凝土相连,咬合力不是很好,在地震作用时是薄弱部位,不会与边缘构件形成整体一起受力,不应有安全问题。
剪力墙截面设计讲解
剪力墙截面设计讲解在建筑结构设计中,剪力墙是一种非常重要的抗侧力构件,其截面设计直接关系到结构的安全性、稳定性和经济性。
接下来,让我们详细了解一下剪力墙截面设计的相关知识。
一、剪力墙的作用和特点剪力墙,又称为抗风墙、抗震墙或结构墙,主要用于承受水平荷载,如风荷载和地震作用。
它的特点是具有较大的侧向刚度,可以有效地限制结构的水平位移,从而提高结构的抗震性能。
二、剪力墙截面设计的基本原则1、强剪弱弯在设计剪力墙时,要确保其在受弯破坏之前先发生剪切破坏,以提高结构的延性和耗能能力。
2、强墙肢弱连梁墙肢作为主要的抗侧力构件,应具有足够的强度和刚度;而连梁则相对较弱,在地震作用下可以先发生破坏,起到耗能的作用。
3、限制轴压比通过控制剪力墙的轴压比,防止其在受压时发生脆性破坏。
三、剪力墙截面尺寸的确定1、墙厚剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震设防烈度以及结构类型等因素来确定。
一般来说,底部加强部位的墙厚较大,随着高度的增加可以逐渐减小。
2、墙长剪力墙的长度应根据结构的布置和受力情况来确定。
过长的墙肢容易发生脆性破坏,过短的墙肢则可能无法充分发挥其抗侧力作用。
四、剪力墙截面的内力计算1、水平荷载作用下的内力在水平风荷载和地震作用下,剪力墙会产生弯矩、剪力和轴力。
这些内力的计算通常采用结构分析软件进行,如 SATWE、ETABS 等。
2、竖向荷载作用下的内力竖向荷载主要包括剪力墙自重和楼板传来的荷载。
在计算竖向内力时,需要考虑荷载的分布情况和墙肢的受力特点。
五、剪力墙截面的配筋计算1、分布钢筋剪力墙的分布钢筋主要用于抵抗水平剪力,其配筋率应满足规范要求。
2、边缘构件配筋边缘构件包括约束边缘构件和构造边缘构件。
约束边缘构件通常设置在底部加强部位,其配筋量较大;构造边缘构件则设置在其他部位,配筋量相对较小。
六、剪力墙截面设计的构造要求1、钢筋的锚固和连接钢筋的锚固长度和连接方式应符合规范要求,以确保钢筋能够有效地传递内力。
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第11章 剪力墙截面设计与构造1.剪力墙与钢筋混凝土压弯构件相比有何特点?在剪力墙内,各种钢筋的作用如何?需要进行哪些计算与验算?答:墙体承受轴力,弯矩和剪力的共同作用,它应当符合钢筋混凝土压弯构件的基本规律。
但与柱子相比,它的截面往往薄而长(受力方向截面高宽比远大于4),沿截面长方向要布置许多分布钢筋,同时,截面剪力大,抗剪问题较为突出。
这使剪力墙和柱截面的配筋计算和配筋构造都略有不同。
在剪力墙内,由竖向分布筋和受力纵筋抗弯、水平钢筋抗剪,需要进行正截面抗弯承载能力和斜截面抗剪承载能力计算,必要时,还要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。
剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑,保持平面外稳定。
在楼层之间也要保持局部稳定,必要时还应进行平面外的稳定验算。
2.如何判别剪力墙的大、小偏心受压?答:与偏心受压柱类似,在极限状态下,当剪力墙的相对受压区高度ξ(x /h w0)≤ξb 时,为大偏心受压破坏;ξ>ξb 时为小偏心受压破坏。
3.剪力墙按大偏心受压进行强度计算时,应满足哪两个条件?答:剪力墙按大偏心受压进行强度计算时,应满足的两个条件:(1)必须验算是否满足ξ≤ξb 。
若不满足,则应按小偏压计算配筋。
(2)无论在哪种情况下,均应符合'2a x ≥的条件,否则按'2a x =进行计算。
4.剪力墙大、小偏心受压破坏的特点与假定如何?答:大偏压破坏时,远离中和轴的受拉、受压钢筋都可以达到流限f y ,压区混凝土达到极限强度α1f c ,但是靠近中和轴处的竖向分布筋不能达到流限。
按照平截面假定,未达流限的范围可以由计算确定。
但为了简化计算,在剪力墙正截面计算时,假定只在1.5x 范围(x 为受压区高度)以外的受拉竖向分布筋达到流限并参加受力。
在1.5x 范围内的钢筋未达流限或受压,均不参与受力计算。
与小偏压柱相同,剪力墙截面小偏压破坏时,截面上大部分受压或全部受压。
在压应力较大的一侧,混凝土达到极限抗压强度而丧失承载能力,端部钢筋及分布钢筋均达到抗压屈服强度,但计算中不考虑分布压筋的作用。
在受拉区分布钢筋应力较小,因而受拉区分布钢筋的作用也不考虑。
这样,剪力墙截面极限状态的应力分布与小偏压柱完全相同,配筋计算方法也完全相同。
5.如何判别剪力墙的大、小偏心受拉?它们各有何受力特点?设计思路如何?答:剪力墙在弯矩M 和轴向拉力N 作用下,当拉力较大,使偏心矩a h N M e -<=2//0时,全截面受拉,属于小偏心受拉情况。
当偏心矩a h N M e ->=2//0,即为大偏心受拉。
在小偏心受拉情况下,整个截面处在拉应力状态下,混凝土由于抗拉性能很差将开裂贯通整个截面,所有拉力分别由墙肢腹部竖向分布钢筋和端部钢筋承担。
因此,剪力墙一般不可能也不允许发生小偏心受拉破坏。
在大偏心受拉情况下,截面上大部分受拉,仍有小部分受压。
与大偏压一样,假定1.5x 范围以外的受拉分布钢筋都参加工作并达到屈服,同时忽略受压竖向分布钢筋的作用。
6.剪力墙斜截面受剪破坏主要有哪三种破坏形态?在剪力墙设计中,分别如何处理?答:剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态—剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。
其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性,设计中应尽量避免。
在剪力墙设计中,通过构造措施防止发生剪拉和斜压破坏,通过计算确定墙中水平钢筋,防止其发生剪切破坏。
具体地,是通过限制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏;通过限制截面剪压比避免斜压破坏。
7.剪力墙斜截面承载力计算的主要目的是什么?答;设计中通常认为:竖向分布筋抵抗弯矩,而水平分布筋抵抗剪力。
这样,剪力墙就由混凝土和水平钢筋共同抗剪。
所以斜截面承载力计算的主要目的就是在已定截面尺寸和混凝土等级的情况下,计算水平分布筋的面积。
8.为什么要对剪力墙截面的剪压比进行限制?答:试验表明,当剪力墙截面尺寸太小(通常指厚度太小),截面剪应力过高时,会在早期出现斜裂缝,而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时,混凝土就在高剪力及压力下被挤碎了,此时配置更多的抗剪钢筋已毫无意义。
为避免这种破坏,应当对截面的剪压比进行限制。
9.剪力墙斜截面受剪破坏主要有哪几种破坏形态?设计中如何考虑这些破坏?答:剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态—剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。
其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性,设计中应尽量避免。
在剪力墙设计中,通过构造措施防止发生剪拉和斜压破坏,通过计算确定墙中水平钢筋,防止其发生剪切破坏。
具体地,是通过限制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏;通过限制截面剪压比避免斜压破坏;斜截面承载力计算则是为了防止剪压破坏。
10.剪力墙腹板中存在着哪几种分布钢筋?各有何作用?它们各自所起作用的大小与哪些因素有关?设计中是如何处理的?答:剪力墙腹板中存在竖向及水平分布钢筋,二者都可阻止斜裂缝展开,维持混凝土抗剪压的面积,从而改善沿斜裂缝剪切破坏的脆性性质。
它们各自所起作用的大小与剪跨比、斜裂缝倾斜度有关。
但是,设计中通常将二者的功能分开:竖向分布筋抵抗弯矩,而水平分布筋抵抗剪力。
这样,墙肢就由混凝土和水平钢筋共同抗剪。
所以,斜截面承载力计算就是在已定截面尺寸和混凝土等级的情况下,计算出水平分布筋的面积,从而起到防止剪压破坏的目的。
11.为什么要对截面的剪压比进行限制?答:试验表明,当剪力墙截面尺寸太小(通常指厚度太小),截面剪应力过高时,会在早期出现斜裂缝,而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时,混凝土就在高剪力及压力下被挤碎了,此时配置更多的抗剪钢筋已毫无意义。
为避免这种破坏,应当对截面的剪压比进行限制。
12.为何剪力墙中配置的水平和竖向分布钢筋必须大于或等于最小配筋百分率?答:当剪力墙中水平配筋过少时,斜裂缝—旦出现就会立即开展成一条主要斜裂缝,裂缝宽度加大,剪压区迅速减小,使构件沿斜裂缝劈裂成两半。
这是脆性的斜拉型剪切破坏,设计中应当避免。
因此,在墙肢中应当配置一定数量的水平钢筋,以限制斜裂缝开展和防止脆性破坏。
同时,还要考虑由于某种原因使墙肢产生裂缝时(如施工原因),剪力墙仍能抵抗温度应力并仍能承受设计荷载。
所以,水平分布钢筋的最小配筋率不能小于规范的要求。
为了防止混凝土墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力,配置的竖向分布钢筋也必须大于或等于最小配筋百分率。
考虑到竖向分布钢筋也可以限制斜裂缝的开展,减小竖向的温度收缩应力,所以竖向分布筋的最小配筋率与水平钢筋的相同。
13.小开口剪力墙在水平荷载下的内力与位移如何计算?答:小开口剪力墙在水平荷载下的内力与位移按如下方法计算:(1)内力计算整体小开口墙墙肢的正应力可以看作是由两部分弯曲应力组成,其中一部分是作为整体悬臂墙作用产生的正应力,另一部分是作为独立悬臂墙作用产生的应力。
墙肢剪力,底层按墙肢截面面积分配;其余各层墙肢剪力,可按材料力学公式计算截面面积和惯性矩比例的平均值分配剪力。
连梁的剪力可由上、下墙肢的轴力差计算。
(2)顶点位移考虑到开孔后刚度的削弱,应将整体墙的水平位移计算结果乘1.20。
14.为何要限制剪力墙截面的剪压比不能太大?答:验表明,当剪力墙截面尺寸太小(通常指厚度太小),截面剪应力过高时,会在早期出现斜裂缝,而且很可能是在抗剪钢筋还没有来得及发挥作用时,混凝土就在高剪力及压力下被挤碎了,此时配置更多的抗剪钢筋已毫无意义。
为避免这种破坏,应当对剪力墙截面的剪压比进行限制。
15.整体墙在水平荷载下的内力与位移如何计算?答:房屋沿平面和沿高度方向比较规整时,可将纵、横两个方向墙体分别按平面结构进行计算。
总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配,然后进行单片剪力墙的计算。
16.剪力墙斜截面受剪破坏主要有几种破坏形态?设计中应如何避免这几种破坏形态的发生?答:与受弯构件相似,剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态—剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。
其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性,设计中应尽量避免。
在剪力墙设计中,通过构造措施防止发生剪拉和斜压破坏,通过计算确定墙中水平钢筋,防止其发生剪切破坏。
具体地,是通过限制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏;通过限制截面剪压比避免斜压破坏;设计中进行的斜截面承载力计算则是为了防止剪压破坏。
17.为什么要在剪力墙的墙肢端部设置边缘构件?答:试验表明,剪力墙在周期反复荷载作用下的塑性变形能力,与端部边缘构件(暗柱、端柱、翼墙和转角墙)的范围有关,如设有暗柱的剪力墙比不设暗柱的墙体消耗地震能量增加23%左右。
这是因为在端部有明柱或暗柱的剪力墙,不仅可防止端部钢筋压屈并约束混凝土,还可以阻止腹板内斜裂缝迅速贯通;在腹板混凝土酥裂后,端柱仍可抗弯及抗剪,结构不至于倒塌。
因此,剪力墙墙肢端部应严格按《高规》要求设置约束边缘构件或构造边缘构件,目的是通过约束边缘构件为墙肢两端的混凝土提供足够的约束,以保证剪力墙肢底部塑性铰区的延性性能以及耗能能力。
18.双肢墙在水平荷载下的内力与位移计算的基本假定?答:双肢墙在水平荷载下的内力与位移计算的基本假定如下:(1)连梁的反弯点在跨中,连梁的作用可以用沿高度均匀分布的连续弹性薄片代替(连梁连续化假定)(2)各墙肢的弯曲变形曲线相似,水平位移相等(即不考虑连梁的轴向变形)(3)连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形;墙肢还应考虑轴向变形的影响。
19.什么是开洞剪力墙?为什么说如果经过合理设计,开洞剪力墙的抗震性能比悬臂墙好?请说明“合理设计”有哪些要求?答:开洞剪力墙,是指分别按连梁及墙肢构件设计的开有较大洞口的剪力墙。
悬臂剪力墙是静定结构,只要有一个截面破坏,就会导致结构失效或倒塌;而开洞剪力墙则不然,它是超静定结构,连梁及墙肢都可出铰。
如果做成强墙弱梁的剪力墙,将连梁设计成延性的耗能构件,则可大大改善剪力墙的延性。
同时,如将塑性铰或破坏局限在连梁上,则震后便于修复。
所以说,如果经过合理设计,开洞剪力墙的抗震性能比悬臂墙好。
与延性框架类似,设计延性开洞剪力墙时,应处理好三个基本原则:预计的弹性区要强,塑性区要弱;墙肢要强,连梁要弱;抗剪强度要强,抗弯强度要弱。
也就是说,作为超静定结构的开洞剪力墙如能在连梁上首先出现塑性铰,吸收地震能量,从而避免墙肢的严重破坏,实现“强墙弱梁”,而墙肢及连梁构件做到“强剪弱弯”,才可得到较为理想的延性剪力墙结构。
可见,作为超静定结构的开洞剪力墙,如能实现“强墙弱梁”,则比悬臂剪力墙具有更好的抗震性能。