老庄第9讲 剪力墙构件设计

伸一层。
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老庄结构院结构设计系列培训教材之《结构构件设计之剪力墙篇》
三. 剪力墙的厚度取值
1. 剪力墙结构剪力墙截面厚度由稳定、规范轴压比要求及结构刚度需要等因素
控制，一般可按每层 8～10mm 估算。
2.《高规》对剪力墙截面厚度的规定：
《高规》对剪力墙截面厚度的规定
项目
底部加强部位
其他部位
备注
剪力墙结构
b.部分框支剪力墙： 10.2.15 部分框支剪力墙结构，剪力墙底部加强部位墙体的水平和竖向分 布钢筋最小配筋率，抗震设计时不应小于 0.3％，非抗震设计时不应于 0.25％；抗震设计时钢筋间距不应大于 200mm，钢筋直径不应小于 8mm。
c.错层结构错层处剪力墙： 10.4.5 错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗震设计时不应小于 200mm，抗震设计时不应小于 250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱； 抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于 C30， 水平和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应小于 0.3％，抗震设计时 不应小于 0.5％。
剪力墙构造分布钢筋
墙
配筋率 ρ≥0.25%
配筋率 ρ≥0.30%
厚
配筋
As ρ%
.50%
配筋
As ρ%
160 2×Φ8@200 503 0.314 2×Φ8@200 503 0.314 2×Φ10@175 898 0.561
180 2×Φ8@200 503 0.279 2×Φ8@175 574 0.319 2×Φ10@150 1047 0.582
对于带大底盘或主楼与裙房相连的高层建筑，《抗规》6.1.10 条文说明附图
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中“且≤15m”的要求也有误，理由同上。 另外对于剪力墙底部加强区的起算层号，《高规》没有明确规定，而《抗规》
6.1.10 的条文说明里则规定对带大底盘的高层结构，剪力墙底部加强区的起算 高度可从地下室顶板算起，同时往下延伸一层，但对无大底盘的高层结构，《抗 规》也没有具体规定。工程上的一般做法是参考抗规条文说明，以地下室顶板（对 无地下室的按正负零位置）为起算层，另外也有以嵌固层为剪力墙底部加强区的 起算层做法，当起算层以下还有剪力墙竖向构件时，底部加强区相应往下延伸一 层。
不明确的：对于高度在 120～150m 范围之间的剪力墙，其底部加强区按 1/8 总高 取值已经大于等于 15m，而高度为 150m 的剪力墙底部加强区仅需要 15m。因此， 对于 150m 高度以下的剪力墙，《抗规》6.1.10 的规定更为合理。
对于部分框支剪力墙结构的抗震墙，《抗规》6.1.10 的规定“且不大于 15m” 也是多余的，比如一栋转换层设在三层的框支剪力墙结构，假定三层以下层高为 4m，四、五层层高为 3m，则底部加强区的合理高度至少应为 18m。
与裙房连 成一体的 高层建筑
1/8 H、裙房层及裙房其 上一层两者中的较大值
1/10 H、裙房层及裙房其 上一层两者中的较大值
注：1. 当计算起算层以上的底部加强区高度时，剪力墙的总高度 H 应从起算层算起，不包
括起算层以下部位。
2. 当起算层以下还有地下室时，底部加强区的高度除按上表确定外，还应自动往下延
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其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强 措施，避免脆性的剪切破坏，改善整个结构的抗震性能。89 规范的底部加强部 位考虑了墙肢高度和长度，由于墙肢长度不同，将导致加强部位不一致。为了简 化抗震构造，本次修订改为只考虑高度因素。当墙肢总高度小于 50m 时，参考欧 洲规范，取墙肢总高度的 1／6，相当于 2 层的高度；当墙肢总高度大于 50m 时， 取墙肢总高度的 1／8；当墙肢总高度大于 150m 时，《高层建筑混凝土结构设计 规程》要求取总高度的 1／10。为了相互衔接，增加一项不超过 15m 的规定。
200
墙
此为特殊要求
短肢剪力墙
抗震设计与
结构中的短 肢剪力墙 非抗震设计
200
注：1. h’为层高和剪力墙无支长度的较小值。
2. 以上内容出处见《高规》第 7.1.2-7 条、第 7.2.2 条、第 8.2.2 条、第 9.2.2 条、
第 10.4.5 条
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注：N——重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值；A——剪力
墙墙肢截面面积； fc ——混凝土轴心抗压强度设计值。
2. 短肢剪力墙的轴压比要求见《高规》第 7.1.2-4 条： 7.1.2-4 ：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、三时分别不宜大于 0.5、0.6 和 0.7； 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；
300 2×Φ10@200 785 0.262 2×Φ10@150 1047 0.349 2×Φ14@200 1539 0.513
350 2×Φ10@175 898 0.256 2×Φ12@200 1131 0.323 2×Φ14@175 1759 0.503
400 2×Φ12@200 1131 0.283 2×Φ12@175 1293 0.323 2×Φ14@150 2053 0.513
d. 特一级剪力墙： 4.9.2-4-2）一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为 0.35％，底 部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取为 0.4％。
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2. 不同墙厚剪力墙的构造分布钢筋配置见表二：
表二：剪力墙的构造分布钢筋配置
指墙肢截面高度与厚度之比大于 8 的剪力墙。 对 L 形、T 形、工形等类型的墙体，当其中的一肢 hw/bw 大于 8 时，则不管
其他墙肢 hw/bw 的比值大小如何，都可以直接认定为一般剪力墙。 另外，《北京市建筑设计技术细则结构专业》及《广东省高规补充》等地方
规定对于短肢墙的定义作了一些拓宽定义，在设计当地工程时可按地方规定执 行。
带有大底盘的高层抗震墙(包括筒体)结构，抗震墙(筒体)墙肢的底部加强部 位可取地下室顶板以上 H／8，加强范围应向下延伸到地下一层，在大底盘顶板 以上至少包括一层。裙房与主楼相连时，加强范围也宜高出裙房至少一层。
2. 规定条文的矛盾处及正确理解 《高规》7.1.9 的条文，直接从文字上来理解是自相矛盾的，或者至少说是
二. 剪力墙底部加强区高度 1. 规范条文规定
《高规》的规定： 7.1.9 抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的
1/8 和底部两层二者的较大值，当剪力墙高度超过 150m 时，其底部加强部位的 高度可取墙肢总高度的 1/10；部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度应符合 本规程第 10.2.4 条的规定。
10.2.4 底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取 框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的 1/8 二者的较大值。
《抗规》的规定： 6.1.10 部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支 层加框支层以上二层的高度及落地抗震墙总高度的 1/8 二者的较大值，且不大于 15m；其他结构的抗震墙，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的 1/8 和底部 二层二者的较大值，且不大于 15m。 该条条文说明： 6.1.10 抗震墙的底部加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围，
3. hw/bw<5 的矩形截面独立墙肢轴压比要求见《高规》第 7.2.5 条： 7.2.5 矩形截面独立墙肢的截面高度 hw 不宜小于截面厚度 bw 的 5 倍；当 hw/bw 小于 5 时，其在重力荷载代表值作用下的轴压力设计值的轴压比，一、二级 时不宜大于本规程表 7.2.14 的限值减 0.1，三级时不宜大于 0.6；当 hw/bw 不大于 3 时，宜按框架柱进行截面设计，底部加强部位纵向钢筋的配筋率不 应小于 1.2%，一般部位不应小于 1.0%，箍筋宜沿墙肢全高加密。
3. 剪力墙分布钢筋配置原则： 对剪力墙来说，影响延性和承载力的主要因素是边缘构件，墙身配筋率ρ在
0.1%～0.28%范围内时墙为延性坡坏，因此对于墙身钢筋，在非计算控制的情况 下，除底部加强区可适当加强外，其他部位都可以按构造配置。
非计算控制时，剪力墙分布钢筋可按规范构造要求配置，如 200mm 厚的普通 剪力墙水平及竖向分布钢筋均可选用 2× 8@200（ρ=0.251%）。但当采用 HPB235 级钢筋时，因其硬度较软，由于施工时钢筋网自身的稳定要求，竖向分布钢筋一 般不小于 2×10@200；另外当某层墙体高度较高时，出于施工的要求，也应适 当提高竖向分布钢筋的配筋率（采取加大直径或减少间距等措施）。
框架-剪力 墙结构(带 边框)、 框—筒结构
一、 非一 二 字墙 级
一字 抗 震墙 三、四级抗
震 非抗震设计 一、二级抗
震 三、四级抗
震
bw≥Max(h’/16,200) bw≥Max(h’/20,160)
bw≥Max(h’/12,200) bw≥Max(h’/15,180)
bw≥Max(h’/20,160) bw≥Max(h’/25,160) bw≥Max(h/25,160)
四. 剪力墙的轴压比要求
1. 一般剪力墙的轴压比要求见《高规》第 7.2.14 条：
7.2.14 抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷
载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过表 7.2.14 的限值。
表 7.2.14
轴压比
一级（9 度） 一级（7、8 度）
二级
N
0.4
0.5
0.6