高层建筑设计 钢筋混凝土剪力墙设计

(4)剪力墙截面的抗弯承载力计算和柱子相同。
(如图7-4)
NE
1
RE
1 fcbwx As f y As s
N
E
e0
hw 2
a
1
RE
1
fcbw
x
hw0
x 2
As
f y hw0
1.大偏心受压承载力计算公式(≤b)
(1)根据平截面假定，当≤b时， 构件为大偏心受压，平衡配筋的受 压区相对高度为：
(2)受拉钢筋应力s=fy。
b
1
1
fy
cuEs
(3)分布钢筋达到屈服应力fyw。 (4)只计算hw0-1.5x范围内的分布钢筋，并认为它们都达到了 屈服应力(在中和轴附近的分布钢筋应力较小，不计入)。
7.1.Leabharlann Baidu 剪力墙中的钢筋 图7-9
(1)墙肢竖向受力钢筋 —— 墙肢截面的端部钢筋
(通过墙肢正截面承载力确定)
(2)墙肢竖向分布钢筋 —— 墙肢截面的中部
(通过墙肢正截面承载力或构造要求确定)
(3)墙肢水平分布钢筋 —— 沿墙身高度分布
(通过墙肢斜截面抗剪承载力确定)
(4)连梁纵向钢筋 ——由连梁正截面承载力确定 图7-11
hw0 2
x 4
式中：Asw——剪力墙腹板中竖向分布钢筋总面积，布置在hw0 高度范围内。
e0 = M N，M取前述调整后的值。 γRE——承载力抗震调整系数。剪力墙取0.85。
2. 小偏心受压承载力计算(>b)
(1)截面全部受压或大部分受压。
(2)受拉部分的钢筋未达到屈服应力。
(3)所有分布钢筋都不计入抗弯。
(见图7-3)
❖根据平衡条件，可写出∑N=0、∑M=0（对混凝土受压区中 心取矩）两个方程式：
NE
1 RE
1
fcbw
x
As
f
y
As
f
y
(hw0
1.5x)
Asw hw0
f yw
NE
e0
hw 2
x 2
1 RE
As
f
y
hw0
x 2
As
f y
x 2
a
(hw0
1.5x)
Asw f yw hw0
(压弯或拉弯构件确定纵向钢筋)
(2)斜截面抗剪承载力 → 确定墙肢水平抗剪钢筋 (3)裂缝控制(裂缝宽度)验算
(4)平面外轴心受压承载力验算 (5)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)连梁正截面抗弯承载力 → 受弯构件确定纵筋 (7)连梁斜截面抗剪承载力 → 受弯构件确定箍筋
2 一级的剪力墙的底部加强部位以上的部位
一级剪力墙底部加强层以上的部位，墙肢截面的组合弯矩设计 值乘以1.2 的增大系数；组合剪力设计值乘以1.3 的增大系数。
3 墙肢底部加强部位
❖一、二、三级剪力墙墙肢底部加强部位，墙 肢截面的剪力设计值按右式调整：
注：为了加强墙肢底部加强部位的抗剪能力， 避免过早出现剪切破坏，实现强剪弱弯。
❖加强重点部位——底部加强部位
➢底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1／10 二者的较大值； ➢底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起； ➢当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加 强部位宜延伸到计算嵌固端。
❖连梁特殊措施（保证延性）
7.1.3 剪力墙结构设计的主要内容
(1)正截面抗弯承载力 → 确定墙肢竖向抗弯钢筋
(5)连梁箍筋 ——由连梁斜截面承载力确定
7.2 墙肢设计
7.2.1 控制截面及内力设计值 1.控制截面
(1)墙底截面 ——弯矩和剪力最大。 (2)沿高度方向，在剪力墙断面尺寸改变或配筋变化的截面。 (3)连梁的两端截面，弯矩和剪力都比较大。 (4)控制截面要进行承载力计算(正截面及斜截面承载力)。
❖二、三级的其他部位及四级时可不调整——采用墙肢截面最 不利组合的剪力设计值。
7.2.2 墙肢正截面压弯承载力
❖墙肢正截面压弯承载力计算基本同钢筋混凝土 偏压构件(柱)。
❖不同在于：
——墙肢受拉区中的竖向分布钢筋考虑部分参与受力，以 减少端部钢筋数量。
在受压区，不考虑分布筋的作用——由于竖向分布筋都比 较细(多数在12以下)，容易产生压屈现象(如有可靠措 施防止分布筋压屈，也可以考虑其作用)。
(3)剪力墙中剪力一般较柱大，故抗剪要求较高。
(4)剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑，保持平面外的稳 定，在楼层之间也要保持局部稳定，必要时应验算平面外 的承载力。
(5)连梁主要承受弯矩和剪力，轴力可忽略。
2.剪力墙延性抗震设计原则
❖强墙(肢)弱(连)梁 ❖强剪弱弯 ❖限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件
2.内力设计值
按控制截面的最不利组合内力并对其进行调整后，作为截 面内力设计值，需调整项目如下：
1 双肢剪力墙
➢抗震设计的双肢剪力墙，其墙肢不宜出现小偏心受拉； ➢当一个墙肢为偏心受拉时，另一墙肢的剪力设计值、弯矩设计 值乘以增大系数1.25。
注：当一个墙肢出现水平裂缝时，刚度降低，由于内力重分布， 剪力向无裂缝的另一个墙肢转移，使另一个墙肢内力加大。
7.1 概述
7.1.1 剪力墙分类
1.按几何形式分 (见图7-1)
(1)悬臂剪力墙(实体墙不开洞，只有墙肢构件) 。 (2)联肢剪力墙(开有洞口的剪力墙，由墙肢和连梁组成)。 (3)带边框剪力墙(在框剪结构中，剪力墙往往和梁柱结合在 一起)。 (4)框支剪力墙(框架支承剪力墙)。 (5)筒体（井筒）
V VWVW
❖ 9度时一级尚应符合：
V
1.1 M wua Mw
Vw
V—底部加强部位墙肢截面剪力设计值； Vw—底部加强部位墙肢截面最不利组合的剪力计算值； Muwa—墙肢底部截面实配的抗震受弯承载力所对应的弯矩值； Mw—墙肢底部截面最不利组合的弯矩计算值； vw—墙肢剪力增大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2。
2.根据剪力墙的高宽比及受力破坏特征分 (见图7-2)
(1)高墙——H/hw≥2，弯曲破坏。 (2)中高墙——H/hw=1~2，弯剪破坏。 (3)矮墙——H/hw<1， 剪切破坏。 ❖另：剪力墙还可发生滑移破坏 (施工缝处截面)。
7.1.2 剪力墙设计要求
1.剪力墙一般设计要求
(1)实体墙(墙肢)承受轴力(压力或拉力)、弯矩、剪力的 共同作用，与钢筋混凝土压弯构件(柱)的受力基本相同。 (2)但与柱子相比，它的截面往往薄而长(受力方向的高度与 厚度之比大于4时，按剪力墙截面设计；不大于4时，宜按框 架柱截面设计 )，沿截面高度方向需配置较多的分布钢筋。