第8章剪力墙结构的截面设计与构造要求课件.ppt
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1、第八章剪力墙结构的截面设第八章剪力墙结构的截面设计与构造要求计与构造要求 8.1 8.1 一般规定一般规定8.2 8.2 剪力墙正截面强度设计剪力墙正截面强度设计8.3 8.3 剪力墙斜截面抗剪强度设计剪力墙斜截面抗剪强度设计8.4 8.4 剪力墙连梁截面计算剪力墙连梁截面计算8.5 8.5 剪力墙构造剪力墙构造8.6 8.6 框架框架-剪力墙结构截面设计与构造剪力墙结构截面设计与构造本章主要内容:本章主要内容:8.1 一般规定一般规定v墙体承重方案墙体承重方案 v(1)小开间横墙承重。)小开间横墙承重。v(2)大开间横墙承重。)大开间横墙承重。v(3)大间距纵、横墙承重。)大间距纵、横墙承重
2、。(1)小小开开间间横横墙墙承承重重。每每开开间间设设置置一一道道钢钢筋筋混混凝凝土土承承重重横横墙墙,间间距距为为2.73.9m,横横墙墙上上放放置置预预制制空空心心板板。这这种种方方案案适适用用于于住住宅宅、旅旅馆馆等等使使用用上上要要求求小小开开间间的的建建筑筑。其其优优点点是是一一次次完完成成所所有有墙墙体体,省省去去砌砌筑筑隔隔墙墙的的工工作作量量;采采用用短短向向楼楼板板,节节约约钢钢筋筋等等。但但此此种种方方案案的的横横墙墙数数量量多多,墙墙体体的的承承载载力力未未充充分分利利用用,建建筑筑平平面面布布置置不不灵灵活活,房房屋屋自自重重及及侧侧向向刚刚度度大大,自自振振周周期短,
3、水平地震作用大。期短,水平地震作用大。(2)大大开开间间横横墙墙承承重重。每每两两开开间间设设置置一一道道钢钢筋筋混混凝凝土土承承重重横横墙墙,间间距距一一般般为为68m。楼楼盖盖多多采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁式式板板或或无无粘粘结结预预应应力力混混凝凝土土平平板板。其其优优点点是是使使用用空空间间大大,建建筑筑平平面面布布置置灵灵活活;自自重重较较轻轻,基基础础费费用用相相对对较较少少;横横墙墙配配筋筋率率适适当当,结构延性增加。但这种方案的楼盖跨度大,楼盖材料增多。结构延性增加。但这种方案的楼盖跨度大,楼盖材料增多。(3)大大间间距距纵纵、横横墙墙承承重重。仍仍是是每每两两开开间间设
4、设置置一一道道钢钢筋筋混混凝凝土土横横墙墙,间间距距为为8m左左右右。楼楼盖盖或或采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土双双向向板板,或或在在每每两两道道横横墙墙之之间间布布置置一一根根进进深深梁梁,梁梁支支承承于于纵纵墙墙上上,形形成成纵纵、横横墙墙混混合合承承重重。从从使使用用功功能能、技技术术经经济济指指标标、结结构构受受力力性性能能等等方方面面来来看看,大大间间距距方方案案比比小小间间距距方方案案优优越越。因因此此,目目前前趋趋向向于于采采用用大大间间距距、大大进进深深、大大模模板板、无无粘粘结结预预应应力力混混凝凝土土楼楼板板的的剪剪力力墙墙结结构构体体系系,以以满满足足对对多多种种用用途途和
5、和灵灵活活隔隔断断等的需要。等的需要。剪力墙的布置剪力墙的布置(1)剪剪力力墙墙宜宜沿沿主主轴轴方方向向或或其其他他方方向向双双向向或或多多向向布布置置,不不同同方方向向的的剪剪力力墙墙宜宜分分别别联联结结在在一一起起,应应尽尽量量拉拉通通、对对直直,以以具具有有较较好好的的空空间间工工作作性性能能;抗抗震震设设计计时时,应应避避免免仅仅单单向向有有墙墙的的结结构构布布置置形形式式,宜宜使使两两个个方方向向侧侧向向刚刚度度接接近近,两两个个方方向向的的自自振振周周期期宜相近。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。宜相近。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。(2)剪剪力力墙墙的的侧侧向向刚刚度度及及承承载载力力均
6、均较较大大,为为充充分分利利用用剪剪力力墙墙的的能能力力,减减轻轻结结构构自自重重,增增大大结结构构的的可可利利用用空空间间,剪剪力力墙墙不不宜宜布布置置得得太太密密,使使结结构构具具有有适适宜宜的的侧侧向向刚刚度度;若若侧侧向向刚刚度度过过大大,不仅加大自重,还会使地震力增大,对结构受力不利。不仅加大自重,还会使地震力增大,对结构受力不利。(3)剪剪力力墙墙宜宜自自下下到到上上连连续续布布置置,避避免免刚刚度度突突变变;允允许许沿沿高高度度改改变变墙墙厚厚和和混混凝凝土土强强度度等等级级,或或减减少少部部分分墙墙肢肢,使使侧侧向向刚刚度度沿沿高高度度逐逐渐渐减减小小。剪剪力力墙墙沿沿高高度度
7、不不连连续续,将将造造成成结结构构沿沿高高度度刚刚度突变,对结构抗震不利。度突变,对结构抗震不利。(4)细细高高的的剪剪力力墙墙(高高宽宽比比大大于于3)容容易易设设计计成成弯弯曲曲破破坏坏的的延延性性剪剪力力墙墙,从从而而可可避避免免发发生生脆脆性性的的剪剪切切破破坏坏。因因此此,当当剪剪力力墙墙的的长长度度很很长长时时,为为了了满满足足每每个个墙墙段段高高宽宽比比大大于于3的的要要求求,可可通通过过开开设设洞洞口口将将长长墙墙分分成成长长度度较较小小、较较均均匀匀的的若若干干独独立立墙墙段段,每每个个独独立立墙墙段段可可以以是是整整截截面面墙墙,也也可可以以是是联联肢肢墙墙,墙墙段段之之间
8、间宜宜采采用弱连梁连接用弱连梁连接 (5)剪剪力力墙墙洞洞口口的的布布置置,会会极极大大地地影影响响剪剪力力墙墙的的力力学学性性能能。为为此此规规定定剪剪力力墙墙的的门门窗窗洞洞口口宜宜上上下下对对齐齐,成成列列布布置置,能能形形成成明明确确的的墙墙肢肢和和连连梁梁,应应力力分分布布比比较较规规则则,又又与与当当前前普普遍遍应应用用的的计计算简图较为符合,设计结果安全可靠。算简图较为符合,设计结果安全可靠。错错洞洞剪剪力力墙墙和和叠叠合合错错洞洞墙墙都都是是不不规规则则开开洞洞的的剪剪力力墙墙,其其应应力力分分布布比比较较复复杂杂,容容易易造造成成剪剪力力墙墙的的薄薄弱弱部部位位,常常规规计计
9、算算无无法法获获得得其其实实际际应应力力,构构造造比比较较复复杂杂,因因此此宜宜避避免免使使用用错错洞洞墙墙和和叠叠合合错错洞墙。洞墙。(6)剪剪力力墙墙的的特特点点是是平平面面内内刚刚度度及及承承载载力力大大,而而平平面面外外刚刚度度及及承承载载力力都都相相对对很很小小。当当剪剪力力墙墙与与平平面面外外方方向向的的梁梁连连结结时时,会会造造成成墙墙肢肢平平面面外外弯弯矩矩,而而一一般般情情况况下下并并不不验验算算墙墙的的平平面面外外刚度及承载力。因此应控制剪力墙平面外的弯矩。刚度及承载力。因此应控制剪力墙平面外的弯矩。(7)短短肢肢剪剪力力墙墙是是指指截截面面厚厚度度不不大大于于300mm,
10、各各肢肢截截面面高高度度与与厚厚度度之之比比的的最最大大值值大大4但但不不大大于于8的的剪剪力力墙墙,由由于于其其有有利利于于减减轻轻结结构构自自重重和和建建筑筑布布置置,在在住住宅宅建建筑筑中中应应用用较较多多。但但由由于于短短肢肢剪剪力力墙墙抗抗震震性性能能较较差差,地地震震区区应应用用经经验验不不多多,为为安安全全起起见见,规规定定高高层层建建筑筑结结构构不不应应采采用用全全部部为为短短肢肢剪剪力力墙墙的的剪剪力力墙结构。墙结构。剪力墙的厚度和混凝土强度等级剪力墙的厚度和混凝土强度等级 高高层层规规程程规规定定了了剪剪力力墙墙截截面面的的最最小小厚厚度度,见见表表6.1,其其目目的的是保
11、证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。抗震等抗震等级级剪力剪力墙墙部位部位最小厚度(二者中取最小厚度(二者中取较较大大值值)有端柱或翼有端柱或翼墙墙无端柱或无翼无端柱或无翼墙墙一、二一、二级级底部加底部加强强部部位位H/16200mmh/12220mm其他部位其他部位H/20160mmh/15180mm三、四三、四级级底部加底部加强强部部位位H/20160mm同左同左180mm其他部位其他部位H/25160mm同左同左同左同左非抗震非抗震设计设计H/25160mm同左同左同左同左 剪剪力力墙墙结结构构的的混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于C20C20,带
12、带有有筒筒体体和和短短肢肢剪剪力力墙墙的的剪剪力力墙墙结结构构,其其混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于C25C25,为为了了保保证证剪剪力力墙墙的的承承载载能能力力及及变变形形性性能能,混混凝凝土土强强度度等等级级不不宜宜太低。太低。剪力墙的加强部位剪力墙的加强部位 抗抗震震设设计计时时,为为保保证证剪剪力力墙墙出出现现塑塑性性铰铰后后具具有有足足够够的的延延性性,该该范范围围内内应应当当加加强强构构造造措措施施,提提高高其其抗抗剪剪破破坏坏的的能能力力。高高层层规规程程规规定定一一般般剪剪力力墙墙结结构构底底部部加加强强部部位位的的高高度度可可取取墙墙肢肢总总高高度度的的1/101
13、/10和和底底部部两两层层二二者者的的较较大大值值,部部分分框框支支剪剪力力墙墙结结构构底底部部加加强强部部位位的的高高度度应应从从地地下下室室顶顶板板算算起起,宜宜取取至至转转换换层层以以上上两两层层且且不小于房屋高度的不小于房屋高度的1/10.1/10.v本次修订加强部位定为剪力墙高度的1/10与两层层高二者的较大值。并明确当地下室顶板不作为嵌固端时,剪力墙底部加强部位的设计宜延伸至嵌固部位。带转换层的高层建筑,带转换层的高层建筑,其剪力墙底部加强部位的高度从地下室顶板算起,宜取转换其剪力墙底部加强部位的高度从地下室顶板算起,宜取转换层以上两层且不宜小于房屋高度的层以上两层且不宜小于房屋高
14、度的1/101/10(0202规程为规程为1/81/8)。)。剪剪力墙内力设计值的调整力墙内力设计值的调整一一级级抗抗震震等等级级的的剪剪力力墙墙,应应按按照照设设计计意意图图控控制制塑塑性性铰铰的的出出现现部部位位,在在其其他他部部位位则则应应保保证证不不出出现现塑塑性性铰铰,因因此此,对对一一级级抗抗震震等等级级的的剪剪力力墙墙各各截截面面的的弯弯矩设计值,应符合下列规定:矩设计值,应符合下列规定:(1 1)底底部部加加强强部部位位及及其其上上一一层层应应按按墙底截面组合弯矩计算值采用;墙底截面组合弯矩计算值采用;(2 2)其其他他部部位位可可按按墙墙肢肢组组合合弯弯矩矩计计算值的算值的1
15、.31.3倍采用。倍采用。对对于于双双肢肢剪剪力力墙墙,如如果果有有一一个个墙墙肢肢出出现现小小偏偏心心受受拉拉,该该墙墙肢肢可可能能会会出出现现水水平平通通缝缝而而失失去去受受剪剪承承载载力力,则则由由荷荷载载产产生生的的剪剪力力将将全全部部转转移移给给另另一一个个墙墙肢肢,导导致致其其受受剪剪承承载载力力不不足足,因因此此在在双双肢肢墙墙中中墙墙肢肢不不宜宜出出现现小小偏偏心心受受拉拉。当当墙墙肢肢出出现现大大偏偏心心受受拉拉时时,墙墙肢肢会会出出现现裂裂缝缝,使使其其刚刚度度降降低低,剪剪力力将将在在两两墙墙肢肢中中进进行行重重分分配配,此此时时,可可将将另另一一墙墙肢肢按按弹弹性性计计
16、算算的的弯弯矩矩设设计计值值和和剪剪力力设设计计值值乘乘以以增增大大系系数数1.251.25,以提高其承载力。,以提高其承载力。抗抗震震设设计计时时,为为了了体体现现强强剪剪弱弱弯弯的的原原则则,剪剪力力墙墙底底部部加加强强部部位位的的剪剪力力设设计计值值要要乘乘以以增增大大系系数数,剪剪力力墙墙底底部部加加强强区区范范围围内内的的剪剪力力设设计计值值,一一、二二、三三级级抗抗震震等等级级时时应应按按下式调整,四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整。下式调整,四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整。9度时需符合度时需符合剪力墙底部按实配钢筋计算的考虑承载力抗震调整系数的正截剪力墙底部按实配钢筋
17、计算的考虑承载力抗震调整系数的正截面受弯承载力值;面受弯承载力值;考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的弯矩设计值、考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的弯矩设计值、剪力设计值。剪力设计值。抗震墙剪力增大系数,一级为抗震墙剪力增大系数,一级为1.6,二级为,二级为1.4,三级为,三级为1.2。8.2 剪力墙正截面强度设计剪力墙正截面强度设计 墙墙肢肢在在轴轴力力、弯弯矩矩和和剪剪力力共共同同作作用用下下属属于于偏偏心心受受压压或或偏偏心心受受拉拉构构件件,和和柱柱截截面面一一样样,墙墙肢肢破破坏坏形形态态也也分分为为大大偏偏压压、小小偏偏压压、大大偏偏拉拉和和小小偏偏拉拉四四种
18、种情情况况。其其正正截截面面承承载载力力计计算算方方法法与与偏偏心心受受压压或或偏偏心心受受拉拉柱柱相相同同,区区别别在在于于剪剪力力墙墙截截面面的的宽宽度度和和高高度度相相差差较较大大,是是一一种种片片状状结结构构。墙墙肢肢内内的的竖竖向向分分布布筋筋对对正正截截面面抗抗弯弯有有一一定定的的作作用用,应应予予以以考考虑虑。另另外外,剪剪力力墙墙的的墙墙肢肢除除在在端端部部配配置置竖竖向向抗抗弯弯钢钢筋筋外外,还还在在端端部部以以外外配配置置竖竖向向和和横横向向分分布布钢钢筋,筋,竖向分布钢筋参与抵抗弯矩,竖向分布钢筋参与抵抗弯矩,横向分布钢筋抵抗剪力。横向分布钢筋抵抗剪力。矩矩形形、T T形
19、形、工工形形截截面面偏偏心心受受压压剪剪力力墙墙的的正正截截面面承承载载力力可可按按混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范(GB50010-2002GB50010-2002)的的有有关规定计算,也可按高规公式计算:关规定计算,也可按高规公式计算:无地震作用效应组合时无地震作用效应组合时 大偏压时,端部受拉纵筋大偏压时,端部受拉纵筋应力达到屈服,竖向分布应力达到屈服,竖向分布筋直径较小,受压时不能筋直径较小,受压时不能考虑其作用;在拉区,靠考虑其作用;在拉区,靠近中和轴时竖向分布筋应近中和轴时竖向分布筋应力也较低,只考虑力也较低,只考虑 范围内的竖向分布筋。范围内的竖向分布筋。有有地地震震作作用用
20、效效应应组组合合时时,公公式式(5.63)及及(5.64)的右端均应除以承载力抗震调整系数的右端均应除以承载力抗震调整系数取取0.850.85。矩形截面剪力墙正截面偏心受拉承载力计算矩形截面剪力墙正截面偏心受拉承载力计算无无地地震震作作用用效效应应组合时组合时 有地震作用效应有地震作用效应组合时组合时8.3 剪力墙斜截面抗剪强度设计v偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力计算v在剪力墙设计时,通过构造措施防止发生剪拉破坏和斜压破坏,通过计算确定墙中的水平分布钢筋,防止发生剪切破坏。v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
21、制。N-N-剪剪力力墙墙的的轴轴向向压压力力设设计计值值,当当N N大大于于0.2 0.2 f fc c b bw w h hw w 时时,取取N N等等于于0.2 0.2 f fc c b bw w h hw w;抗抗震震设设计计时时,应应考考虑地震作用效应组合;虑地震作用效应组合;计计算算截截面面处处的的剪剪跨跨比比,小小于于1.51.5时时应应取取1.51.5,大大于于2.22.2时时应应取取2.22.2;当当计计算算截截面面与与墙墙底底之之间间的的距距离离小小于于0.50.5h hW0W0时时,应应按按距距墙墙底底处处0.50.5h hW0W0的的弯矩值和剪力值计算弯矩值和剪力值计算v
22、偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算 v偏偏心心受受拉拉构构件件中中,考考虑虑了了轴轴向向拉拉力力的的不不利利影影响响,轴轴力力项项取取负负值值。剪剪力力墙墙在在偏偏心心受受拉拉时时的的斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力,应按下列公式计算:应按下列公式计算:8.4 剪力墙连梁截面的计算和设计剪力墙连梁截面的计算和设计 墙肢之间的连梁是剪力墙的重要组成部分,对剪力墙结构墙肢之间的连梁是剪力墙的重要组成部分,对剪力墙结构的抗震性能影响较大,同时连梁本身的受力状态也是十分复杂的抗震性能影响较大,同时连梁本身的受力状态也是十分复杂的。连梁的特点是跨高比小,在侧向力作用下,
23、连梁比较容易的。连梁的特点是跨高比小,在侧向力作用下,连梁比较容易出现剪切斜裂缝。出现剪切斜裂缝。连梁剪力设计值连梁剪力设计值 为为了了实实现现连连梁梁的的强强剪剪弱弱弯弯,推推迟迟剪剪切切破破坏坏,提提高高其其延延性性,应应将将连连梁梁的的剪剪力力设设计计值值进进行行调调整整,即即将将连连梁梁的的剪剪力力设设计计值值乘乘以以增大系数。增大系数。1.1.无无地地震震作作用用效效应应组组合合,以以及及有有地地震震作作用用效效应应组组合合的的四四级级抗抗震震等等级级时时,应应取取考考虑虑水水平平风风荷荷载载或或水水平平地地震震作作用用效效应应组组合合的的剪剪力设计值;力设计值;2.2.有有地地震震
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- 关 键 词:
- 剪力 结构 截面 设计 构造 要求 课件
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