高层建筑结构设计第七章剪力墙设计要点解析.ppt

第7章 钢筋混凝土剪力墙设计 刚度大，容易满足风或小震作用下层间位移角的限值及风载作用下的舒适度的要求； 承载能力大； 合理设计的剪力墙具有良好的延性和耗能能力； 与框架一起抗侧力时，可以适当降低结构对框架的抗震要求，是钢筋混凝土房屋中的主要抗侧力结构单元。 剪力墙抗震设计时应遵循的延性设计原则 1. 强墙弱梁——使连梁屈服先于墙肢屈服，使塑性变形和耗能分散于连梁中，避免塑性变形集中在某一软弱层或薄弱层。 2. 强剪弱弯——一般通过适当提高弯曲型和弯剪型剪力墙墙肢底部的塑性铰范围及其以上相邻层的抗剪承载力，实现墙肢强剪弱弯、避免墙体剪切破坏。通过剪力增大系数调整连梁及框架梁的剪力设计值，实现强剪弱弯。 3. 限制墙肢的轴压比，设墙肢边缘构件——轴压比是影响墙肢抗震性能的主要因素之一。限制底部加强部位墙肢的轴压比、设边缘构件是提高剪力墙抗震性能的重要措施。 4. 加强重点部位： （剪力墙底部、框支层的柱及框支层楼面、一级抗震剪力墙） 　 ①剪力墙底部加强部位的高度:H1=max(1/8Hw，底部两层)，但H1≤15m； 　 ②部分框支剪力墙结构的剪力墙，底部加强部位的高度：H1=max(框支层及其以上两层的高度，落地剪力墙1/8Hw )。 　 ③适当提高底部加强部位的抗剪承载力、限制底部加强部位墙肢的轴压比，加强该部位的抗震构造措施；另还需要提高一级抗震剪力墙的抗弯承载力。 5. 连梁特殊措施——对抗震等级高的、跨高比小的连梁应采取特殊措施，使其成为延性构件。 7.2 墙 肢 设 计 在轴压力和水平力的作用下，墙肢的破坏形态也可以归纳为 ： 7．2．1 内力设计值 非抗震和抗震设计的剪力墙应分别按无地震作用和有地震作用进行荷载效应组合，取控制截面的最不利组合内力或对其调整后的内力(统称为内力设计值)进行配筋设计，墙肢的控制截面一般取墙底截面、向上墙厚改小处、混凝土强度等级改小处、配筋量改小处、内力改变处的截面。 抗震等级为一级的剪力墙，弯矩设计值按以下方法取值: 底部加强部位及以上一层，采用墙肢底部截面组合的弯矩计算值； 其他部位，取墙肢截面最不利组合的弯矩计算值乘以增大系数1.2作为弯矩设计值。 其他抗震等级和非抗震设计的剪力墙的弯矩设计值，采用墙肢截面最不利组合的弯矩计算值。 7.2.2 墙肢偏心受压承载力计算 剪力墙的墙肢在轴力和弯矩作用下的承载力计算与柱相似，区别在于: 除在墙肢端部配置竖向抗弯钢筋外，还在除在端部以外(中部)配置竖向和横向分布钢筋，竖向分布钢筋参与抗弯，横向分布钢筋抗剪; 计算承载力时应包括竖向分布钢筋的作用。 验算压弯承载力时不考虑受压竖向分布钢筋的作用。 1．大偏心受压承载力计算 在极限状态下，墙肢截面相对受压区高度不大于其相对界限受压区高度时，为大偏心受压破坏。 采用以下假定建立墙肢截面大偏心受压承载力计算公式： 　①截面变形符合平截面假定； 　②不考虑受拉混凝土的作用； 　③受压区混凝土的应力图用等效矩形应力图替换，应力为α1fc；　 　　　fc——混凝土轴心抗压强度， 　　α1——与混凝土等级有关的等效矩形应力图系数； 　④墙肢端部的纵向受拉、受压钢筋屈服(σs=fy, σ’s=f’y)； 　⑤从受压区边缘算起1.5x范围以外的受拉竖向分布钢筋全部屈服并参与受力计算，1.5x范围以内的竖向分布钢筋未受拉屈服或为受压，不参与受力计算。 1.5x(x为等效矩形应力图受压区高度). 2．小偏心受压承载力计算 在极限状态下，x ＞xb时,为小偏心受压,剪力墙墙肢截面小偏心受压破坏与小偏心受压柱相同，截面部分或全部受压，截面因受压较大侧的混凝土达极限压应变而丧失承载力。受压较大侧的端部钢筋及竖向分布钢筋屈服，但计算不考虑竖向分布压筋的作用。受拉区的竖向分布钢筋未屈服，计算中也不考虑其作用。 墙肢截面极限状态的应力分布及其承载力计算方法与小偏心受压柱完全相同。 7.2.3 墙肢偏心受拉承载力计算 墙肢在弯矩M和轴向拉力N作用下，当M/N hw/2-a时，为大偏心受拉，墙肢截面大部分受拉、小部分受压。假定距受压区边缘1.5x范围以外的受拉分布钢筋屈服并参与工作，截面应力分布图形如图7-5所示。由平衡条件可知，大偏心受拉承载力的计算公式与大偏心受压相同，只需将轴向力N变号。 7.2.4 墙肢斜截面受剪承载力计算 7．2．5 墙肢构造要求 1．混凝土强度等级——简体结构的核心简和内筒的混凝土强度等级不低于C25，其他剪力墙的混凝土不低于C20。 2．最小截面尺寸——应满足承载力Vu、最小墙厚hmin、剪压比限值nmax的要求。 为保证剪力墙在轴力和侧向力作用下平面外稳定，防止平面外失稳破坏以及有利于混凝土的浇灌质量，剪力墙的最小厚度不应小于