第5章剪力墙结构设计.pptxVIP

第5章 剪力墙结构设计第一节 剪力墙结构概念设计剪力墙是一种抗侧力结构，其突出优点是：能提供较大的侧移刚度。剪力墙的厚度薄，必须依靠各层楼板支撑，才能保持平面外的稳定。为了能够协同工作，以及受楼板经济跨度的限制，剪力墙之间的间距一般为3~8m。空间布置不够灵活。一、剪力墙结构的受力变形特点1、水平荷载作用下的受力变形特点 剪力墙截面内力：弯矩、剪力 ； 剪力墙截面变形：弯曲型变形、剪切型变形。根据剪力墙的高宽比大小划分为: 高墙（H/bw＞2） 以弯曲型变形 为主； 中高墙（H/bw=1～2）； 矮墙（H/bw＜1）以剪切型变形为主。2、剪力墙的破坏特征弯曲破坏、剪切破坏、滑移破坏。在剪力墙上开洞可改善剪力墙的受力变形特征①增加剪力墙的高宽比，由受弯承载力决定破坏状态；②使剪力墙变为多道设防的体系。二、剪力墙的结构布置1、最大适应高度和高宽比限制（整体抗倾覆稳定性要求），参见附表8.25~附表8.28；2、结构平面布置（1）避免仅单向布置剪力墙，应双向或三向布置； 剪力墙墙肢宜简单、规则； 单片剪力墙的长度不宜过大（≤8m)：①侧向刚度大，分配得到的水平力大；②易形成矮墙，延性差。（2）不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构 柱子hc/bc＜4 短肢剪力墙hw/bw=4~8 (hw＜300) 一般剪力墙hw/bw＞8短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：①一、二、三级短肢剪力墙的轴压比底部加强部位≤0.45、0.5、0.55；一字形短肢剪力墙再减0.1;其他部位≤0.5、0.55、0.6。②除底部加强部位的短肢剪力墙应按高层规程第7.2.6条调整剪力设计值外，其他各层一、二级短肢剪力墙的剪力设计值应分别乘以1.4和1.2的增大系数。③短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位≥1.0%，其他部位≥0.8%。④短肢剪力墙厚度≥180。⑤短肢剪力墙的边缘构件应符合高层规程要求。 ⑥不宜采用一字形短肢剪力墙，不应在一字形短肢剪力墙布置平面外与之相交的单侧楼面梁。（3）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。 宜避免使墙肢刚度相差悬殊（小墙肢）的洞口设置。错洞墙：一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用； 其他情况如无法避免，应注意： ①错洞墙洞口的水平距离≥2m； ②按弹性平面有限元方法进行应力分析，按应力进行配筋； ③洞口周边加强有效的构造配筋； 叠合错洞墙：一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用。（4）较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁（Ln/h≥6)连接，每个独立墙段的H/hw≥2。墙肢截面高度hw≤8m。（目的：保证墙肢的延性，受弯产生的裂缝宽度小，靠近中性轴的分布钢筋能充分发挥其强度）。（5）控制剪力墙的数量采用大开间剪力墙（间距为6.0~7.2m）比采用小开间剪力墙（间距为3.0~3.9m）的效果好。以高层住宅为例：小开间剪力墙的墙截面面积约占楼面面积的8%~10%，而大开间剪力墙的墙截面面积约占楼面面积的6%~7%。 合理刚度的判断：①自振周 T=(0.05~0.06)n ②结构的侧移结构刚度的调整：①适当减小剪力墙的厚度； ②降低连梁的高度； ③增大门窗洞口的宽度； ④墙肢开洞3、结构竖向布置（1）竖向连续，上应到顶，下要到底。 剪力墙沿高度厚度每次减小宜50~100mm（宜两侧同时内收（除外墙，电梯井外）），厚度改变和混凝土等级的改变宜错开楼层；（2）剪力墙截面变化时宜两边同时收，以尽量减少偏心。外墙和电梯井壁可单面内收；(3)剪力墙的洞口宜上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁；(4)避免形成小墙肢，要求墙肢hw/bw≥3且hw≥500mm；试验表明：在反复荷载作用下，小墙肢比大墙肢早开裂、早破坏，即使加强配筋，也难以防止小墙肢的早期破坏；（5）刀把形剪力墙的受力复杂，应力集中明显，不利抗震，应十分慎重采用。（6）底部加强部位的高度一般剪力墙结 ， 取 部分框支剪力墙结构，取当计算时的嵌固端在地下一层以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。三、剪力墙最小厚度及材料强度选定1、剪力墙的材料不应低于C20不应低于C25（筒体、短肢剪力墙）2、剪力墙最小厚度为了保证出平面的刚度和稳定性做出的要求。 剪力墙最小厚度一、二级三、四级非抗震无端柱或翼墙的一字形剪力墙其他截面剪力墙 无端柱或翼墙的一字形剪力墙其他截面剪力墙 底部加强部位≥220≥200≥180≥160≥160其他部位≥180≥160≥160≥160当墙厚不能满足上述要求时，应按《高层建筑混凝土结构技术规程》附录D计算墙体的稳定； 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度