高层建筑结构06

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1、第第6章章 剪力墙结构设计剪力墙结构设计高层建筑混凝土结构设计高层建筑混凝土结构设计1.1.平面布置平面布置 在剪力墙结构中，在剪力墙结构中，平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置剪力墙，形成空间结构，两个方向的侧向刚度不宜相差过大向布置剪力墙，形成空间结构，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。 由于剪力墙结构的抗侧移刚度及承载力均较大，对于一般高层建筑结构，为由于剪力墙结构的抗侧移刚度及承载力均较大，对于一般高层建筑结构，为充分利用剪力墙的刚度及承载力，减轻结构重量、增大室内空间，在保证结构刚充分利用剪力墙的刚度及承载力，减轻结

2、构重量、增大室内空间，在保证结构刚度足够的前提下，剪力墙不必布置过密，可将适当部位的室内分隔墙采用楼面梁度足够的前提下，剪力墙不必布置过密，可将适当部位的室内分隔墙采用楼面梁及轻质填充墙来扩大剪力墙间距（见下图），或采用及轻质填充墙来扩大剪力墙间距（见下图），或采用短肢剪力墙短肢剪力墙结构。结构。 楼面梁及填充墙楼面梁及填充墙取代剪力墙示意取代剪力墙示意 6.16.1剪力墙的结构布置及有关规定剪力墙的结构布置及有关规定 一、结构布置一、结构布置 混凝土异型柱结构技术规程混凝土异型柱结构技术规程JGJ149-2006JGJ149-2006第第2.1.12.1.1条规定：截面几何形状为条规定：截面

3、几何形状为L L形、形、T T形和十形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比不大于字形，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4 4的柱为的柱为异型柱异型柱。 所谓短肢剪力墙是指截面厚度不大于所谓短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4 4 但不大但不大于于8 8 的剪力墙。的剪力墙。 当墙肢的截面高度与厚度之比不大于当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4 4 时，时，宜按框架柱进行截面设计。宜按框架柱进行截面设计。2 当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应控制剪力墙平面外的弯当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应控制剪力

4、墙平面外的弯矩。矩。 剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，剪力墙的特点是平面内刚度及承载力大，而平面外刚度及承载力都相对很小，一般情况下并不考虑墙的平面外的刚度及承载力。当梁高较大（大于一般情况下并不考虑墙的平面外的刚度及承载力。当梁高较大（大于2 2倍墙厚）倍墙厚）时，梁端弯矩对墙平面外的安全不利，因此，时，梁端弯矩对墙平面外的安全不利，因此，当剪力墙与其平面外相交的楼面梁当剪力墙与其平面外相交的楼面梁刚接时，刚接时，应当采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响：应当采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙的不利影响： 1 1）沿梁轴线方向设

5、置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩，墙的厚）沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩，墙的厚度不宜小于梁的宽度；度不宜小于梁的宽度； 2 2）当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁）当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱，其宽度不应小于梁宽，扶壁柱应按计算确定截面及配筋；柱，其宽度不应小于梁宽，扶壁柱应按计算确定截面及配筋； 3 3）当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，暗柱的截面高度可）当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，暗柱的截面高度可取墙的厚度、截面宽度可取梁宽加取墙的厚度、截面宽度可取梁宽加2 2

6、倍墙厚，并应按计算确定配筋。倍墙厚，并应按计算确定配筋。楼面梁水平楼面梁水平钢筋伸入剪力墙的长度应符合钢筋锚固要求（详见钢筋伸入剪力墙的长度应符合钢筋锚固要求（详见高规高规）； 4 4）必要时，剪力墙内可（根据计算）设置型钢。）必要时，剪力墙内可（根据计算）设置型钢。 另外，对截面较小的楼面梁也可设计为铰接或半刚接，减小墙肢平面外弯矩。另外，对截面较小的楼面梁也可设计为铰接或半刚接，减小墙肢平面外弯矩。铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅或梁变截面来实现，此时应相应加大梁跨中弯铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅或梁变截面来实现，此时应相应加大梁跨中弯矩。矩。楼面梁不宜支承在剪力墙的连梁上。楼面梁不宜支承

7、在剪力墙的连梁上。3楼面梁伸出墙面形成梁头楼面梁伸出墙面形成梁头1 1楼面梁；楼面梁；2 2剪力墙；剪力墙；3 3楼面梁钢筋锚固水平投影长度楼面梁钢筋锚固水平投影长度建筑师和用户能接受吗？建筑师和用户能接受吗？42.2.竖向布置竖向布置 剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。 剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙易于设计成弯曲破坏的剪力墙结构应具有延性，细高的剪力墙易于设计成弯曲破坏的延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。因此，对于较长的剪力延性剪力墙，从而可避免脆性的剪切破坏。因此，对于较长的剪力墙，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

8、采墙，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（其跨高比宜大于用弱连梁（其跨高比宜大于6 6）连接，使其可近似认为分成了独立）连接，使其可近似认为分成了独立墙段，墙段，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不宜小于不宜小于3 3 。 此外，当墙段长度过长时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙此外，当墙段长度过长时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易拉断，因此，墙段长度体的配筋容易拉断，因此，墙段长度（即墙肢截面高度）（即墙肢截面高度）不宜大于不宜大于8m8m。例如：例如：5 当无法避免，必须采用叠合错洞墙时，当无法避免，必须采用叠合错

9、洞墙时，可采用其他轻质材料填充，将叠合错洞转化可采用其他轻质材料填充，将叠合错洞转化为规则洞口；或采用有限元法进行细致分析为规则洞口；或采用有限元法进行细致分析并在洞口周边采取加强措施。并在洞口周边采取加强措施。 图中阴影部分为填充墙。图中阴影部分为填充墙。 当必须采用错洞墙时，当必须采用错洞墙时，墙洞口错开距离不小于墙洞口错开距离不小于2m2m，使洞口之间形成明确，使洞口之间形成明确的墙肢。的墙肢。二、剪力墙上开洞的有关规定二、剪力墙上开洞的有关规定 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连梁；宜避免造成；宜避免造成墙

10、肢宽度相差悬殊的洞口设置。墙肢宽度相差悬殊的洞口设置。：两端与剪力墙：两端与剪力墙 在平面内相连的梁。在平面内相连的梁。6三、剪力墙结构底部加强部位三、剪力墙结构底部加强部位 剪力墙结构的塑性铰一般在底部，抗震设计时，为保证出现塑性铰后剪力剪力墙结构的塑性铰一般在底部，抗震设计时，为保证出现塑性铰后剪力墙具有足够的延性，应对剪力墙底部进行加强。墙具有足够的延性，应对剪力墙底部进行加强。 剪力墙结构剪力墙结构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的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10 1/10 二者的二者的较大值。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较

11、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。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。四、短肢剪力墙结构的有关规定四、短肢剪力墙结构的有关规定 由于短肢剪力墙抗震性能较差，在地震区应用经验不多，为安全起见，高由于短肢剪力墙抗震性能较差，在地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的结构。层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的结构。B B 级高度高层建筑以及抗震设防级高度高层建筑以及抗震设防烈度为烈度为9 9 度的度的A A 级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢级高

12、度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。（具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指，在规定的水平剪力墙的剪力墙结构。（具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构是指，在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%30%的剪力墙结构。）当采用具有较多短肢剪力墙时，应符合下列规定：的剪力墙结构。）当采用具有较多短肢剪力墙时，应符合下列规定： 1 1）在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结）在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结

13、构底部总地震倾覆力矩的构底部总地震倾覆力矩的50%50%； 2 2）其最大适用高度应比）其最大适用高度应比“A A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度”中中的剪力墙结构的的剪力墙结构的最大适用高度最大适用高度规定值适当降低，且规定值适当降低，且7 7度、度、8 8度（度（0.2g0.2g）和）和8 8度度（0.3g0.3g）时分别不应大于）时分别不应大于100m100m、80m80m和和60m60m；7此外，所有短肢剪力墙都要求下述满足：此外，所有短肢剪力墙都要求下述满足： 1 1）短肢剪力墙截面厚度除应符合一般剪力墙要求的最小厚度外，底部加强）短肢剪力

14、墙截面厚度除应符合一般剪力墙要求的最小厚度外，底部加强部位尚不应小于部位尚不应小于200mm200mm，其他部位尚不应小于，其他部位尚不应小于180mm180mm； 2 2）一、二、三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于）一、二、三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于0.450.45、0.500.50、0.550.55，一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少0.10.1； 3 3）短肢剪力墙的底部加强部位应按一般剪力墙的规定进行调整剪力设计）短肢剪力墙的底部加强部位应按一般剪力墙的规定进行调整剪力设计值值 ，其他各层一、二、三级时剪力设计值应分别乘以增

15、大系数，其他各层一、二、三级时剪力设计值应分别乘以增大系数1.41.4、1.2 1.2 和和1.11.1； 4 4）短肢剪力墙边缘构件的设置应符合一般剪力墙的要求；）短肢剪力墙边缘构件的设置应符合一般剪力墙的要求； 5 5）短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一）短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率，底部加强部位一, , 二级不宜小于二级不宜小于1.2%1.2%，三、四级不宜小于，三、四级不宜小于1.0%1.0%；其他部位一、二级不宜小于；其他部位一、二级不宜小于1.0%1.0%，三、四级不宜，三、四级不宜小于小于0.8%0.8%； 6 6）不宜采用一字型短肢剪力墙，不应在一字形短肢剪力

16、墙上布置平面外与）不宜采用一字型短肢剪力墙，不应在一字形短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁。之相交的单侧楼面梁。8 剪力墙厚度除需满足上述最小厚度要求外，为保证剪力墙出平面的刚度及剪力墙厚度除需满足上述最小厚度要求外，为保证剪力墙出平面的刚度及稳定还应由稳定还应由 验算墙体的稳定。验算墙体的稳定。 一、二级剪力墙，底部加强部位不应小于一、二级剪力墙，底部加强部位不应小于200mm200mm，其他部位不应小于，其他部位不应小于160mm160mm；无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙，底部加强部位不应小于无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙，底部加强部位不应小于220mm220mm，其他部位不，其他

17、部位不应小于应小于180mm180mm； 三、四级剪力墙，不应小于三、四级剪力墙，不应小于160mm160mm；无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙，底；无端柱或翼墙的一字形独立剪力墙，底部加强部位尚不应小于部加强部位尚不应小于180mm180mm；非抗震设计时不应小于非抗震设计时不应小于160mm160mm； 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于于160mm160mm。式中式中q q为作用于墙顶的等效竖向均布荷载设计值；为作用于墙顶的等效竖向均布荷载设计值；t为剪力墙墙肢截面厚度，为剪力墙墙肢截面厚度

18、，l0 0为为墙肢的计算高度（详见墙肢的计算高度（详见高规高规附录附录D D）。）。6.2 6.2 剪力墙的最小厚度及混凝土强度等级剪力墙的最小厚度及混凝土强度等级一、剪力墙的最小厚度一、剪力墙的最小厚度 9 按一、二级抗震等级设计的剪力墙厚度按一、二级抗震等级设计的剪力墙厚度 层高，且层高，且160160；对于底部；对于底部加强部位应加强部位应 层高，且层高，且200200。 按三、四级抗震等级设计的剪力墙厚度按三、四级抗震等级设计的剪力墙厚度 层高，且层高，且160160；对于底部；对于底部加强部位应加强部位应 层高，且层高，且160160。 非抗震设计的剪力墙厚度非抗震设计的剪力墙厚度

19、层高，且层高，且160160。 层高：一般指楼层高。对共享空间无楼板处的层高，指共享空间的高度，层高：一般指楼层高。对共享空间无楼板处的层高，指共享空间的高度，此时应与横向约束长度比较，取小值。此时应与横向约束长度比较，取小值。 设计时可由下列要求对剪力墙的厚度进行初选：设计时可由下列要求对剪力墙的厚度进行初选： 106.3 6.3 剪力墙的内力及侧移计算剪力墙的内力及侧移计算一、竖向荷载作用下的内力计算要点一、竖向荷载作用下的内力计算要点 在竖向荷载作用下，剪力墙各墙肢产生轴向压力。在竖向荷载作用下，剪力墙各墙肢产生轴向压力。 任意一片剪力墙的轴向压力任意一片剪力墙的轴向压力N NV V可按

20、楼面传到该墙上的荷载以及墙体自重可按楼面传到该墙上的荷载以及墙体自重计算；或按竖向荷载引起的墙面上的平均压应力计算；或按竖向荷载引起的墙面上的平均压应力 乘乘以所要计算的剪力墙截面积计算。以所要计算的剪力墙截面积计算。 二、水平荷载作用下的内力及侧移计算二、水平荷载作用下的内力及侧移计算 1.1.基本假定：基本假定：（1 1）各片剪力墙在自身平面外的刚度（与平面内的刚度相比）很小，可忽略不）各片剪力墙在自身平面外的刚度（与平面内的刚度相比）很小，可忽略不计；计；（2 2）楼板在自身平面内的刚度无穷大。）楼板在自身平面内的刚度无穷大。二、混凝土强度等级二、混凝土强度等级 剪力墙结构混凝土强度等级

21、不应低于剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20C20；抗震设计时，；抗震设计时，为保证剪力墙结为保证剪力墙结构的延性，构的延性，剪力墙的混凝土强度等级不宜高于剪力墙的混凝土强度等级不宜高于C60C60。11翼缘计算宽度，每侧取翼缘计算宽度，每侧取取小值取小值根据假定（根据假定（1 1）可将空间体系的剪力墙结构简化为平面体系。）可将空间体系的剪力墙结构简化为平面体系。12 根据假定（根据假定（2 2），若），若仅考虑平动仅考虑平动不考虑扭转，可将整个房屋的不考虑扭转，可将整个房屋的水平荷载按各片剪力墙的等效刚度分配给各片剪力墙，然后按单片水平荷载按各片剪力墙的等效刚度分配给各片剪力墙，然后按单片

22、剪力墙进行内力及位移计算。剪力墙进行内力及位移计算。 等效刚度：是按顶点位移相等的原则，考虑弯曲变形和剪切变等效刚度：是按顶点位移相等的原则，考虑弯曲变形和剪切变形后，折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。形后，折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。2.2.单片剪力墙的受力特点及剪力墙分类单片剪力墙的受力特点及剪力墙分类 在水平荷载作用下，剪力墙的受力特点与墙上洞口大小有直接在水平荷载作用下，剪力墙的受力特点与墙上洞口大小有直接关系，根据洞口大小的不同，可将剪力墙分为四种不同类型：关系，根据洞口大小的不同，可将剪力墙分为四种不同类型：（1）整体墙）整体墙（2）小开口墙）小开口墙（3）联肢墙）联

23、肢墙（4）壁式框架）壁式框架13（1 1）整体墙整体墙（包括小洞口整体墙），其受力状态如同竖向悬臂（包括小洞口整体墙），其受力状态如同竖向悬臂梁，截面上法向应力是线性分布的。梁，截面上法向应力是线性分布的。14（2 2）小开口墙小开口墙（即图中洞口稍大的剪力墙），截面上的法向应力（即图中洞口稍大的剪力墙），截面上的法向应力偏离直线分布。偏离直线分布。 应力分布相当于整体弯曲引起的直线分布和局部弯曲应力的叠应力分布相当于整体弯曲引起的直线分布和局部弯曲应力的叠加，实测表明，墙肢的局部弯矩不超过总弯矩的加，实测表明，墙肢的局部弯矩不超过总弯矩的15%15%，且墙肢基本，且墙肢基本无反弯点。无反弯点

24、。15 （3 3）联肢墙联肢墙（即洞口进一步加大的情况），连梁的刚度比墙肢的（即洞口进一步加大的情况），连梁的刚度比墙肢的刚度小得多，连梁中部有反弯点，可看成是若干单肢剪力墙由连梁刚度小得多，连梁中部有反弯点，可看成是若干单肢剪力墙由连梁连接而成的剪力墙。连接而成的剪力墙。16（4 4）壁式框架壁式框架（洞口较大、墙肢截面较小的情况），墙肢和连梁（洞口较大、墙肢截面较小的情况），墙肢和连梁刚度相差不多，多数墙肢有反弯点，出现明显的局部弯曲，受力特刚度相差不多，多数墙肢有反弯点，出现明显的局部弯曲，受力特征接近于框架。征接近于框架。 在剪力墙结构中，一般外纵墙为壁式框架，山墙为小开口在剪力墙结构

25、中，一般外纵墙为壁式框架，山墙为小开口墙或整体墙，内墙为联肢墙或小开口墙。墙或整体墙，内墙为联肢墙或小开口墙。173.3.剪力墙类型判别剪力墙类型判别（1 1）整体墙判别条件）整体墙判别条件（包括小洞口整体墙）（包括小洞口整体墙） 洞口面积洞口面积16%16%墙面面积，且净距（洞口之间、孔洞至墙墙面面积，且净距（洞口之间、孔洞至墙边）孔洞长边。边）孔洞长边。 （2 2）小开口墙判别条件）小开口墙判别条件 当剪力墙由成列洞口划分为若干墙肢，各墙肢和连梁刚度比当剪力墙由成列洞口划分为若干墙肢，各墙肢和连梁刚度比较均匀，并满足下式时，可按小开口墙计算。较均匀，并满足下式时，可按小开口墙计算。式中式中

26、 （当（当 时，说明连梁刚度较大。）时，说明连梁刚度较大。）剪力墙的肢强系数。剪力墙的肢强系数。18对于只有一列洞口的墙：对于只有一列洞口的墙：剪力墙对组合截面形心的惯性矩；剪力墙对组合截面形心的惯性矩；连梁的折算惯性矩；连梁的折算惯性矩；连梁的截面惯性矩；连梁的截面惯性矩；分别为墙肢分别为墙肢1、2的截面惯性矩；的截面惯性矩；扣除墙肢惯性矩后剪力墙的惯性矩，扣除墙肢惯性矩后剪力墙的惯性矩，连梁的截面面积；连梁的截面面积；截面形状系数，矩形截面截面形状系数，矩形截面=1.2=1.2；洞口两侧墙肢截面形心距离；洞口两侧墙肢截面形心距离；剪力墙总高度；剪力墙总高度；连梁的计算跨度，取洞口宽度加梁高

27、的一半。连梁的计算跨度，取洞口宽度加梁高的一半。层高；层高；式中式中其中其中具有多列洞口墙的具有多列洞口墙的 算式详见教材公式算式详见教材公式6.26.2。19（3 3）联肢墙判别条件）联肢墙判别条件（4）壁式框架判别条件）壁式框架判别条件剪力墙的肢强系数。剪力墙的肢强系数。204.4.内力及侧移计算内力及侧移计算（1 1）整体墙（包括小洞口整体墙）计算）整体墙（包括小洞口整体墙）计算 1 1）整体墙内力）整体墙内力 此时剪力墙截面上的法向应力仍然保持直线分此时剪力墙截面上的法向应力仍然保持直线分布，因此整体墙的内力可按竖向受弯构件计算各截布，因此整体墙的内力可按竖向受弯构件计算各截面的弯矩及

28、剪力。面的弯矩及剪力。2 2）整体墙的顶点位移）整体墙的顶点位移 上式是由位移计算的一般公式（单位荷载法）得到的。第一项为弯曲变上式是由位移计算的一般公式（单位荷载法）得到的。第一项为弯曲变形的影响，第二项为剪切变形的影响。如果不考虑剪切变形的影响，则与一形的影响，第二项为剪切变形的影响。如果不考虑剪切变形的影响，则与一般受弯构件的位移计算公式完全相同了。般受弯构件的位移计算公式完全相同了。21整体墙的顶点位移整体墙的顶点位移剪力墙的等效刚度剪力墙的等效刚度 等效刚度：是按等效刚度：是按顶点位移相等顶点位移相等的原则，考虑弯曲变形和剪切变形后，折算的原则，考虑弯曲变形和剪切变形后，折算成一个竖

29、向悬臂受弯构件的抗弯刚度。成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。22剪力墙的等效刚度剪力墙的等效刚度式中：式中：233 3）层间相对位移）层间相对位移剪力墙结构的层间相对位移最大值一般发生在结构的顶层，其算式为剪力墙结构的层间相对位移最大值一般发生在结构的顶层，其算式为式中式中均布荷载均布荷载倒三角形荷载倒三角形荷载顶点集中力顶点集中力取取G=0.4EG=0.4E，并进一步简化可得，并进一步简化可得 的统一算式：的统一算式：24（2 2）小开口墙计算）小开口墙计算( ( ， ) )1 1）内力（以一列洞口为例）内力（以一列洞口为例）2526根据图（根据图（a）与图（）与图（b）边缘应力相等的条件，

30、有）边缘应力相等的条件，有由此可得由此可得同理可得同理可得局部弯矩在各墙肢的分配可近似按下式确定局部弯矩在各墙肢的分配可近似按下式确定各墙肢承受的总弯矩为各墙肢承受的总弯矩为27 连梁的剪力：可由上下墙肢的轴力差求得。连梁的剪力：可由上下墙肢的轴力差求得。 2 2）小开口墙的顶点位移、层间最大位移，可按整体墙位移公式计算，但在）小开口墙的顶点位移、层间最大位移，可按整体墙位移公式计算，但在公式中的等效刚度公式中的等效刚度 应考虑洞口的影响。应考虑洞口的影响。式中式中 多列洞口的小开口墙内力计算公式多列洞口的小开口墙内力计算公式各墙肢的剪力可近似按下式计算各墙肢的剪力可近似按下式计算（即分别按墙

31、肢面积和惯性矩分配后取平均值）（即分别按墙肢面积和惯性矩分配后取平均值）28 求图示剪力墙底部墙肢的内力求图示剪力墙底部墙肢的内力（M M、N N、V V）。）。29解：解： 1.1.判别剪力墙类型判别剪力墙类型整体墙判别条件整体墙判别条件（包括小洞口整体墙）（包括小洞口整体墙） 洞口面积洞口面积16%16%墙面面积，且净距（洞口之间、孔洞至墙边）孔洞墙面面积，且净距（洞口之间、孔洞至墙边）孔洞长边。长边。小开口墙判别条件小开口墙判别条件30属于小开口墙属于小开口墙小开口墙判别条件小开口墙判别条件31 连梁的剪力：可由上下墙肢的轴力差求得。连梁的剪力：可由上下墙肢的轴力差求得。 小开口墙内力计

32、算公式小开口墙内力计算公式2.2.内力计算内力计算322.2.内力计算内力计算3334（3 3）联肢墙的内力及侧移计算（）联肢墙的内力及侧移计算（ ）1 1）基本假定）基本假定沿竖向墙的刚度、层高基本不变（如实际有变化，取加权平均值）沿竖向墙的刚度、层高基本不变（如实际有变化，取加权平均值）；连梁的作用可用沿高度均匀分布的连续弹性薄片来代替，反弯点连梁的作用可用沿高度均匀分布的连续弹性薄片来代替，反弯点在梁跨中；在梁跨中；各墙肢的弯曲变形曲线相似，即在同一高度处各墙肢有相同的位各墙肢的弯曲变形曲线相似，即在同一高度处各墙肢有相同的位移和转角。移和转角。联肢墙联肢墙35联肢墙的计算简图联肢墙的计

33、算简图根据上述假定，可得根据上述假定，可得联肢墙的联肢墙的计算简图：计算简图：36 通过切口处的变形连续条件可建立未知数为通过切口处的变形连续条件可建立未知数为q( (x) )的的微分方程，具体推微分方程，具体推导过程从略。导过程从略。372 2）联肢墙计算公式）联肢墙计算公式联肢墙的微分方程：联肢墙的微分方程：联肢墙联肢墙几何特征及基本参数几何特征及基本参数38联肢墙联肢墙3940414243层间相对位移可近似按下式计算，也可由变形曲线函数的一阶导数求得。层间相对位移可近似按下式计算，也可由变形曲线函数的一阶导数求得。（均布荷载）（均布荷载）（倒三角形分布荷载）（倒三角形分布荷载）（顶点集中

34、（顶点集中荷载荷载）44（4）壁式框架计算）壁式框架计算 （ ）1 1）计算简图）计算简图 即连梁和墙肢的形心线，但应考虑节点刚域的影响，且梁柱的剪切变形即连梁和墙肢的形心线，但应考虑节点刚域的影响，且梁柱的剪切变形不能忽略。不能忽略。 刚域刚域: :由于梁柱结合区的变形很小，内力分析时可按刚性考虑。由于梁柱结合区的变形很小，内力分析时可按刚性考虑。45刚域的尺寸可按下式确定：刚域的尺寸可按下式确定：462)2)带刚域杆的等效线刚度带刚域杆的等效线刚度473 3）内力及位移计算）内力及位移计算( (壁式框架的内力及位移可采用壁式框架的内力及位移可采用D D值法。值法。) )48相应的，相应的，

35、图（图（b）梁线刚度也为应为图（）梁线刚度也为应为图（a）梁线刚度的）梁线刚度的s倍。倍。另外，图（另外，图（b）柱的线刚度应按柱高为）柱的线刚度应按柱高为 确定，确定，即即由图（由图（b）可得）可得标准反弯点高度比变成标准反弯点高度比变成在确定在确定 时，平均梁柱刚度比时，平均梁柱刚度比说明说明：494 4) )506.4 6.4 截面设计要点及构造要求截面设计要点及构造要求一、截面设计一、截面设计墙肢墙肢正截面承载力正截面承载力斜截面承载力斜截面承载力连梁连梁正截面承载力正截面承载力斜截面承载力斜截面承载力1 1）墙肢的）墙肢的配筋形式配筋形式1.1.墙肢墙肢512 2）墙肢内力设计值调整

36、）墙肢内力设计值调整 （1 1）弯矩设计值调整）弯矩设计值调整 剪力墙墙肢塑性铰一般出现在底部加强部位。为了更有把握实现塑性铰出剪力墙墙肢塑性铰一般出现在底部加强部位。为了更有把握实现塑性铰出现在底部加强部位，保证其他部位不出现塑性铰，现在底部加强部位，保证其他部位不出现塑性铰，对于对于一级抗震等级剪力墙，一级抗震等级剪力墙，要要求底部加强部位以上的求底部加强部位以上的组合弯矩组合弯矩设计值设计值乘以增大系数乘以增大系数1.21.2，为保证强剪弱弯，相，为保证强剪弱弯，相应部位的组合剪力设计值应乘以增大系数应部位的组合剪力设计值应乘以增大系数1.31.3。 （2 2）剪力设计值调整）剪力设计值

37、调整 根据根据强剪弱弯强剪弱弯的设计概念，要求对的设计概念，要求对剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值值进行调整进行调整。 例如：一、二、三级抗震等级时应按下式调整。例如：一、二、三级抗震等级时应按下式调整。 式中式中 底部加强部位剪力墙截面底部加强部位剪力墙截面考虑地震作用组合的考虑地震作用组合的剪力计算值；剪力计算值；剪力增大系数，一级为剪力增大系数，一级为1.61.6，二级为，二级为1.41.4，三级为，三级为1.21.2。四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整。四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整。9 9度时，一级抗震等级剪力墙要求更加严格（略）

38、。度时，一级抗震等级剪力墙要求更加严格（略）。52（3 3）墙肢出现偏心受拉时的调整）墙肢出现偏心受拉时的调整 墙肢出现大偏心受拉时，墙肢易出现裂缝，使其刚度降低，内力将在墙肢中墙肢出现大偏心受拉时，墙肢易出现裂缝，使其刚度降低，内力将在墙肢中重分配，因此，抗震设计的双肢剪力墙中，当任一墙肢出现偏心受拉时，另一墙重分配，因此，抗震设计的双肢剪力墙中，当任一墙肢出现偏心受拉时，另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.251.25。 抗震设计的双肢剪力墙中，抗震设计的双肢剪力墙中，如果双肢剪力墙中一个墙肢出现小偏心受拉，该如果双肢剪力墙中一个墙肢出

39、现小偏心受拉，该墙肢可能会出现水平通缝而失去抗剪能力，则由荷载产生的剪力将全部转移到另墙肢可能会出现水平通缝而失去抗剪能力，则由荷载产生的剪力将全部转移到另一个墙肢而导致其抗剪承载力不足，因此，抗震设计的双肢剪力墙中，墙肢不宜一个墙肢而导致其抗剪承载力不足，因此，抗震设计的双肢剪力墙中，墙肢不宜出现小偏心受拉。出现小偏心受拉。 3 3）墙肢的轴压比限值）墙肢的轴压比限值 抗震设计时，抗震设计时，在重力荷载代表值作用下，在重力荷载代表值作用下，一、二、三级剪力墙一、二、三级剪力墙墙肢的轴压墙肢的轴压比比不宜超过下表的限值。不宜超过下表的限值。 剪力墙墙肢轴压比限值剪力墙墙肢轴压比限值 注：墙肢轴

40、压比为重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和注：墙肢轴压比为重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。534 4）墙肢正截面承载力）墙肢正截面承载力 （1 1）偏心受压）偏心受压 破坏特征与一般偏压构件相同，其特殊性在于剪力墙中除配有端部受破坏特征与一般偏压构件相同，其特殊性在于剪力墙中除配有端部受力钢筋之外，在腹板中还设有竖向分布钢筋力钢筋之外，在腹板中还设有竖向分布钢筋A Asvsv，见下图：，见下图： 因此，应在公式中体现因此，应在公式中体现A Asvsv的作用。的作用。

41、大偏压墙肢大偏压墙肢：由于在中和轴附近的竖向分布钢筋达不到屈服，故在计算中：由于在中和轴附近的竖向分布钢筋达不到屈服，故在计算中仅考虑仅考虑1.5x范围外的受拉竖向分布钢筋的作用，范围外的受拉竖向分布钢筋的作用，其他其他竖向分布钢筋的作用则忽竖向分布钢筋的作用则忽略不计，所以在大偏压墙肢计算公式中比一般大偏压构件公式在投影方程中多略不计，所以在大偏压墙肢计算公式中比一般大偏压构件公式在投影方程中多了一项拉力了一项拉力在取矩方程中多了一项弯矩在取矩方程中多了一项弯矩54 无论是矩形还是工字型截面大偏压墙肢，只要在一般大偏压构件的基本无论是矩形还是工字型截面大偏压墙肢，只要在一般大偏压构件的基本公

42、式中加上上述两项，就成为相应的大偏压公式中加上上述两项，就成为相应的大偏压墙墙肢计算公式。加上上述两项之肢计算公式。加上上述两项之后，并不增加公式中的未知数，两个公式，两个未知数（后，并不增加公式中的未知数，两个公式，两个未知数（x, As），在公式适），在公式适用条件范围内有唯一解。用条件范围内有唯一解。 小偏压墙肢小偏压墙肢：由于压区混凝土受压承载力已经足够，故不考虑竖向分布钢：由于压区混凝土受压承载力已经足够，故不考虑竖向分布钢筋的作用，计算公式与一般小偏压构件计算公式完全相同。筋的作用，计算公式与一般小偏压构件计算公式完全相同。 当有地震作用时，应考虑承载力调整系数当有地震作用时，应考

43、虑承载力调整系数RERE=0.85=0.85。55（2 2）偏心受拉）偏心受拉 对称配筋的偏拉墙肢，无论大小偏拉，均按下列公式计算正截面承载力对称配筋的偏拉墙肢，无论大小偏拉，均按下列公式计算正截面承载力: :持久、短暂设计状况持久、短暂设计状况地震设计状况地震设计状况式中，式中， 剪力墙竖向分布钢筋的截面面积。剪力墙竖向分布钢筋的截面面积。剪力墙墙肢斜截面承载力计算公式详见教材或剪力墙墙肢斜截面承载力计算公式详见教材或高规高规，此处从略。，此处从略。56 连梁的正截面计算同一般受弯构件（连梁采用连梁的正截面计算同一般受弯构件（连梁采用对称配筋，计算时可只考虑钢筋的作用）。对称配筋，计算时可只

44、考虑钢筋的作用）。2.2.连梁连梁1)1)正截面承载力正截面承载力 梁连在地震引起的反复剪力作用下，混凝土梁连在地震引起的反复剪力作用下，混凝土易发生破碎，导致剪切破坏。因此，有地震作用易发生破碎，导致剪切破坏。因此，有地震作用时，斜截面承载力降低，具体计算公式（略）。时，斜截面承载力降低，具体计算公式（略）。2)2)斜斜截面承载力截面承载力 当剪力墙的连梁不满足截面尺寸限制条件时，可作如下处理：当剪力墙的连梁不满足截面尺寸限制条件时，可作如下处理： （1 1） 减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施；减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施； （2 2）抗震设计剪力墙连梁的弯矩可塑

45、性调幅，抗震设计剪力墙连梁的弯矩可塑性调幅，以降低其剪力设计值，一般情以降低其剪力设计值，一般情况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前弯矩（完全弹性）的况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前弯矩（完全弹性）的0.80.8倍（倍（6 67 7度）度）和和0.50.5倍（倍（8 89 9度）。但在内力计算时已对连梁刚度折减的情况，其调幅范围应度）。但在内力计算时已对连梁刚度折减的情况，其调幅范围应当限制或不再继续调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的当限制或不再继续调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高；弯矩设计值应相应提高； （3 3） 当连梁破坏

46、对承受竖向荷载无明显影响时，可当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可按独立墙肢的计算简图按独立墙肢的计算简图进行第二次多遇地震（小震）作用下的内力分析，墙肢截面应按两次计算的较大进行第二次多遇地震（小震）作用下的内力分析，墙肢截面应按两次计算的较大值计算配筋。值计算配筋。573)3)关于连梁的内力设计值调整关于连梁的内力设计值调整 有地震作用时，为实现强剪弱弯，应对梁端截面组合的剪力设计值进行调有地震作用时，为实现强剪弱弯，应对梁端截面组合的剪力设计值进行调整，例如：一、二、三级抗震等级剪力墙的连梁，连梁的剪力设计值应按下式整，例如：一、二、三级抗震等级剪力墙的连梁，连梁的剪力设计值应按下式

47、进行调整：进行调整：式中式中 分别为连梁左、右端截面顺时针或逆时针方向的弯矩设计值；分别为连梁左、右端截面顺时针或逆时针方向的弯矩设计值； 连梁的净跨；连梁的净跨； 在重力荷载代表值作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值；在重力荷载代表值作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值；连梁剪力增大系数，一级取连梁剪力增大系数，一级取1.31.3，二级取，二级取1.21.2，三级取，三级取1.11.1。 非抗震设计以及四级抗震等级剪力墙的连梁剪力设计值可不进行调整，非抗震设计以及四级抗震等级剪力墙的连梁剪力设计值可不进行调整，分别取考虑水平风荷载、水平地震作用组合的剪力设计值即可。分别取考虑水平风荷

48、载、水平地震作用组合的剪力设计值即可。9 9度时一级抗震等级剪力墙的连梁要求更加严格（略）。度时一级抗震等级剪力墙的连梁要求更加严格（略）。58 1)1)剪力墙的边缘构件剪力墙的边缘构件（即剪力墙端部的暗柱、翼柱或端柱）（即剪力墙端部的暗柱、翼柱或端柱）构造要求构造要求 一般情况下，剪力墙边缘构件的位置见下图。一般情况下，剪力墙边缘构件的位置见下图。将计算所得的将计算所得的纵筋纵筋及及按构造要求给出的按构造要求给出的箍筋箍筋设在阴影范围内。设在阴影范围内。构造构造二、构造要求二、构造要求1.1.墙肢配筋构造要求墙肢配筋构造要求59剪力墙构造边缘构件的最小配筋要求剪力墙构造边缘构件的最小配筋要求

49、注：注：1 1 A Ac 为构造边缘构件的截面面积，即下图所示剪力墙截面的阴影部分；为构造边缘构件的截面面积，即下图所示剪力墙截面的阴影部分； 2 2 其他部位的转角处宜采用箍筋；其他部位的转角处宜采用箍筋； 3 3 箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm300mm，不应大于竖向钢筋间距的，不应大于竖向钢筋间距的2 2倍。倍。60剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比 特殊情况特殊情况是指是指: :一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于下表的规一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于下表的规定值时，以及部分框支

50、剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及相邻的上一层定值时，以及部分框支剪力墙结构的剪力墙，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件。设置约束边缘构件。 特殊情况下，剪力墙的边缘构件应加强。加强后的剪力墙边缘构件称为特殊情况下，剪力墙的边缘构件应加强。加强后的剪力墙边缘构件称为约束约束边缘构件。边缘构件。61 此时，应将计算所得的此时，应将计算所得的纵筋纵筋及按构造要求给出的及按构造要求给出的箍筋箍筋设在下图所示的阴影设在下图所示的阴影范围内，同时要求范围内，同时要求lc c范围内设置拉筋或箍筋。范围内设置拉筋或箍筋。62约束边缘构件内的体积配箍率约束边缘构件内的体积配箍率v v应满足下式

51、要求应满足下式要求约束边缘构件沿墙肢的长度约束边缘构件沿墙肢的长度lc c 及其配箍特征值及其配箍特征值v注：注：1 1 N 为墙肢在重力荷载代表值作用下的轴压比，为墙肢在重力荷载代表值作用下的轴压比，hw 为墙肢的长度；为墙肢的长度；2 2 剪力墙的翼墙长度小于剪力墙的翼墙长度小于翼墙翼墙厚度的厚度的3 3倍倍或端柱截面边长小于或端柱截面边长小于2 2倍墙厚时，按无翼倍墙厚时，按无翼墙、无端柱查表。墙、无端柱查表。 式中：式中： 箍筋体积配箍率。可计入箍筋、拉筋以及符合构造要求的水平箍筋体积配箍率。可计入箍筋、拉筋以及符合构造要求的水平 分布钢筋，计入的水平分布钢筋的体积配箍率不应大于分布钢

52、筋，计入的水平分布钢筋的体积配箍率不应大于0.3 0.3 倍总体倍总体 积配箍率；积配箍率；约束边缘构件配箍特征值；约束边缘构件配箍特征值； 混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土强度等级低于混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土强度等级低于C35C35时，应时，应 取取C35C35的混凝土轴心抗压强度设计值；的混凝土轴心抗压强度设计值；箍筋、拉筋或水平分布钢筋的抗拉强度设计值。箍筋、拉筋或水平分布钢筋的抗拉强度设计值。63抗震等级抗震等级竖向钢筋最小量竖向钢筋最小量（取较大值）（取较大值）箍筋或拉筋箍筋或拉筋沿竖向最大间距沿竖向最大间距 (mm)(mm)沿水平方向的最大肢距沿水平方向的最大肢距(mm)(

53、mm)（取小值）（取小值）一一0.0120.012A Ac c，8 81616100100300300，竖向钢筋间距，竖向钢筋间距2 2倍倍二二0.0100.010A Ac c，6 61616150150300300，竖向钢筋间距，竖向钢筋间距2 2倍倍三三0.0100.010A Ac c，6 61414150150300300，竖向钢筋间距，竖向钢筋间距2 2倍倍剪力墙约束边缘构件的最小配筋要求剪力墙约束边缘构件的最小配筋要求642)2)剪力墙分布钢筋（包括竖向和水平分布钢筋）剪力墙分布钢筋（包括竖向和水平分布钢筋） （1）剪力墙分布钢筋最小配筋剪力墙分布钢筋最小配筋率率( (见下表见下表)

54、 ) 剪力墙分布钢筋是沿剪力墙腹板均匀设置的钢筋，包括竖向和水平两个方剪力墙分布钢筋是沿剪力墙腹板均匀设置的钢筋，包括竖向和水平两个方向的分布钢筋。竖向分布钢筋可与剪力墙端部的纵向受拉钢筋共同抵抗弯矩，向的分布钢筋。竖向分布钢筋可与剪力墙端部的纵向受拉钢筋共同抵抗弯矩，水平分布钢筋主要用于抵抗剪力。同时，竖向和水平分布钢筋的存在，可提高水平分布钢筋主要用于抵抗剪力。同时，竖向和水平分布钢筋的存在，可提高剪力墙的延性，防止脆性破坏，抑制温度缝的产生和发展。剪力墙的延性，防止脆性破坏，抑制温度缝的产生和发展。65（2）分布钢筋的排数分布钢筋的排数（3）分布钢筋的搭接长度分布钢筋的搭接长度非抗震设计

55、时非抗震设计时1.21.2la抗震设计时抗震设计时1.21.2laE一、二级时一、二级时laE=1.151.15la三级时三级时laE=1.051.05la四级时四级时laE=1.01.0la 一、二级剪力墙的加强部位接头应错开，一、二级剪力墙的加强部位接头应错开，其余可在同一截面搭接。其余可在同一截面搭接。各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于600mm600mm，直径不应小于，直径不应小于6mm6mm66（4）水平分布钢筋在端部的锚固水平分布钢筋在端部的锚固 （a a）暗柱）暗柱 （b b）翼柱）翼柱 （c c）端柱）端柱67连梁配筋构造示意连梁配筋构造示意注

56、：非抗震设计时，图中锚固长度取注：非抗震设计时，图中锚固长度取la a 2.2.连梁配筋构造要求连梁配筋构造要求68连梁配筋应满足下列要求：连梁配筋应满足下列要求： 1 1）连梁顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙肢的锚固长度，抗震设计时不应）连梁顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙肢的锚固长度，抗震设计时不应小于小于 ，非抗震设计时不应，非抗震设计时不应小于小于 ，且均不应小于，且均不应小于600mm600mm； 2 2）抗震设计时，沿连梁全长箍筋的构造应按第）抗震设计时，沿连梁全长箍筋的构造应按第5 5章框架梁梁端加密区箍筋的章框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用；非抗震设计时，沿连梁全长的箍筋直径不应小于

57、构造要求采用；非抗震设计时，沿连梁全长的箍筋直径不应小于6mm6mm，间距不应，间距不应大于大于150mm150mm； 3 3）顶层连梁纵向钢筋伸入墙肢的长度范围内，应配置间距不大于）顶层连梁纵向钢筋伸入墙肢的长度范围内，应配置间距不大于150mm150mm的构的构造箍筋，箍筋直径应与该连梁的箍筋直径相同；造箍筋，箍筋直径应与该连梁的箍筋直径相同； 4 4）连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋，）连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋，当连粱截面高度大于当连粱截面高度大于700mm700mm时，其两侧面腰筋的直径不应小于时，其两侧面腰筋的直径不应小

58、于8mm8mm，间距不应大于，间距不应大于200mm200mm；跨高比不大于；跨高比不大于2.5 2.5 的连梁，其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于的连梁，其两侧腰筋的总面积配筋率不应小于0.3%0.3%。 本章关于连梁设计的要求，是针对跨高比小于本章关于连梁设计的要求，是针对跨高比小于5 5的连梁确定的，此时，竖向的连梁确定的，此时，竖向荷载作用下的弯矩所占比例较小，水平荷载作用下产生的反弯使它对剪切变形十荷载作用下的弯矩所占比例较小，水平荷载作用下产生的反弯使它对剪切变形十分敏感，容易出现剪切斜裂缝，因此给出了特殊要求；当连梁跨高比不小于分敏感，容易出现剪切斜裂缝，因此给出了特殊要求；当连梁跨高比不小于5 5时，时，宜按框架梁的要求进行设计。宜按框架梁的要求进行设计。69