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1、第第7 7章章 剪力墙设计和构造剪力墙设计和构造7.1 概述概述7.2 墙肢设计墙肢设计7.3 7.1 概述概述7.1.1 剪力墙分类剪力墙分类1.1.按几何形式分按几何形式分( (见图见图7-1) )(1)(1)悬臂剪力墙悬臂剪力墙( (实体墙不开洞，只有墙肢构件实体墙不开洞，只有墙肢构件) ) 。 (2)(2)联肢剪力墙联肢剪力墙( (开有洞口的剪力墙，由墙肢和连梁组成开有洞口的剪力墙，由墙肢和连梁组成) )。(3)(3)带边框剪力墙带边框剪力墙( (在框剪结构中，剪力墙往往和梁柱结合在在框剪结构中，剪力墙往往和梁柱结合在一起一起) )。(4)(4)框支剪力墙框支剪力墙( (框架支承剪力墙
2、框架支承剪力墙) )。2.2.根据剪力墙的高宽比及受力破坏特征分根据剪力墙的高宽比及受力破坏特征分( (见图见图7-2) )(1)(1)高墙高墙H/hw2，弯曲破坏。，弯曲破坏。(2)(2)中高墙中高墙H/hw=12，弯剪破坏。，弯剪破坏。(3)(3)矮墙矮墙H/hw b b) )(1)(1)截面全部受压或大部分受压。截面全部受压或大部分受压。(2)(2)受拉部分的钢筋未达到屈服应力。受拉部分的钢筋未达到屈服应力。(3)(3)所有分布钢筋都不计入抗弯。所有分布钢筋都不计入抗弯。(4)(4)剪力墙截面的抗弯承载力计算和柱子相同。剪力墙截面的抗弯承载力计算和柱子相同。( (如如图图7-4) )7.
3、2.3 墙肢偏心受拉承载力计算墙肢偏心受拉承载力计算1.1.墙肢受拉情况分析墙肢受拉情况分析( (不宜采用小偏心受拉墙肢不宜采用小偏心受拉墙肢) )(1)(1)小偏心受拉时墙肢全截面受拉，混凝土开裂贯通整个小偏心受拉时墙肢全截面受拉，混凝土开裂贯通整个截面高度。截面高度。(2)(2)通过调整剪力墙长度或连梁尺寸避免出现小偏心受拉通过调整剪力墙长度或连梁尺寸避免出现小偏心受拉的墙肢。的墙肢。(3)(3)剪力墙很长时，边墙肢拉剪力墙很长时，边墙肢拉( (压压) )力很大，可以人为加大力很大，可以人为加大洞口或人为开洞口，减小连梁高度而成为对墙肢约束弯洞口或人为开洞口，减小连梁高度而成为对墙肢约束弯
4、距很小的连梁。距很小的连梁。(4)(4)地震时，连梁两端比较容易服形成塑性铰，可将长墙地震时，连梁两端比较容易服形成塑性铰，可将长墙分成长度较小的墙。在实际工程中，一般使墙的长度不分成长度较小的墙。在实际工程中，一般使墙的长度不大于大于8m。(5)(5)减小连梁高度也可减小墙肢轴力。减小连梁高度也可减小墙肢轴力。2. 大偏心受拉承载力计算公式大偏心受拉承载力计算公式(1)(1)大偏心受拉的判别条件为：大偏心受拉的判别条件为：M/Nhw/2 - - a ；(2)(2)受拉钢筋应力达到屈服，即受拉钢筋应力达到屈服，即 s = fy；(3)(3)分布钢筋达到屈服应力分布钢筋达到屈服应力 fyw；(4
5、)(4)只计算只计算hw0- -1.5 x范围内的分布钢筋，并认为它们都达到了范围内的分布钢筋，并认为它们都达到了屈服应力屈服应力( (在中和轴附近的分布钢筋应力较小，不计入在中和轴附近的分布钢筋应力较小，不计入) )。如如图图75v根根据据平平衡衡条条件件，可可写写出出N=0、M=0( (对对混混凝凝土土受受压压区区中中心取矩心取矩) )两个方程式：两个方程式：式中：式中：Asw剪力墙腹板中竖向分布钢筋总面积，布置在剪力墙腹板中竖向分布钢筋总面积，布置在hw0高度高度范围内。范围内。e e0 0 = M = M N N7.2.4 斜截面抗剪承载力计算斜截面抗剪承载力计算1.1.剪力墙中斜裂缝
6、剪力墙中斜裂缝v由由弯弯曲曲受受拉拉边边缘缘先先出出现现水水平平裂裂缝缝，然然后后向向倾倾斜斜方方向向发发展展成成为斜裂缝。为斜裂缝。v因因腹腹板板中中部部主主拉拉应应力力过过大大而而出出现现斜斜向向裂裂缝缝，然然后后向向两两边边缘缘发展。发展。2.2.斜裂缝出现后的剪切破坏形态斜裂缝出现后的剪切破坏形态(1)(1)剪剪拉拉破破坏坏当当无无腹腹部部钢钢筋筋或或腹腹部部钢钢筋筋过过少少，斜斜裂裂缝缝一一旦旦出出现现，很很快快会会形形成成一一条条主主裂裂缝缝，使使构构件件劈劈裂裂而而丧丧失失承承载载能能力。力。避免这类破坏的主要措施是配置必需的腹部钢筋。避免这类破坏的主要措施是配置必需的腹部钢筋。
7、(2)(2)剪剪压压破破坏坏 当当配配置置足足够够的的腹腹部部钢钢筋筋时时，腹腹部部钢钢筋筋可可抵抵抗抗斜斜裂裂缝缝的的开开展展。随随着着裂裂缝缝逐逐步步扩扩大大，混混凝凝土土受受剪剪的的区区域域减减小小，最最后后在在压压应应力力及及剪剪应应力力的的共共同同作作用用下下混混凝凝土土破破碎碎而而丧丧失失承承载载能能力力。剪剪力力墙墙抗抗剪剪腹腹筋筋计计算算主主要要是是建建立立在在这这种种破破坏坏形形态态的基础上的。的基础上的。(3)(3)斜斜压压破破坏坏 当当剪剪力力墙墙截截面面过过小小或或混混凝凝土土强强度度等等级级选选择择不不恰恰当当时时，截截面面剪剪应应力力过过高高，腹腹板板中中较较早早出
8、出现现斜斜裂裂缝缝。尽尽管管按按照照计计算算需需要要可可以以配配置置许许多多腹腹部部钢钢筋筋，但但过过多多的的腹腹部部钢钢筋筋并并不不能能充充分分发发挥挥作作用用，钢钢筋筋应应力力较较小小时时，混混凝凝土土就就被被剪剪压压破破碎碎了了。这这种种破破坏坏只只能能用用加加大大构构件件截截面面或或提提高高混混凝凝土土等等级级来来防防止止，在在设计中则从限制截面的剪压比体现这一要求。设计中则从限制截面的剪压比体现这一要求。3.3.偏心受压斜截面抗剪承载力偏心受压斜截面抗剪承载力(1)(1)无地震作用组合时无地震作用组合时: :(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时: :4.4.偏心受拉斜截面抗剪
9、承载力偏心受拉斜截面抗剪承载力(1)(1)无地震作用组合时无地震作用组合时: :(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时: :1.1.混凝土强度等级混凝土强度等级7.2.5 墙肢构造要求墙肢构造要求2.2.最小截面尺寸最小截面尺寸(1)(1)最小厚度的要求最小厚度的要求(2)(2)剪压比限值的要求剪压比限值的要求3.3.分布钢筋分布钢筋(1)(1)墙肢竖向及横向分布钢筋的最小配筋要求墙肢竖向及横向分布钢筋的最小配筋要求(2)(2)分布钢筋的设置要求分布钢筋的设置要求4.4.轴压比限值轴压比限值5.5.边缘构件边缘构件(1)(1)边缘构件：边缘构件：约束边缘构件、构造边缘构件约束边缘构件、构
10、造边缘构件(2)(2)约束边缘构件约束边缘构件v需设置约束边缘构件的结构。需设置约束边缘构件的结构。v约束边缘构件的形式。约束边缘构件的形式。 见图见图7-67-6v约束边缘构件的设置要求。约束边缘构件的设置要求。(3)(3)构造边缘构件构造边缘构件v构造边缘构件的范围。构造边缘构件的范围。 见图见图7-77-7v构造边缘构件的设置要求。构造边缘构件的设置要求。6.6.钢筋连接钢筋连接(1)(1)剪力墙内钢筋的锚固长度剪力墙内钢筋的锚固长度(2)(2)墙肢分布钢筋的连接，见下图。墙肢分布钢筋的连接，见下图。7.3 连梁设计连梁设计7.3.1 连梁内力设计值连梁内力设计值1.1.弯矩设计值：弯矩
11、设计值：弯矩调幅弯矩调幅折减连梁刚度。折减连梁刚度。将弯矩组合值折减。将弯矩组合值折减。2.2.剪力设计值剪力设计值v9度和一级抗震时尚应符合以下要求：度和一级抗震时尚应符合以下要求：v按按“强剪弱弯强剪弱弯”要求，将由弯矩产生的剪力放大要求，将由弯矩产生的剪力放大 vb倍倍。式中：式中： vb 梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时，梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时， vb分别为分别为1.3 1.2、1.1。超限高层建筑的特一级，按一级再增大超限高层建筑的特一级，按一级再增大20。7.3.2 连梁承载力验算连梁承载力验算1. 受弯承载力验算受弯承载力验算(1)(1)无地震作用组合时无地震作用组
12、合时: :(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时: :2. 受剪承载力验算受剪承载力验算(1)(1)无地震作用组合时无地震作用组合时: :Vb 0.7ftbh0+fyvAsvh0/s(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时: :v跨高比跨高比2.5：REVb 0.42ftbh0+fyvAsvh0/sv跨高比跨高比2.5：REVb 0.38ftbh0+0.9fyvAsvh0/s7.3.3 连梁构造要求连梁构造要求1. 最小截面尺寸最小截面尺寸Vb 0.25cfcbbhb0(1)(1)无地震作用组合时：无地震作用组合时：(2)(2)有地震作用组合时：有地震作用组合时：v跨高比跨高比2.5
13、：REVb 0.2cfcbbhb0v跨高比跨高比2.5：REVb 0.15cfcbbhb02. 截面配筋截面配筋图图7-1 剪力墙的类型剪力墙的类型( (a) )悬臂剪力墙悬臂剪力墙( (f) )带边框剪力墙带边框剪力墙( (b) )短肢剪力墙短肢剪力墙( (c) )双肢剪力墙双肢剪力墙( (d) )井筒井筒(e)(e)框支剪力墙框支剪力墙图图7-2 剪力墙破坏形态剪力墙破坏形态( (a) )弯曲破坏弯曲破坏 ( (b) )弯剪破坏弯剪破坏 ( (c) )剪切破坏剪切破坏 ( (d) )滑移破坏滑移破坏图图7-3图图73 墙肢大偏心受压截面应变和应力分布墙肢大偏心受压截面应变和应力分布图图74 墙肢小偏心受压截面应力分布墙肢小偏心受压截面应力分布图图75 墙肢大偏心受拉压截面应力分布墙肢大偏心受拉压截面应力分布图图7-6 剪力墙墙肢的约束边缘构件剪力墙墙肢的约束边缘构件图图7-7 剪力墙墙肢构造边缘构件的范围剪力墙墙肢构造边缘构件的范围图图7-8+结 束谢谢同学们！
