第7章钢筋混凝土剪力墙设计课件.ppt

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 连梁设计连梁设计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(框架支承剪力墙框架支承剪力墙)。2.2

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)ahfAxhxbfaheNAfAxbfNwyswwc

3、wussyswcu00101227.2.3 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

4、度而成为对墙肢约束弯距很小的连梁。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；

5、(4)(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)。如图如图75v根据平衡条件，可写出根据平衡条件，可写出N=0、M=0(对混凝土受压区对混凝土受压区中心取矩中心取矩)两个方程式：两个方程式：42)5.1(2222)5.1(00000100 xhhfAxhaxfAxhfAxheNfAxbffhAxhfANwwywswwyswyswuyswcywwswwysu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

6、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.剪力墙中斜裂缝剪力墙中斜裂缝v由弯曲受拉边缘先出现水平裂缝，然后向倾斜方向发展成由弯曲受拉边缘先出现水平裂缝，然后向倾斜方向发展成为斜裂缝。为斜裂缝。v因腹板中部主拉应力过大而出现斜向裂缝，然后向两边缘因腹板中部主拉应力过大而出现斜向裂缝，然后向两边缘发展。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)剪拉破坏剪拉破坏当无腹部钢筋或腹部钢筋过少，斜裂缝一当无腹部钢筋或腹部钢筋过少，斜裂缝一旦出现，很快会形成一条主裂缝，使构件劈裂而丧

7、失承载能旦出现，很快会形成一条主裂缝，使构件劈裂而丧失承载能力。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。(2)(2)剪压破坏剪压破坏 当配置足够的腹部钢筋时，腹部钢筋可抵当配置足够的腹部钢筋时，腹部钢筋可抵抗斜裂缝的开展。随着裂缝逐步扩大，混凝土受剪的区域减抗斜裂缝的开展。随着裂缝逐步扩大，混凝土受剪的区域减小，最后在压应力及剪应力的共同作用下混凝土破碎而丧失小，最后在压应力及剪应力的共同作用下混凝土破碎而丧失承载能力。承载能力。剪力墙抗剪腹筋计算主要是建立在这种破坏形态剪力墙抗剪腹筋计算主要是建立在这种破坏形态的基础上的。的基础上的。(3)

8、(3)斜压破坏斜压破坏 当剪力墙截面过小或混凝土强度等级选择不当剪力墙截面过小或混凝土强度等级选择不恰当时，截面剪应力过高，腹板中较早出现斜裂缝。尽管按恰当时，截面剪应力过高，腹板中较早出现斜裂缝。尽管按照计算需要可以配置许多腹部钢筋，但过多的腹部钢筋并不照计算需要可以配置许多腹部钢筋，但过多的腹部钢筋并不能充分发挥作用，钢筋应力较小时，混凝土就被剪压破碎了。能充分发挥作用，钢筋应力较小时，混凝土就被剪压破碎了。这种破坏只能用加大构件截面或提高混凝土等级来防止，在这种破坏只能用加大构件截面或提高混凝土等级来防止，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。

9、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:00)13.05.0(5.01wshyhwwwthsAfAANhbfV(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时:008.0)1.04.0(5.011wshyhwwwtREhsAfAANhbfV4.4.偏心受拉斜截面抗剪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:00)13.05.0(5.01wshyhwwwthsAfAANhbfV(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时:008.0)1.04.0(5.011wshyhwwwtREhsAfAANhbfV1.

10、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

11、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

12、符合以下要求：度和一级抗震时尚应符合以下要求：GbnlburbubVlMMV1.1v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。GbnlbrbvbbVlMMV)(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合时:)(0ahAfMbsyb(2)(2)有地震作用组合时有地震作用组合时

13、:)(10ahAfMbsyREb2.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：REVb 0.2cfcbbhb0v跨高

14、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！