第6章高层剪力墙结构设计.ppt

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1、n1 1、水平荷载作用下框架结构的内力计算、水平荷载作用下框架结构的内力计算（反弯点法、（反弯点法、D D值法、门架法）值法、门架法）n2 2、内力组合、内力组合n3 3、框架柱端和框架梁端弯矩及剪力设计、框架柱端和框架梁端弯矩及剪力设计值的值的调整调整n4 4、承载力的计算、承载力的计算n5 5、构造要求、构造要求6 高层剪力墙结构设计高层剪力墙结构设计6.1 结构布置结构布置n1、剪力墙宜沿主轴方向或其他方向、剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置双向布置；剪力墙要均匀布置，数量要适当。剪力墙要均匀布置，数量要适当。n2、剪力墙墙肢截面宜、剪力墙墙肢截面宜简单、规则简单、规则，剪力墙的，剪力

2、墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的竖向刚度应均匀，剪力墙的门窗洞口宜上下门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁；对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁；n3、为了避免剪力墙脆性破坏，较长的剪力墙、为了避免剪力墙脆性破坏，较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较均匀的若干墙宜开设洞口，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个独立墙段，墙段之间宜采用弱梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于段的总高度与其截面高度之比不应小于3，墙，墙肢截面高度不宜大于肢截面高度不宜大于8m；n4、剪力墙宜自下而上连续布置，避免刚度突、剪力墙宜自下而上连续布置，避免刚度突变。变。n5

3、、跨高比小于、跨高比小于5的连梁应按本章的有关规定设计，的连梁应按本章的有关规定设计，跨高比不小于跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。的连梁宜按框架梁设计。5lh5lh按剪力墙连梁剪力墙连梁设计按框架梁框架梁设计6、抗震设计时，、抗震设计时，剪力墙底部加强部位剪力墙底部加强部位的范围，应符合下列要求：的范围，应符合下列要求：（1）底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起；）底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起；（2）底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的）底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二二者的较大值；者的较大值；（3）当结构计算嵌固端位于地下一层地板或以下时，底部加

4、强）当结构计算嵌固端位于地下一层地板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。部位宜延伸到计算嵌固端。n条件：条件：某钢筋混凝土剪力墙结构，共某钢筋混凝土剪力墙结构，共1111层，一层层，一层层高为层高为4.1m4.1m，标准层层高均为，标准层层高均为3.3m3.3m。n要求：要求：该剪力墙结构的底部加强部位高度。该剪力墙结构的底部加强部位高度。答案：答案：7.4m7.4m计算步骤：计算步骤：H=4.1+H=4.1+（1010*3.33.3）=37.1m=37.1m h h1 1=(1/10)H=3.71m=(1/10)H=3.71m 底部两层高度底部两层高度:h:h2 2=4.1+3.3=7

5、.4m=4.1+3.3=7.4m底部加强部位高度底部加强部位高度=max3.71m,7.4m=7.4m=max3.71m,7.4m=7.4m n7、楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁、楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上；上；n8、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时，时，宜按框架柱进行截面设计；宜按框架柱进行截面设计；【短肢剪力墙短肢剪力墙】是指截面厚度不大于是指截面厚度不大于300mm，各肢截面，各肢截面高度与厚度之比的最大值大于高度与厚度之比的最大值大于4但不大于但不大于8的剪力墙。的剪力墙。300tmm48wHh且且n抗震设计时，高层建筑结构不应全

6、部采用抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙短肢剪力墙。短肢剪力墙短肢剪力墙【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底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。的剪力墙结构。n抗震设计时，当采用抗震设计时，当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时，应符合下列规定：时，应符合下列规定：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1 1 在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的

7、底部倾覆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构底部总地震倾覆力矩的力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%50%；2 2 房屋使用高度可适当降低，房屋使用高度可适当降低，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。剪跨比：剪跨比：表示截面上弯矩与剪力的相对大小，表示截面上弯矩与剪力的相对大小，是影响剪力墙破坏形态的重要因素。是影响剪力墙破坏形态的重要因素。wVhM 弯曲破坏弯曲破坏:时，高墙（时，高墙（H/hw23），以弯），以弯矩作用为主，容易实现弯

8、曲破坏，延性较好。矩作用为主，容易实现弯曲破坏，延性较好。2wVhM 弯剪破坏弯剪破坏:,中高墙（中高墙（H/hw=12），很难），很难避免出现剪切斜裂缝，视设计措施是否得当而可避免出现剪切斜裂缝，视设计措施是否得当而可能弯坏，也可能剪坏，按照强剪弱弯合理设计，能弯坏，也可能剪坏，按照强剪弱弯合理设计，也可能实现延性尚好的弯剪破坏。也可能实现延性尚好的弯剪破坏。剪切破坏剪切破坏:的剪力墙，矮墙（的剪力墙，矮墙（H/hw1）滑移破坏：滑移破坏：实际工程中，滑移破坏很少见，可能实际工程中，滑移破坏很少见，可能出现的位置是施工缝截面。出现的位置是施工缝截面。12wVhM1wVhM剪力墙的几种破坏形式

9、剪力墙的几种破坏形式n应控制剪力墙平面外的弯矩，以保证剪力墙平面外应控制剪力墙平面外的弯矩，以保证剪力墙平面外的稳定性；的稳定性；（1 1）沿梁轴方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平）沿梁轴方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该墙肢平面外弯矩；面外弯矩；（2 2）当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙）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与梁相交处设置扶壁柱扶壁柱；（3 3）当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱暗柱，并宜按计算确定配筋；并宜按计算确定配筋；（4 4）必要时，剪力墙内可设置型钢。）必要时，剪力墙内可设置型钢。

10、n不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁连梁上上。6.2 剪力墙的类型剪力墙的类型1 1整截面剪力墙整截面剪力墙2 2整体小开口剪力墙整体小开口剪力墙3 3双肢及多肢剪力墙双肢及多肢剪力墙4 4壁式框架壁式框架6.2.1 剪力墙分类剪力墙分类1整截面墙整截面墙不开洞或开洞面积不大于不开洞或开洞面积不大于15%的整截面剪力墙。的整截面剪力墙。受力特点：受力特点：整体悬臂墙，弯矩图既不突变也无反弯整体悬臂墙，弯矩图既不突变也无反弯 点。点。变形特点：变形特点：弯曲型变形弯曲型变形2整体小开口墙整体小开口墙 开洞面积大于开洞面积大于15%但仍较小的墙但仍较小的墙 受力特

11、点：受力特点：弯矩图在连系梁处发生突变，但在整个弯矩图在连系梁处发生突变，但在整个墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。墙肢高度上没有或仅在个别楼层中才出现反弯点。变形特点：变形特点：以弯曲型为主以弯曲型为主3双肢墙及多肢墙双肢墙及多肢墙开洞较大、洞口成列布置的墙开洞较大、洞口成列布置的墙受力特点：受力特点：与整体小开口墙相似与整体小开口墙相似变形特点：变形特点：以弯曲型为主以弯曲型为主4壁式框架壁式框架 开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚开洞尺寸大、连梁线刚度大于或接近墙肢线刚度的墙度的墙 受力特点：受力特点：弯矩图在楼层处有突变，在大多数楼层弯矩图在楼层处有突变，在大多数楼层中

12、都出现反弯点中都出现反弯点 变形特点：变形特点：以剪切型为主以剪切型为主6.3 计算假定及荷载分配计算假定及荷载分配计算基本假定计算基本假定 （1）一片剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，）一片剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，而在平面外的刚度很小，可以忽略。而在平面外的刚度很小，可以忽略。（2）楼板在其自身平面内刚度无限大，楼板平面）楼板在其自身平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小，可以忽略。外刚度很小，可以忽略。剪力墙有效翼缘宽度剪力墙有效翼缘宽度bf 计算剪力墙的内力与位移时，可以考虑纵、横墙的计算剪力墙的内力与位移时，可以考虑纵、横墙的 共共同工作。同工作。有效翼缘的宽度有效翼缘的宽

13、度按下表采用，取按下表采用，取最小值最小值。bfbfbfbf(b )01bfbfbfbf(b )01(b )01(b )01bbbS01S026.6 截面承载能力计算方法截面承载能力计算方法n1、偏心受压剪力墙、偏心受压剪力墙正截面承载力正截面承载力计算方法计算方法n2、正截面偏心受拉承载力验算方法、正截面偏心受拉承载力验算方法n3、剪力墙斜截面、剪力墙斜截面受剪承载力受剪承载力计算方法计算方法n4、剪力墙的轴压比限值剪力墙的轴压比限值n5、平面外轴心受压承载力验算方法、平面外轴心受压承载力验算方法n6、连梁斜截面、连梁斜截面抗剪承载力抗剪承载力计算方法计算方法6.6.1 偏心受压剪力墙正截面

14、承载力计算偏心受压剪力墙正截面承载力计算基本假定：基本假定：(1)截面变形符合截面变形符合平截面假定平截面假定；(2)不考虑受拉混凝土的作用；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，受压区混凝土的应力图用等效矩形应力图替换，应力达到应力达到1fc；(4)墙肢端部的纵向受拉、受压钢筋屈服；墙肢端部的纵向受拉、受压钢筋屈服；(5)从受压区边缘算起从受压区边缘算起1.5x范围以外的受拉竖向分布范围以外的受拉竖向分布钢筋屈服并参与受力计算。钢筋屈服并参与受力计算。不考虑地震作用不考虑地震作用剪力墙正截面承载力计算简图剪力墙正截面承载力计算简图考虑地震作用考虑地震作用地震

15、设计状况，上式右端均应除以承载力抗震调整系地震设计状况，上式右端均应除以承载力抗震调整系数数 ，取取0.85.0.85.RERE（大偏心受压）（大偏心受压）常用常用（小偏心受压（小偏心受压)6.6.3 6.6.3 剪力墙斜截面受剪承载力计算剪力墙斜截面受剪承载力计算偏心受偏心受压压剪力墙剪力墙偏心受偏心受拉拉剪力墙剪力墙偏心受压剪力墙偏心受压剪力墙偏心受拉剪力墙偏心受拉剪力墙6.6.4 6.6.4 剪力墙的轴压比限值剪力墙的轴压比限值【墙肢轴压比限值墙肢轴压比限值】6.6.3 6.6.3 连梁斜截面受剪承载力计算连梁斜截面受剪承载力计算连梁截面剪力设计值（连梁截面剪力设计值（验算截面控制条件验

16、算截面控制条件）规定受弯构件的受剪截面限制条件，其规定受弯构件的受剪截面限制条件，其目目的的首先是首先是防止构件截面发生斜压破坏（或腹版防止构件截面发生斜压破坏（或腹版压坏），压坏），其次是其次是限制在使用阶段可能发生的斜限制在使用阶段可能发生的斜裂缝宽度裂缝宽度，同时也是构件斜截面受剪破坏的同时也是构件斜截面受剪破坏的最最大配箍率条件大配箍率条件。式中：式中：连梁斜截面受剪承载力连梁斜截面受剪承载力0.85RE6.7 构造要求构造要求1、剪力墙截面的最小厚度、剪力墙截面的最小厚度剪力墙的厚度应符合以下要求：剪力墙的厚度应符合以下要求：（1）稳定性要求）稳定性要求32010cE tql式中：式中：q作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设计值；作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设计值；剪力墙混凝土的弹性模量；剪力墙混凝土的弹性模量；cEt剪力墙墙肢截面厚度；剪力墙墙肢截面厚度；0l剪力墙墙肢计算长度；剪力墙墙肢计算长度；剪力墙墙肢计算长度：剪力墙墙肢计算长度：0lh式中：式中：墙肢计算长度系数；墙肢计算长度系数；墙肢计算长度系数；墙肢计算长度系数；h墙肢计算长度系数墙肢计算长度系数 应根据墙肢