第三节剪力墙结构.ppt

第三节 剪力墙结构,一 什么是剪力墙,建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。说通俗了就是把很多柱子一个一个连在一起，可以比喻成“柱子墙”整个墙受力，作用相当于框架结构的柱子，剪力墙也可以形象的看做把一个很大的柱子拍的扁扁的，形成墙的形状，其实剪力墙就是布满钢筋网的混凝土侧立板。,剪力墙结构(shearwall structure）是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效抵抗结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是 剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。,二 什么是剪力墙结构,三 剪力墙结构如何布置,结构布置墙体承重方案,1）小开间横墙承重特点：每开间设置承重横墙，间距为2.7.9m，适用于住宅、旅馆等 小开间建筑。优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自 重及侧向刚度大，水平地震作用大。,2）大开间横墙承重特点：每两开间设置一道承重横墙，间距一般68m。楼盖多采用混凝土 梁式板或无粘结预应力混凝土平板。优点：使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较少。缺点：楼盖跨度大，楼盖材料增多。3）大间距纵、横墙承重特点：每两开间设置一道横墙，间距为8m左右，楼盖采用混凝土双向板，在每两道横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合承重。从使用功能、技术经济指标、受力性能等方面来看，大间距方案较优越。目前趋向于采用大间距、大进深、大模板、无粘结预应力混凝土楼板的剪力墙结构体系。,1）遵循均匀、分散、对称和周边的原则。2）宜沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜联结在一起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近，以减少结构扭转；剪力墙墙肢截面宜简单、规则,单片形，L形、槽形、工字形、十字形或筒形。3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及楼（电）梯处。4）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。5）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。6）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口将长墙分成若干均匀的独立墙段。墙段的长度不宜大于8m。7）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙。,剪力墙的布置原则,四 剪力墙如何分类,1、根据洞口的有无、大小、形状和位置等，剪力墙主要可划分为以下几类：,1）整截面墙：,几何判定：（1）剪力墙无洞口；（2）有洞口，墙面洞口面积不大于墙面总面积的15%，且洞口间的净距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸。,受力特点：可视为上端自由、下端固定的竖向悬臂构件。,2）整体小开口墙：,几何判定：（1）洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置，（2）洞口面积超过墙面总面积的16%，但洞口 对剪力墙的受力影响仍较小。,受力特点：在水平荷载下，由于洞口的存在，墙肢中已出现局部弯曲，其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成，截面变形仍接近于整截面墙。,3）联肢墙：,几何判定：沿竖向开有一列或多列较大的洞口，可以简化为若干个单肢剪力墙或墙肢与一系列连梁联结起来组成。,受力特点：连梁对墙肢有一定的约束作用，墙肢局部弯矩较大，整个截面正应力已不再呈直线分布。,4）壁式框架：,几何判定：当剪力墙成列布置的洞口很大，且洞口较宽，墙肢宽度相对较小，连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度。,受力特点：与框架结构相类似。,五 剪力墙厚度的确定,根据抗震规范要求，剪力墙厚度取值应按一、二级抗震等级剪力墙的厚度应160mm，且应1/20的楼层高度；剪力墙底部加强部位的墙肢厚度应200mm，且应1/16的楼层高度。一、二级抗震等级底部加强部位的剪力墙无端柱或无翼墙时，墙厚度应1/12的楼层高度；其它部位应1/15的楼层高度，且180mm。非抗震设计和抗震等级为三、四级的剪力墙厚度140mm，且应1/25的楼层高度。以上规定对于多层剪力墙结构不合理。,对于剪力墙结构，剪力墙的厚度取值不仅大大地影响结构的自重、结构质量大小，而且直接影响工程的造价。若剪力墙厚度增加，虽然结构抗侧力的能力提高，同时结构所承受的地震力也加大，二者不一定是成正比。合理地尽量减小剪力墙厚度是设计者追求的目的。那么什么是不同高度剪力墙结构合理的厚度？最薄剪力墙厚度的底限是多少？,对于普通的住宅建筑在7度或8度地区，墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的：,根据高规，按稳定性要求剪力墙高厚比应符合以下要求：抗震等级剪力墙类型 一级 二级 三级 四级 非抗震剪力墙结构底部加强区 16 16 20 25 25其他部位 20 20 25 25 25无端柱或翼墙的一字形墙 12 12 12 12 25框剪结构的带边框剪力墙 16 16 20 20 20,六 剪力墙数量的合理确定,剪力墙的数量：与结构体型、高度等有关。从抗震性考虑，在一定范围内数量越多越好；从经济性考虑，数量太多会使结构刚度和自重很大，地震力和材料用量增大，造价提高，基础设计困难。因此，剪力墙的数量应适宜，只需满足侧向变形的限值即可。,七 剪力墙的构造要求,一个高度（旋转90的悬臂梁）二种边缘构件三种配筋,1）一个高度剪力墙底部加强区高度,剪力墙底部加强部位的范围，应符合下列规定：1、底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起。（沉降缝）2、部分框支剪力墙结构的剪力墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度的1/10 二者较大值。其他结构类型的剪力墙，房屋高度大于24m时，底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10 二者的较大值；房屋高度不大于24m时，底部加强区可取底部一层。3、当结构计算嵌固位于地下一层的底板以下时，底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌固端。,底部加强区的目的是提高结构的受剪承载力，加强其抗震构造措施，使其具有大的弹塑性变形能力，从而提高整个结构的抗震倒塌能力。,2）两种边缘构件约束边缘构件和构造边缘构件,剪力墙约束边缘构件设置范围及设置原则：剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙，并应符合下列要求：1 对于剪力墙结构，底层墙肢底截面的轴压比不大于表 1规定的剪力墙，墙肢两端可设置构造边缘构件，构造边缘构件的范围按图 1采用，构造边缘构件的配筋除应满足受弯承载力要求外，并宜符合表 2的要求。,2 底层墙肢底截面的轴压比大于表 1规定的剪力墙，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，在以上的其它部位可设置构造边缘构件，约束边缘构件沿墙肢的长度、箍筋和纵向钢筋宜符合表 3的要求。,构造边缘构件,构造边缘构件,约束边缘构件,一二级抗震等级剪力墙约束边缘构件的纵向钢筋的截面面积，对暗柱，分别不应小于约束边缘构件沿墙肢长度lc和墙厚bw乘积的1.2%、1.0%；对端柱、翼墙和转角墙分别不应小于图2中阴影部分面积的1.2%、1.0%。,注：1 翼墙长度小于其厚度3倍时，视为无翼墙剪力墙；端柱截面边长小于墙厚2倍时，视为无端柱剪力墙；2 约束边缘构件沿墙肢长度lc除满足表3的要求外，当有端柱、翼墙或转角墙时，尚不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加300mm；3 约束边缘构件的箍筋或拉筋沿竖向的间距，对一级抗震等级不宜大于100mm，对二级不宜大于150mm；4 hw为剪力墙墙肢的长度。,约束边缘构件,3）三种配筋,（1）边缘构件配筋（2）墙身配筋（3）连梁配筋,（1）边缘构件配筋,6，7度区 边缘构件基本上是按构造配筋；8,9度区 边缘构件计算配筋不超过30%；,（2）墙身配筋一般按构造配筋,一般剪力墙结构，竖向、横向分布钢筋的配筋应符合下列要求：1、一、二、三级剪力墙的竖向和横向分布筋最小配筋率均不应小于0.25%，四级剪力墙分布筋最小配筋率不应小于0.20%；2、部分框支剪力墙结构的落地剪力墙底部加强部位，竖向和横向分布筋配筋率均不应小于0.3%；3、剪力墙分布筋间距不宜大于300mm，框支剪力墙底部加强区分布筋间距不宜大于200mm；4、剪力墙厚大于140mm时，竖向和横向分布筋应双排布置，双排分布筋间的拉筋间距不宜大于600mm，直径不应小于6mm，拉筋间距一般是分布筋的倍数；5、剪力墙分布筋的直径，均不宜大于墙厚的1/10且不应小于8mm，竖向钢筋直径不宜小于10mm。,（3）连梁配筋,连梁到底是什么？是一根梁还是剪力墙的一个部分？,连梁配筋构造,连梁洞口补强,