剪力墙结构的内力与位移计算ppt课件.ppt

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1、锚固长度的确定,锚固长度的确定,锚固长度的确定,锚固长度的确定,5.剪力墙结构的内力与位移计算,5.1 概述5.2 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算 5.3 联肢剪力墙的计算 5.4 壁式框架的计算 5.5 剪力墙结构的分类 5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件5.7 剪力墙与连梁截面设计及配筋构造,5.1 概述,5.1.1 结构布置（1）剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置。剪力墙墙肢截面宜简单、规则。剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。（2）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。 （3）矩形、T、l形及井字形剪力墙沿两个正交主轴方向布置；（4）高层建筑结构不应采用全部为短肢剪

2、力墙的剪力墙结构。 短肢剪力墙：是指墙肢截面高度与厚度之比为48的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。 短肢剪力墙有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重。但抗震性能较差，地震区应用经验不多。,5.1 概述,（5）开洞要求 1）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。宜避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置。 2）抗震设计时，一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位不宜采用错洞墙；一、二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。 3）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，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不

3、宜小于3。墙肢截面高度不宜大于8m。 原因：细高的剪力墙（高宽比大于3）容易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,5.1 概述,5.1 概述,（6）应控制剪力墙平面外的弯矩 当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对墙不利影响： 1） 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； 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柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋； 3） 当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋； 4） 必要时，剪力墙内可设置型钢。,5.1 概述,（7） 一般剪

4、力墙的间距可分为：小开间剪力墙和大开间剪力墙 小开间剪力墙，横墙间距为2.7-4m 一般在3.0-3.6m，剪力墙间距密，墙体多，底层墙截面与底层楼面面积之比可达8%-10%，结构所占面积大，混凝土用量较大，结构自重大，楼板跨度小 大开间剪力墙的间距较大，可达6-8m，墙体的数量较少，使用比较灵活，底层墙总截面面积与底层楼面面积之比，可在7%之内。,5.1 概述,（8）控制剪力墙的刚度 减薄剪力墙厚度 降低混凝土强度等级 加大洞口宽度，如果建筑不需要太大洞口，可在加宽的 洞口边砌砖填塞 减少连梁高度 将长的剪力墙分成二、三段，中间只保留楼板或很小的 连梁的连接,5.1 概述,将过大的墙肢开一列

5、施工洞口划分两肢，施工洞口可用砖填充 取消部分剪力墙，用轻质墙代替。 T1=（0.050.06）NS（s） V0=G 式中NS为总层数 G为建筑总重力荷载，方案阶段可按单位面积计算估计重力荷载为1416KN/m2估计，如果超过16kn/m2，宜适当修改方案,5.1 概述,（9）单片剪力墙 H/B2单片剪力墙不超过总水平力的40%（10）温度收缩缝 现浇剪力墙伸缩缝间距不宜大于45m 外墙为装配式大板不宜超过65m（11）剪力墙的洞口洞口之间的距离及洞边距墙边距离都不应小于三倍墙厚，也不应小于500mm设备管道尽量从连梁下面通过，不穿过剪力墙。,5.1 概述,在必须穿起时，尽量从墙肢通过，洞口尺

6、寸不宜大于800mm（6）剪力墙的截面尺寸墙肢的最大宽度墙肢宽度不宜大于8m，超过时容易发生剪切破坏，而且中间部分的竖向分布钢筋很难发挥。可用施工洞划分为两个单独墙肢墙肢最小宽度墙肢宽度不应小于3bw（bw为墙厚），也不小于500mm。一、二级抗震等级，小墙肢的轴压比n宜控制在0.6以下。,5.1 概述,墙肢的最小厚度 按一二级抗震等级的剪力墙厚度 底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的l/16，且不应小于200mm，其它部位不应小于层高或剪力墙无支长度的l/20，且不应小于160mm，当无端柱或翼墙的一字型剪力墙时，其底部加强部位截面厚度不应小于层高的l/12,其它部位尚不应小于层高的l

7、/15，且不应小于180mm；,5.1 概述,三、四级抗震等级设计剪力墙截面厚度底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的l/20，且不应小于160mm，其它部位不应小于层高或剪力墙无支长度的l/25，且不应小于160mm。非抗震设计截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的l/25，且不应小于160mm。 自下而上逐渐减薄其厚度，每次减薄不宜超过100mm，减薄的两面同时内收，保持上下墙体轴线一致。,5.1 概述,墙肢的抗剪要求墙肢的剪力设计值应满足无地震组合： 有地震组合：大于2.5时， 不大于2.5时，式中c不大于C50取c=1.0，C80取0.8，在C50和C80之间按线性插入式中Vw剪力

8、墙的剪力设计值Bw矩形截面剪力墙的宽度或I型，T型截面的腹板宽度hw0截面有效高度,5.1 概述,5.1.2 剪力墙的最小厚度及混凝土强度 高规：7.2.1 剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C20；带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25。 7.2.2 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求： 1 按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度： 底部加强部位不应小于不应小于200mm； 其他部位不应小于160mm。,5.1 概述,当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时： 底部加强部位截面厚度尚不应小于220mm； 其他部位尚不应小于180mm； 2 按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度

9、，底部加强部位不应小于180mm；其他部位不应小于160mm； 3 非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于160mm； 4 当墙厚还要符合本规程附录D计算墙体的稳定计算； 5 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160mm；,5.1 概述,5.1.3 剪力墙的分类 剪力墙受力特性与变形状态取决于剪力墙上开洞情况。 剪力墙按受力特性的不同可分为整体墙、整体小开口墙、联肢墙及壁式框架几种类型。,5.1 概述,5.1 概述,(1)整体剪力墙 洞口的面积不超过墙体面积的15，且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可以忽略洞口对墙体的影响，称为整体剪力墙。

10、(2)整体小开口墙 洞口面积超过墙体面积的15时，这类剪力墙截面的正应力分布偏离了直线分布的规律，变成了相当于在整体场弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力。 但当墙肢中局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15时，其截面变形仍接近于整体截面剪力墙，称为整体小开口墙。,5.1 概述,(3)联肢剪力墙 当剪力墙沿竖向开有一列或多列较大的洞口时，由于洞口较大，剪力墙截面的整体性已被破坏、剪力墙的截面变形不再符合平截面的假定。 剪力墙成为由一系列连梁约束的墙肢所组成的联肢墙。 开有一列洞口的联肢墙称为双肢墙，当开有多列洞口时称之为多肢墙。 (4)壁式框架 当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的线

11、刚度接近于墙肢的线刚度时接近于框架，这种剪力墙称为壁式框架。,5.1 概述,5.1.3 剪力墙的计算简图（1）基本假定 1）楼板在其自身平面内刚度很大，可视为刚度无限大的刚性楼板；而在平面外刚度可忽略不计。 2）各榀剪力墙在其自身平面内的刚度很大，而其平面外的刚度可忽略不计。 3）为便于计算，不考虑扭转的影响。,5.1 概述,（2）计算简图 剪力墙结构的内力和位移队应考虑纵、横墙的共同工作，即纵墙的一部分可作为横墙的有效翼缘；横墙的一部分也可作为纵墙的有效翼缘。 剪力墙的翼缘计算宽度bf：剪力墙的间距、门窗洞间墙的宽度、剪力墙厚度加两侧各6倍翼缘墙的厚度和剪力墙墙肢总高度的十分之一四者中的最小

12、值。,5.1 概述,5.1.4 剪力墙的分析方法 (1)材料力学分析法 整体墙、小开口剪力墙，在水平力作用下截面基本保持平面，法向应力呈线性分布，可采用材料力学中有关公式计算内力及变形。 (2)连续化方法 计算双肢墙和多肢墙的连续连杆法就属于这一类。 此法是将每一楼层的连粱假想为在层高内均布的一系列连续连杆，由连杆位移协调条件建立墙内力微分方程，从中求解出外力。 (3)壁式框架分析法 将开有较大洞口的剪力墙视为带刚域的框架，借助计算机求解。 (4)有限元法和有限条法 精度较高的计算方法。,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,5.2.1整体剪力墙的计算 凡墙上开洞面积不超过墙而面积l5，

13、洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可忽略洞口对墙体的影响，按整体悬臂墙方法计算。 两个等效：面积等效、组合截面惯性矩等效 （1）等效截面面积Aw的计算 （5.15.2） 式中：0洞口削弱系数。,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,（2）组合截面惯性矩Iw的计算 Iw取有洞口与无洞口截面惯性矩沿竖向的加权平均值： （5.3）,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,（3）位移计算 位移计算中，需同时考虑弯曲变形和截面剪切变形。 三种荷载作用下，悬臂杆顶点位移计算公式如下： （5.4） 式中：V0底部截面剪力；剪力不均匀系数，矩形截面取1.2；工形截面全面积/腹板面积

14、；T形截面查表得。,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,为简便计算，引入“等效刚度EIeq”，将剪切变形和弯曲变形综合用弯曲变形的形式表达： （5.5） 式中： （5.6）,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,进一步简化，将三种荷载作用下的公式统一，式内系数取平均值，混凝土剪切模量取G=0.42E（材料力学），则（5.6）可变为： （5.7）,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,5.2.2整体小开口剪力墙的计算 试验研究表明，整体小开口墙在水平荷载作用下： 1）整体剪力墙：绕组合截面的形心轴产生整体弯曲变形； 2）各墙肢：绕各自截面的形心轴产生局部弯曲变形。 整体弯曲变

15、形是主要的，而局部弯曲变形是次要的，不超过整体弯曲变形的15。,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,（1）内力计算 1）墙肢弯距Mzi计算 第i墙肢在高度z处总弯距： （5.8） 式中： 由剪力墙整体弯曲在i墙肢上产生的整体弯曲应力； 由i墙肢绕自身截面形心弯曲产生的局部弯曲应力。 外荷载在z处产生弯距： （5.95.11） 式中： 产生整体弯曲的外弯距； 产生局部弯曲的外弯距；k整体弯距系数，取0.85。,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,第i墙肢受到的整体弯曲和局部弯曲的弯距分别为： （5.125.14） 注意：区分I（组合墙惯性矩）和Ii （各墙惯性矩之和） ； 2）M

16、zi、Mpz。,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,2）墙肢剪力Vzi计算 试验研究证实：各墙肢剪力的分配与墙肢的截面积及惯性矩有关。 当各墙肢较窄时，基本上按惯性矩的大小分配，当各墙肢较宽时，基本上是按截面面积的大小分配。 实际的整体小开口墙中，各堵肢宽度相差较大，故墙肢剪力Vzi的分配采用分别按面积和惯性矩分配后的平均值进行计算，即： （5.15）,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,3）墙肢轴力Nzi计算 Nzi由整体弯曲产生，局部弯曲将不产生轴向力。 （5.16）4）墙肢弯距最终修正 考虑到各墙肢有共同变形曲线的曲率，因此个别细小的墙肢会产生较大的局部弯曲，使局部弯距加

17、大，此时需将式（5.14）的分配弯距进行修正： （5.17）,5.2 整体剪力墙和整体小开口剪力墙的计算,（2）位移计算 整体小开口墙的侧移可按材料力学公式计算，但由于洞口的存在使墙的整体抗弯刚度减弱，因此高层规程规定将材料力学公式计算出的侧移增大20，即： （5.18）,5.3 联肢剪力墙的计算,将连粱看成墙肢间的连杆，并将它们沿墙离散为均匀分布的连续连杆，用微分方程求解，这种方法称为连续化方法，又称为连续连杆法，是联肢墙内力及位移分析的一种经典的方法。（1）基本假定 连梁的反弯点在跨中，连梁的作用可以用沿高度均匀分布的连续弹性薄片代替； 各墙肢的刚度相差不过分悬殊，因而变形曲线相似； 连梁

18、和墙肢考虑弯曲和剪切变形；墙肢还应考虑轴向变形的影响。,5.3 联肢剪力墙的计算,应用力法原理：将连梁中点切开，去掉多余联系，建立静定基本体系。 切开后连杆弯矩为0，连杆剪力(x)是多余未知力，一个连续函数，轴力(x)虽然存在，但与求解剪力无关，不必解出。,5.3 联肢剪力墙的计算,（2）微分方程的建立 连杆切开后，由变形连续条件可建立平衡方程1： （5.19） 在高度x处截断剪力墙，由弯距平衡可建立平衡方程2： （5.26） 由平衡方程1、2可推导出关于连杆剪力(x)的微分方程，即问题可解出。,5.3 联肢剪力墙的计算,5.3 联肢剪力墙的计算,具体推导如下： 1）平衡方程1 1(x)由墙肢

19、弯曲变形产生的相对位移； 1(x) =2cm(x) （5.20） 2(x)由墙肢轴向变形产生的相对位移； 3(x)由连梁弯曲和剪切变形产生的相对位移； 折算惯性矩，以弯曲变形形式表达弯曲和剪切变形。,5.3 联肢剪力墙的计算,若连梁截面为矩形，则可得： 将1(x)、2(x)、3(x)代入平衡方程1，即可得：,5.3 联肢剪力墙的计算,2）假定条件和梁的弯曲理论,5.3 联肢剪力墙的计算,3）建立微分方程 由平衡方程1、2和假定条件和弯曲理论，可得微分方程： （5.36） 式中： D连梁刚度系数；1连梁、墙肢刚度比，又称未考虑轴向变形的整体参数；考虑轴向变形的整体参数；,5.3 联肢剪力墙的计算

20、,（3）求解微分方程引入： （注意：m(x)连梁沿高度方向的约束弯距），则式（5.36）可化简为： （5.39）该方程通由通解和特解（边界条件）组成，略，见表。,5.3 联肢剪力墙的计算,（4）双肢墙的内力计算 1）连梁内力计算 由式（5.38）可得连梁的约束弯距m(x)： 注意：m(x)连梁沿高度方向的约束弯距，是连续函数，乘以层高h，即可得连梁的近似约束弯距值，并进而可计算出连梁的剪力、弯距和轴力： i层连梁的约束弯距、剪力： i层连梁梁端弯距：,重点:查表计算(),5.3 联肢剪力墙的计算,2）墙肢内力 i层墙肢轴力： i层墙肢弯距：,5.3 联肢剪力墙的计算,i层墙肢剪力：式中： 考虑

21、剪切变形后墙肢折算惯性矩； Vpi水平荷载在i层处的总剪力。,5.3 联肢剪力墙的计算,（5）双肢墙位移计算及等效抗弯刚度双肢墙侧向位移由墙肢的弯曲变形和剪切变形叠加而成： 同样引入等效抗弯刚度，用悬臂墙顶点位移公式表达：,5.3 联肢剪力墙的计算,式中： a可查表得。 5.3.2 多肢墙（删去）,5.4 壁式框架的计算,5.4.1 壁式框架计算简图 壁式框架与框架异同：同：壁式框架由于洞口大，有明显墙肢和连梁形成框架梁柱。异：由于墙肢宽度与连梁高度较大，与一般框架又有区别，其相交部分不再能看作一个节点，而形成有较大尺寸的节点区；梁柱在进入节点区之后，形成弯曲刚度无限大的“刚域”。,5.4 壁

22、式框架的计算,壁式框架的梁、柱轴线取连梁和墙肢的截面形心轴线。 试验和有限元计算结果表明，连梁不能在洞口边缘完全固定，因此刚域的长度不能取到洞口。 刚域长度的计算可按下式进行： 梁刚域长度： 柱刚域长度： 当计算的刚域长度为负值时，可不考虑刚域的影响。,5.4 壁式框架的计算,5.4.2 壁式框架内力计算 采用D值法进行，但在计算时应注意以下几点： 1) 由于壁梁和壁柱截面都比较宽，剪切变形的影响是不可忽略的； 2) 在梁柱节点处有刚域存在。 由于这两个因素的存在，对框架柱的抗侧刚度D和反弯点高度都有一定的影响，需对壁柱的D值及反弯点的高度进行修正。,5.4 壁式框架的计算,（1）刚域杆件的线

23、刚度计算 概念：线刚度EI/l，即杆件产生单位转角时的所需的弯距。 如图，当两端有1时，由于11段和22段为刚性段，在1、2点出除有单位转角外，还有线位移al和bl，则转角为：,5.4 壁式框架的计算,计算m12和m21，可把当成铰接点。 先使刚性边11和22段产生单位转角，由于1和2点设为铰接点，刚性段有转角时在杆件内并不产生内力，然后再在1和2点上加上弯矩m12和m21使1、2段从虚线位置变到所要求的变形位置，这时1、2段两端都转了一个角度(1十)。 杆件1、2段为等截面杆件，考虑剪切变形后，两端各转动了(1十)角时，l、2端的弯矩为： 令线刚度iEI/l，则上式可写为： 相应的杆端剪力为

24、：,5.4 壁式框架的计算,由平衡条件有： （5.82） （5.83）,5.4 壁式框架的计算,式中： ； 剪切变形影响系数。,5.4 壁式框架的计算,对于同跨度同刚度的等截面杆件，当不考虑剪切变形影响时，转角位移方程为m12m216i与带刚域的杆件相比，只差一个系数c和c，因此带刚域杆件的刚度可按下式计算取值： 壁梁线刚度取：klci1；k2ci1； 壁柱线刚度取：k c0.5(c+c)ic。（2）考虑剪切变形后壁柱D值计算 、K值可查表计算得。,5.4 壁式框架的计算,（3）考虑剪切变形后对壁柱反弯点高度的修正 壁柱反弯点高度可按下式进行计算： y = a+sy0+ y1+ y2+ y3

25、式中：a壁柱下端刚域段的相对长度；sh/h；y0标准反弯点高度比，查表得；y1壁柱上下壁梁刚度变化时反弯点高度得修正值，由、K查表得；,y2、y3上下成层高变化时对反弯点高度的修正值，分别1h上/h、2h下/h由及K查表得。 由壁柱侧移刚度D及反弯点高度确定后即可按D值法计算壁式框架结构内力。,5.4 壁式框架的计算,5.4.3 壁式框架位移计算 壁式框架的位移包括：弯曲变形剪切变形产生的水平位移，忽略轴向变形产生的位移。故梁柱“弯曲变形”（考虑了剪切变形）产生的侧移： 层间侧移： 总侧移： 式中：m为j层壁柱数；n为层数。,5.5 剪力墙结构的分类,5.5.1 按整体参数来划分 第一准则：

26、推导多肢墙中的整体系数（见书，考虑轴向变形）： 式中：Di连梁刚度系数；Ii各剪力墙墙肢惯性矩； 剪力墙的整体性程度如何，主要取决于连梁与墙肢两者刚度之间的相对关系，即取决于。 （1）值小，说明连梁对墙肢的约束作用很小，连梁犹如铰接的一个连杆，每一墙肢相当于一个单肢的剪力墙，单铰剪力墙完全承担了水平荷裁，墙肢轴力为零，各墙肢横截面上正应力呈线性分布。,5.5 剪力墙结构的分类,（2）值大，连梁对墙肢的约束作用很强，整个剪力墙的整体性很好。剪力墙犹如一片整体墙或整体小开口墙，整个剪力墙的截面中，正应力呈线性分布或接近于线性分布。（3）当连梁对墙肢的约束作用介于上述两种情况之间时，它的受力状态也介

27、于上述两种情况之间，这时整个剪力墙截面正应力不再呈线性分布，墙肢中局部弯曲正应力的比例增大。 经过以上分析，对剪力墙类别的判别可给出一个定性的标准： 1)当1时，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，剪力墙按独立墙肢进行计算； 2)当10时，连梁对墙肢的约束作用很强，剪力墙可按整体小开口墙进行计算； 3)当1l0时，可按联肢墙进行计算。 上面给出了判断剪力墙类别的一个标准，但并不是唯一标准。,5.5 剪力墙结构的分类,5.5.2 按剪力墙墙肢惯性矩的比值划分 第二准则： 第一准则缺陷：整体参数反映了剪力墙整体性的强弱，能反映出剪力墙的受力状态，但不能反映墙肢弯矩沿墙高度方向是否出现反弯点，因此在某些情

28、况下，仅靠值的大小还不足以完全判别剪力墙的类型。 通过分析表明，墙肢是否出现反弯点，与墙肢惯性矩的比值IAI、剪力墙的整体参数及结构的层数N等诸多因素有关。 理论分析与试验研究的结果证明，当值相同时，随着IAI的增大，出现反弯点的层数就增多；反之就减小。,5.5 剪力墙结构的分类,高规根据墙肢是否出现反弯点的分析，给出了IAI的限值(见表5.11)，作为划分剪力墙类别的第二个准则。 当墙肢和连梁都比较均匀时，各根据、N查表得值；否则需先查表得S，再按式（5.85）进行计第i墙肢得 i值。 （5.85）,5.5 剪力墙结构的分类,5.5.3 剪力墙类型的判别方法 由上可知，剪力墙的类型判别应以其

29、受力特点为依据，从剪力墙的整体性能及墙肢沿高度是否出现反弯点两个主要特征来进行判别，具体如下： (1)当1时，忽略连梁对墙肢的约束作用，各墙肢按独立墙肢分别计算； (2)当1l0，且IAI 时，可按联肢墙计算； (3)当10，且IAI 时，可按整体小开口焰进行计算 (4)当10，且IAI 时，按壁式框架计算； (5)当无洞口或有洞口而洞口面积小于墙总立面的15时，按整体墙计算 在上面的判别式IAI中， I为剪力墙对组合截面形心的惯性矩，IAIIi。系数见表6.3，P171,5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件,5.6.1 剪力墙结构底部加强部位 剪力墙抗震设计时，需却确定底部加强部位高度。

30、1）一般剪力墙：maxH/10，底部两层 2）一般从地下室顶板算起 3）底部带转换层的高层建筑结构： maxH/10，框支层加上框支层以上两层,5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件,5.6.2 剪力墙底部加强部位轴压比限值 轴压比：N / fc A 高规：7.2.14 抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过下表限值。,5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件,5.6.3 剪力墙的边缘构件 研究表明，剪力墙的边缘构件（暗柱、翼柱、转角柱等）配置横向钢筋，可约束混凝土的变形，改善混凝土的受压性能，提高剪力墙的延性。 因此，在满足轴压比要求的前提

31、下，还需对剪力墙的边缘构件的设计进行规定。 根据设计要求的不同，边缘构件分为两类：约束边缘构件和构造边缘构件。约束边缘构件的截面尺寸及配筋要求均比构造边缘构件要高。,5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件,两类边缘构件的设置范围如下： 1）约束边缘构件：一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部； 2）构造边缘构件：一、二级抗震设计剪力墙的其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部。 （1）约束边缘构件的设计 1）确定约束边缘构件的截面尺寸； 2）满足体积配箍率v； 3）满足纵向配筋率的要求。 （2）构造约束边缘构件：同上,5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件,（

32、1）约束边缘构件的设计,5.6 剪力墙轴压比限值及边缘约束构件,（2）构造约束边缘构件,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,钢筋混凝上剪力墙应进行平面内的斜截面受剪、偏心受压或偏心受拉、平面外轴心受压承载力计算。在集中荷载作用下，墙内无暗柱时还应进行局部受压承载力计算。 连梁主要进行平面内的斜截面受剪承载力计算。5.7.1设计值调整高规：7.2.6 一级抗震等级设计的剪力墙各截面弯矩设计值，应符合下列规定：（？） 1 底部加强部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计算值采用； 2 其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的1.2倍采用。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,7.2.7 抗震设计的

33、双肢剪力墙中，墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢大偏心受拉时，另一墙肢的弯矩设计值及剪力设计值应乘以增大系数1.25。 7.2.10 剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值： 一、二、三级抗震等级时应按下式调整，四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整。 9 度抗震设计时尚应符合： 式中：V考虑地震作用组合剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力设计值； VW考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力计算值； Mwua考虑承载力抗震调整系数RE后的剪力墙墙肢正截面抗弯承载力，应按实际配筋面积、材料强度标准值和轴向力设计值确定，有翼墙时应考虑墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋； Mw考虑地震作用

34、组合的剪力墙墙肢截面的弯矩设计值； vw剪力增大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,（2）连梁 7.2.22 连梁的剪力设计值Vb应按下列规定计算： 1 无地震作用组合及有地震作用组合四级抗震等级时，应取考虑水平风荷载或水平地震作用组合剪力设计值； 2 有地震作用组合的一、二、三级抗震等级时，连梁的剪力设计值应按下式进行调整：9度抗震设计时尚应符合：,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,式中： 、 分别为梁左、右端顺时针或反时针方向考虑地震作用组合的弯矩设计值；对一级抗震等级且两端均为负弯矩时，绝对值较小一端的弯矩应取零； 、 分别

35、为连梁左、右端顺时针或反时针方向实配的受弯承载力所对应的弯矩值，应按实配钢筋面积（计入受压钢筋）和材料强度标准值并考虑承载力抗震调整系数计算；ln连梁的净跨。 VGb在重力荷载代表值（9度时还应包括竖向地震作用标准值）作用下，按简支梁计算的梁端截面剪力设计值； vb连梁剪力增大系数，一级1.3，二级1.2，三级1.1。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,5.7.2 墙肢承载力设计 （1）偏心受压承载力计算 基本假定：1）按照平截面假定，不考虑受拉混凝土的作用，受压区混凝土按矩形应力图块计算； 2）忽略受压区分布筋作用； 3）在1.5倍受压区范围之外（hw-1.5x），假定受拉区分布钢筋

36、全部屈服。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,矩形、T形、I形偏心受压剪力墙也可按下列公式计算： 1）无地震作用组合时： 当xhf时：当xhf时：,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,当xbhw0时：当xbhw0时：,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,式中：w剪力墙竖向分布钢筋配筋率； 1 受压区混凝土矩形应力图的应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值。当混凝土强度等级不超过C50时取1.0；当混凝土强度等级为C80时取0.94：当混凝土强度等级在C50和C80之间时，可按线性内插取值； 1随混凝土强度提高而逐渐降低的系数。当混凝土强度等级不超过C50时取0.8 当混凝土强

37、度等级为C80时取0.74；当混凝土强度等级在C50和C80之间时，可按线性内插取值； cu混凝土极限压应变，应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定采用。 2 有地震作用组合时，公式（7.2.8-1）、（7.2.8-2）右端均应除以承载力抗震调整系数RE，RE取0.85。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,（2）大偏拉承载力计算 矩形截面偏心受拉剪力墙的正截面承载力可按下列近似公式计算： 1）无地震作用组合 2）地震作用组合时,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,式中：N0u和Mwu 可按下列公式计算： Asw 剪力墙腹板竖向分布钢筋的全部截面面积。,5.7

38、剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,（3）斜截面承载力计算 剪力墙斜截面承载力根据结构受力性质分为偏心受压和受拉斜截面承载力计算：1）偏心受压斜截面承载力计算 7.2.11 偏心受压剪力墙的斜截面受剪承载力应按下列公式进行计算： 1 无地震作用组合时 2 有地震作用组合时,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,式中 N剪力墙的轴向压力设计值，抗震设计时，应考虑地震作用效应组合；当N大于0.2fcbwhw时，应取0.2fcbwhw； A剪力墙截面面积； AwT形或I形截面剪力墙腹板的面积，矩形截面时应取A； 计算截面处的剪跨比。 当小于1.5时应取1.5，当大于2.2时应取2.2； 当计算截面

39、与墙底之间的距离小于0.5hwo 时，应按距墙底0.5hwo处的弯矩值与剪力值计算； s剪力墙水平分布钢筋间距。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,2）偏心受拉斜截面承载力计算 7.2.12 偏心受拉剪力墙的斜截面受剪承载力： 1 无地震作用组合时 上式右端的计算值小于时，取等于。 2 有地震作用组合时 上式右端方括号内的计算值小于时，取等于。 式中： 考虑了水平钢筋的抗剪承载力。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,（4）截面限制条件 7.2.2 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求： 6 剪力墙的受剪截面应符合下列要求： 1）无地震作用组合时 2）有地震作用组合时 剪跨比大于2.5时 剪跨比不大于2.5时,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,5.7.3 连梁承载力设计（1）连梁截面限制条件 7.2.23 剪力墙连梁的截面尺寸应符合下列要求： 1 无地震作用组合时 2 有地震作用组合时 跨高比大于2.5时： 跨高比不大于2.5时： 式中：Vb连梁剪力设计值； bb连梁截面宽度； hb0连梁截面有效高度； c砼强度影响系数。,5.7 剪力墙与连梁的截面设计及构造要求,7.2.24 连梁的斜截面受剪承载力，应按下列公式计算： 1 无地震作用组合时 2 有地震作用组合时 跨高比大于2.5时 跨高比不大于2.5时,短肢剪力墙,短肢剪力墙,短肢剪力墙,