第七章钢筋混凝土剪力墙设计

跨高比≤2.5： REVb≤ 0.38ftbh0+0.9fyvAsvh0/s
7.3.3 连梁构造要求
1. 最小截面尺寸
(1)无地震作用组合时： Vb≤ 0.25cfcbbhb0 (2)有地震作用组合时：
跨高比＞2.5： REVb≤ 0.2cfcbbhb0 跨高比≤2.5： REVb≤ 0.15cfcbbhb0
7.2.2 正截面压弯承载力
墙肢正截面压弯承载力计算基本同钢筋混凝土 偏压构件(柱)。
不同在于：
——墙肢受拉区中的竖向分布钢筋考虑部分参与受力，以 减少端部钢筋数量。
在受压区，不考虑分布筋的作用——由于竖向分布筋都比 较细(多数在12以下)，容易产生压屈现象(如有可靠措 施防止分布筋压屈，也可以考虑其作用)。
V VWVW
免过早出现剪切破坏，实现强剪弱弯。)
9度时尚应符合：
V
1.1 M wua Mw
Vw
V—底部加强部位墙肢截面剪力设计值； Vw—底部加强部位墙肢截面最不利组合的剪力计算值； Muwa—墙肢底部截面实配的抗震受弯承载力所对应的弯矩值 ；
Mw—墙肢底部截面最不利组合的弯矩计算值； VW —墙肢剪力放大系数，一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2 。
Vb

1.1
M
r bu

M
l bu
ln
VGb
按“强剪弱弯”要求，将由弯矩产生的剪力放大vb倍。
式中：
Vb
vb
(
M
r b

M
l b
)
ln
VGb
vb —— 梁剪力增大系数。一、二、三级抗震时，vb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20％。
7.3.2 连梁承载力验算
1.混凝土强度等级 2.最小截面尺寸
(1)最小厚度的要求 (2)剪压比限值的要求
3.分布钢筋
(1)墙肢竖向及横向分布钢筋的最小配筋要求 (2)分布钢筋的设置要求
4.轴压比限值
5.边缘构件
(1)边缘构件：约束边缘构件、构造边缘构件 (2)约束边缘构件
需设置约束边缘构件的结构。 约束边缘构件的形式。 见图7-6 约束边缘构件的设置要求。
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。
2.斜裂缝出现后的剪切破坏形态
(1)剪拉破坏——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，使构件劈裂而丧失承载能
力。避免这类破坏的主要措施是配置必需的腹部钢筋。
(2)剪压破坏 ——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 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
第7章 剪力墙设计和构造
7.1 概述 7.2 墙肢设计 7.3 连梁设计
7.1 概述
7.1.1 剪力墙分类
1.按几何形式分 (见图7-1)
(1)悬臂剪力墙(实体墙不开洞，只有墙肢构件) 。 (2)联肢剪力墙(开有洞口的剪力墙，由墙肢和连梁组成)。 (3)带边框剪力墙(在框剪结构中，剪力墙往往和梁柱结合在 一起)。 (4)框支剪力墙(框架支承剪力墙)。
(3)双肢剪力墙
当一个墙肢为大偏心受拉时，另一墙肢的剪力设计值、弯矩设 计值乘以增大系数1.25。(当一个墙肢出现水平裂缝时，刚度降 低，由于内力重分布，剪力向无裂缝的另一个墙肢转移，使另 一个墙肢内力加大。)
(4)抗震等级一、二、三级剪力墙墙肢底部加强部位：
墙肢截面的剪力组合值按右式调整：
(为了加强墙肢底部加强部位的抗剪能力，避
(4)剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑，保持平面外的稳 定，在楼层之间也要保持局部稳定，必要时应验算平面外 的承载力。
2.剪力墙延性抗震设计原则
强墙弱梁 强剪弱弯 限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件 加强重点部位 连梁特殊措施
7.1.3 剪力墙结构设计的主要内容
(1)正截面抗弯承载力 → 确定墙肢竖向抗弯钢筋
1.墙肢受拉情况分析(不宜采用小偏心受拉墙肢)
(1)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。 (2)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。
(3)剪力墙很长时，边墙肢拉(压)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 距很小的连梁。
(4)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 大于8m。 (5)减小连梁高度也可减小墙肢轴力。
1.大偏心受压承载力计算公式(≤b)
(1)根据平截面假定，当≤b时， 构件为大偏心受压，平衡配筋的受 压区相对高度为：
(2)受拉钢筋应力s=fy。
b
1
1
fy
cuEs
(3)分布钢筋达到屈服应力fyw。 (4)只计算hw0-1.5x范围内的分布钢筋，并认为它们都达到了 屈服应力(在中和轴附近的分布钢筋应力较小，不计入)。
(见图7-3)
根据平衡条件，可写出∑N=0、∑M=0（对混凝土受压区中 心取矩）两个方程式：
Nu
1 fcbw x As f y As f y

(hw0
1.5 x)
Asw hw0
f yw
N
u

e0

hw 2

x 2

As
f
y

hw0

x 2
As

a
(hw0
1.5 x)
Asw f yw hw0

hw0 2

x 4
式中：
Asw——剪力墙腹板中竖向分布钢筋总面积，布置在hw0高度 范围内。
e0 = M N
7.2.4 斜截面抗剪承载力计算
1.剪力墙中斜裂缝
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。
所谓的交叉斜撑配筋是指：为了防止斜筋压屈，必 须用矩形箍筋或螺旋箍筋与斜向交叉钢筋绑在一起，形 成交叉斜撑。
配置交叉斜撑的连梁厚度不能小于300mm。
图7-1 剪力墙的类型
(a)悬臂剪力墙
(b)短肢剪力墙
(c)双肢剪力墙
(d)井筒
(e)框支剪力墙
(f)带边框剪力墙
(a)弯曲破坏 (b)弯剪破坏 (c)剪切破坏 (d)滑移破坏
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 的基础上的。
(3)斜压破坏 ——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 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。
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。
2.根据剪力墙的高宽比及受力破坏特征分 (见图7-2)
(1)高墙——H/hw≥2，弯曲破坏。 (2)中高墙——H/hw=1~2，弯剪破坏。 (3)矮墙——H/hw<1， 剪切破坏破坏。 另剪力墙还可发生滑移破坏 (施工缝处截面)。
7.1.2 剪力墙设计要求
1.剪力墙一般设计要求
(1)墙体承受轴力、弯矩、剪力的共同作用，与钢筋混凝 土压弯构件(柱)的受力基本相同。 (2)但与柱子相比，它的截面往往薄而长(受力方向的高宽 比大于4时，按剪力墙截面设计)，沿截面高度方向需配 置较多的分布钢筋。 (3)剪力墙中剪力一般较柱大，故抗剪要求较高。
2. 截面配筋
（1）连梁顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙内的锚
固长度：
抗震时：不小于 laE
非抗震时：不小于 la ，且不小于600mm
（2）抗震设计时，连梁全长箍筋的最大间距和最 小直径应与框架梁端箍筋加密区要求相同，非抗 震时，箍筋间距不应大于100mm。直径不小于 6mm。
（3）顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的范围内，应配 置间距不大于150mm的箍筋，其直径与该连梁的 箍筋直径相同。
3.偏心受压斜截面抗剪承载力
(1)无地震作用组合时:
V


1 0.5 (0.5 ftbwhw0

0.13N
Aw A
)

f yh
Ash s
hw0
(2)有地震作用组合时:
V

1 RE

Байду номын сангаас1 0.5
(0.4
f t bw hw0

0.1N
Aw A
)

0.8
f yh
Ash s
hw0

2. 大偏心受拉承载力计算公式
(1)大偏心受拉的判别条件为：M/N＞hw/2 - a ； (2)受拉钢筋应力达到屈服，即s = fy； (3)分布钢筋达到屈服应力 fyw； (4)只计算hw0-1.5 x范围内的分布钢筋，并认为它们都达到了 屈服应力(在中和轴附近的分布钢筋应力较小，不计入)。
如图7－5
根据平衡条件，可写出∑N=0、∑M=0(对混凝土受压区 中心取矩)两个方程式：
Nu

As
fy

(hw0
1.5 x)
Asw hw0
f yw 1 fcbw x As f y
N
u

e0

hw 2

x 2

As
f
y

hw0

x 2

As
f y
x 2
（4）墙体横向分布钢筋可拉通作为连梁的腰筋， 连梁高度大于700mm时，其两侧设置的腰筋直径 不小于10mm，间距不大于200mm，跨高比不大 于2.5的连梁，两侧腰筋的面积配筋率不小于 0.3%。
3. 交叉斜撑配筋连梁