剪力墙设计和构造分析

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1、6.8剪力墙设计和构造6.8.1延性剪力墙概念试验研究说明：同样高度的建筑在抗震耗能方面，剪力墙结构比延性框架大20倍。震害经验也表明：剪力墙结构和框架-剪力墙结构能够承受强烈地震作用，具有裂而不倒的良好性能，便于震后修复。钢筋混凝土剪力墙的设计要求是：1）在正常使用荷载及小震（或风载）作用下，结构应处于弹性工作阶段，裂缝宽度不能过大；2）在中等强度地震（设防烈度）下，允许进入弹塑性状态，使应具有足够的承载能力、延性及良好吸收地震能量的能力；3）在强烈地震作用（罕遇烈度）下，剪力墙不允许倒塌。此外还应保证剪力墙结

2、构的稳定。6.8.1.1悬臂剪力墙（墙肢）（1）破坏形态弯曲破坏剪切破坏滑移破坏剪跨比是反映弯曲与剪切影响的重要参数，剪跨比较小时容易出现剪切破坏。悬臂墙的分类剪跨比可通过高宽比间接表示：1)当＞3时，称为高墙；2）当=1～3时成为中高墙；3）当＜1时，称为矮墙。高剪力墙的受力特点在水平荷载作用下，以弯曲变形为主，剪切变形占总变形10%以下。在轴向力与水平力共同作用下，形成偏心受压（或受拉）剪力墙，破坏形态和计算方法如同偏心受压（或受拉）柱。剪力墙应设计成具有延性的弯曲剪力墙，应使用“强剪弱弯”的措施，避免发生剪

3、切破坏。（2）影响剪力墙延性的因素①竖向配筋率及配筋形式配筋率的影响：剪力墙截面的极限弯矩随配筋率的增加而提高；墙截面的极限转角随配筋率的增加而降低。配筋形式的影响：对相同配筋率的墙，将部分钢筋集中布置在两端时极限转角大、延性好。配筋方法：为达到既增大强度又提高延性，设计剪力墙时，除按构造要求在墙内配置分布筋外，应尽可能将其余所需的抗弯钢筋集中布置在墙的端部。②轴向力随着轴向力的增大，截面承载力提高，延性明显降低，故应对轴压比进行控制。③截面型式当截面有翼缘时，会改善墙体的延性性能，随着翼缘面积与横截面面积之比的

4、增加，延性也相应增加。④混凝土强度等级随混凝土强度等级的提高延性也提高，尤其当墙的受压区有翼缘时，延性的提高更为明显。当混凝土强度等级低于层C20时，延性将很小。（3）中、高墙的延性设计要使悬臂剪力墙具有延性，首先要防止出现剪切破坏和锚固破坏，充分发挥弯曲作用下的钢筋抗拉作用，使剪力墙的塑性铰具有延性。①减小受压区高度或加大混凝土极限压应变减小受压区高度:在非对称配筋情况下，应注意不使受拉钢筋过多而增大受压区高度；在对称配筋情况下，尽可能降低轴向压力，以避免受压区高度的增大。加大混凝土的极限压应变：为提高墙的延性

5、，可在墙两端设置端柱或暗柱。柱内箍筋不仅可以约束混凝土，提高混凝土极限压应变.剪力墙塑性铰限制在底部，对底部的塑性铰区通过抗震措施提高变形能力，以增加墙的延性。抗震措施：剪力墙各截面的弯矩设计值要调整增大，使各截面的受弯承载力有所加强。③避免过早剪切破坏和锚固破坏避免剪切破坏：塑性铰区必须按强剪弱弯的原则设计，还应严格控制剪压比和增加分布钢筋数量，在墙内设置端柱或暗柱防止锚固破坏要注意墙钢筋在基础中的锚固，保证不发生锚固破坏。②加强墙底塑性铰区的变形能力④防止水平施工缝截面的剪切滑移破坏要防止这种破坏主要依靠竖向

6、钢筋和缝间摩擦力抵抗滑移，所以要对施工缝的竖向钢筋面积验算。⑤配筋构造要求大量的试验研究分析表明，满足墙的配筋构造要求，能保证墙具有较好的延性，这是设计时必须认真考虑的。（4）矮墙的抗震性能及设计要求矮墙的特点在一般情况下都发生斜裂缝剪切破坏，但是根据试验可知，如果配筋合理，做到强剪弱弯，可以使斜裂缝较为分散而细小，从而保证即使吸收了较大的能量也不致脆性破坏。6.8.1.2联肢剪力墙（1）联肢剪力墙的延性（强墙弱梁，强剪弱弯）联肢剪力墙的延性取决于墙肢的延性、连梁的延性及连梁的刚度和强度。最理想的情况是连梁先于墙

7、肢屈服，且连梁具有足够的延性，待墙肢底部出现塑性铰后形成图6.40（a）所示的机构。这样的联肢剪力墙延性最好。………………由此可见，按“强墙弱梁”的原则设计联肢墙，并按“强剪弱弯”的原则设计墙肢和连梁，可以得到较为理想的延性联肢墙结构，它比悬臂墙更为合理。连梁端部塑性铰连梁设计过强而引起墙肢剪坏（2）连梁的延性连梁的延性对联肢剪力墙起着更为重要的作用。连梁通常是跨度小而梁高大（接近为深梁），同时竖向荷载产生的弯矩与剪力不大，而在水平荷载下与墙肢相互作用产生的约束弯矩与剪力较大，约束弯矩在梁两端方向相反。这种反弯作

8、用使梁产生很大的剪切变形，对剪应力十分敏感，容易出现斜裂缝。在反复荷载作用下，易形成交叉裂缝，使混凝土酥裂，导致剪切破坏，延性较差。6.8.2剪力墙截面设计剪力墙在竖向与水平荷载共同作用下，将承受轴力、弯矩与剪力的作用，因此，钢筋混凝土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验算。6.