剪力墻的設(shè)計(jì)方法

1、剪力墻的設(shè)計(jì)方法剪力墻的設(shè)計(jì)方法剪力墻的設(shè)計(jì)方法一、剪力墻布置及尺寸確定的基本原則1、結(jié)構(gòu)布置時(shí)宜盡量避免短肢剪力墻結(jié)構(gòu)“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”是指含截面高度與厚度之比小于8的短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，《廣東省實(shí)施補(bǔ)充規(guī)定》（以下簡(jiǎn)稱《補(bǔ)充規(guī)定》）第3.2.4條則定量化地界定為“具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.1.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的最大適用高度有所降低，同時(shí)需對(duì)短肢剪構(gòu)指短肢墻的截面面積占剪力墻總面積50％以上”

2、。當(dāng)結(jié)構(gòu)體系屬短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，按《高層力墻采取加強(qiáng)措施，對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)影響較大的有“…軸壓比，抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)時(shí)分別不宜大于0.5、0.6、0.7；對(duì)無(wú)翼緣或端柱的一字短肢剪力墻，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1”、“…其他各層（非底部加強(qiáng)部位）短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2”等，故實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，宜盡量避免采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，以獲得較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)也可相對(duì)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，且結(jié)構(gòu)也具有更高的可靠度。

3、但應(yīng)注意，即使結(jié)構(gòu)不屬“具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)”，《補(bǔ)充規(guī)定》的6.0.3條仍對(duì)短肢剪力墻有提高抗震等級(jí)、降低軸壓比限值和加強(qiáng)構(gòu)造配筋的要求。避免剪力墻結(jié)構(gòu)成為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的做法為：保證一般剪力墻（截面高度與厚度之比不小于8的非短肢剪力墻）的面積數(shù)超過(guò)剪力墻總面積的50％，具體操作如下：（1）分別使X向和Y向的一般剪力墻面積均超過(guò)相應(yīng)方向剪力墻總面積的50％；（2）某方向的剪力墻，當(dāng)截面高度與厚度之比大于8時(shí)，按一般剪力墻

4、計(jì)算；當(dāng)長(zhǎng)度與厚度之比在5～8之間，或?yàn)樾∮?的獨(dú)立墻肢，或?yàn)樾∮?的非獨(dú)立墻肢且與之相連的垂直方向剪力墻截面高寬比也小于5時(shí)，按短肢剪力墻計(jì)算；當(dāng)非獨(dú)立墻肢截面高度與厚度之比小于5且與之相連的垂直方向剪力墻截面高度與厚度之比不小于5時(shí)，可將該墻肢看作是屬于與之相連的垂直方向剪力墻的翼緣，不按剪力墻計(jì)算面積。但應(yīng)注意，當(dāng)剪力墻滿足《補(bǔ)充規(guī)定》第3.2.3條規(guī)定，即“厚度不小于層高的115，且不小于300mm，高度與厚度之比大于4時(shí)”，仍

5、屬一般剪力墻。2、控制合理的剪力墻折算厚度某樓層的剪力墻折算厚度我們這里定義為：該樓層的剪力墻混凝土體積與樓層的結(jié)構(gòu)面積之比，這是反映剪力墻結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)剪力墻折算厚度在一個(gè)合適的范圍時(shí)，只要我們將剪力墻的配筋率在滿足規(guī)范及受力要求的前提下控制在一個(gè)合理的數(shù)值，那么我們就可以基本保證該剪力墻結(jié)構(gòu)造價(jià)是經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)我司以往設(shè)計(jì)的若干剪力墻結(jié)構(gòu)工程的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)建筑為12層左右的小高層時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻折算厚度控制在90～1

6、00mm左右；當(dāng)為18層左右時(shí)，控制在120～130mm左右；當(dāng)為25層左右時(shí)，控制在140～150mm左右，則該工程會(huì)達(dá)到一個(gè)較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。若剪力墻折算厚度偏大較多，則說(shuō)明該工程布置的剪力墻數(shù)量或面積過(guò)多了，計(jì)算結(jié)果的具體表現(xiàn)為：軸壓比普遍較小，層間位移角比規(guī)范限制有較大富余（即側(cè)向剛度較大），這時(shí)應(yīng)考慮對(duì)剪力墻的布置或截面進(jìn)行優(yōu)化，以控制結(jié)構(gòu)成本。3、合理確定剪力墻的截面高度與厚度（1）標(biāo)準(zhǔn)層：一般住宅標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻的厚度取為200

7、mm則基本可滿足穩(wěn)定性和軸壓比的要求，這時(shí)，除提高剛度需要或建筑構(gòu)造需要或減少梁跨需要等情況外，剪力墻截面高度可取1650mm，即可滿足成為一般剪力墻，我們可稱之為200厚剪力墻的經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)度。運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，將對(duì)交接處的豎向構(gòu)件產(chǎn)生非常不利的附加內(nèi)力。設(shè)計(jì)中因樓板凹凸的情況十分復(fù)雜，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的影響也未必會(huì)產(chǎn)生上述不利影響，故需根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握判斷尺度。如一般標(biāo)準(zhǔn)層中的廁所凹板或大廳板的下沉，并不會(huì)造成剪力傳遞整體中斷（只是局部削弱），下

8、沉板因較小也不會(huì)產(chǎn)生反向振動(dòng)，故不作錯(cuò)層論；又如首層平面塔樓外范圍樓板下沉覆土與塔樓范圍的樓板形成高差，一方面因?qū)嶋H進(jìn)行單塔樓計(jì)算時(shí)并沒(méi)有將塔樓內(nèi)外樓蓋作為一個(gè)整體剛性平面輸入，另一方面因塔樓外的樓蓋全埋在地下，較低一側(cè)樓蓋受地震反應(yīng)的影響較?。山瓶闯烧駝?dòng)基本與地基土同步），同時(shí)由于覆土對(duì)高差處形成側(cè)限，從而大幅減少較高一側(cè)樓蓋對(duì)交接處豎向構(gòu)件的附加內(nèi)力，故也可不作錯(cuò)層論。按《高規(guī)》第10.4.5條，對(duì)錯(cuò)層交接處平面外受力的剪力墻，

9、抗震設(shè)計(jì)時(shí)厚度不應(yīng)小于250mm，并均應(yīng)設(shè)置與之垂直的墻肢或扶壁柱，抗震等級(jí)應(yīng)提高一級(jí)采用（按規(guī)范精神，短肢剪力墻抗震等級(jí)應(yīng)進(jìn)行疊加式的提高）。錯(cuò)層處剪力墻的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30，水平和豎向分布鋼筋的配筋率，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.5%。另，錯(cuò)層處的框架柱截面高度不應(yīng)小于600，砼強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，抗震等級(jí)提高一級(jí)，箍筋全柱段加密。4、大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)的剪力墻按《高規(guī)》第10.6.4條，塔樓中與裙房連接體相連的外圍柱、剪力墻，

10、從固定端至裙房屋面上一層的高度范圍內(nèi)，柱縱向鋼筋的最小配筋率宜適當(dāng)提高，柱箍筋宜在裙樓屋面上、下層的范圍內(nèi)全高加密，剪力墻宜設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。相應(yīng)條文說(shuō)明解釋為，為保證塔樓與底盤共同工作，塔樓之間裙房連接體的屋面梁以及塔樓外圍一圈墻柱從固定端到出裙房屋面上一層的高度范圍內(nèi)，在構(gòu)造上應(yīng)予特別加強(qiáng)。故我司在執(zhí)行該條時(shí)，要求將塔樓外圍一圈剪力墻設(shè)約束邊緣構(gòu)件，范圍從固定端到大底盤屋面上一層，約束邊緣構(gòu)件按二級(jí)構(gòu)造配筋，當(dāng)已為二級(jí)的短肢剪力墻時(shí)

11、，抗震等級(jí)不再提高。三、剪力墻邊緣構(gòu)件縱筋及分布鋼筋的構(gòu)造要求有關(guān)剪力墻配筋的構(gòu)造要求主要依據(jù)《高規(guī)》第7.2.16～7.2.18條，請(qǐng)大家認(rèn)真閱讀規(guī)范。四、剪力墻構(gòu)造配筋表的原理簡(jiǎn)介、使用說(shuō)明及改進(jìn)方向我司編制剪力墻構(gòu)造配筋表的主要目的是為了簡(jiǎn)化剪力墻設(shè)計(jì)的工作量，使剪力墻的配筋標(biāo)準(zhǔn)化，提高設(shè)計(jì)效率。其簡(jiǎn)化理念為，一方面將大量機(jī)械重復(fù)的配筋率計(jì)算工作以查表代替，在提高計(jì)算效率的同時(shí)也減少了計(jì)算出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，另一方面以標(biāo)準(zhǔn)大樣結(jié)合填表的形

12、式可大幅減少邊緣構(gòu)件制圖的工作量，由于邊緣構(gòu)件縱筋采用固定間距的約定，與板、獨(dú)立基礎(chǔ)等的配筋方式類似，且標(biāo)出了鋼筋的總數(shù)，故也不存在讀圖困難或施工出錯(cuò)的問(wèn)題（必要時(shí)可在技術(shù)交底時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的解釋）。其基本原理是：根據(jù)約束和構(gòu)造邊緣構(gòu)件的縱筋配筋率及配箍率構(gòu)造特點(diǎn)（約束邊緣構(gòu)件的配筋及配箍率較大，構(gòu)造邊緣構(gòu)件相對(duì)較小），在使箍筋、縱筋直徑較適合施工的條件下（如箍筋直徑一般控制不大于10mm，否則對(duì)于一般邊緣構(gòu)件箍筋尺寸較小的情況施工加工有一

13、定困難）約定縱筋的間距，箍筋或拉筋與縱筋成每根縱筋布置一肢或隔一根縱筋布置一肢的固定關(guān)系，即使縱筋間距和箍筋肢距按固定間距的分布筋的形式確定，約定間距和肢距的目的是使與配筋率、配箍率相關(guān)的變量數(shù)量盡量少，這樣對(duì)一定尺寸和砼等級(jí)的邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率僅與縱筋直徑有關(guān)，體積配箍率則與箍筋直徑和豎向間距有關(guān)，從而使知道抗震等級(jí)、截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的邊緣構(gòu)件，通過(guò)查表得出縱筋直徑、箍筋直徑及豎向間距，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)截面大樣圖即可確定整個(gè)構(gòu)件