第四章剪力墙结构.ppt

第四章 剪力墙结构设计,设计要点,剪力墙结构主要承受两类荷载：（1）竖向荷载：（2）水平荷载：水平荷载包括风荷载和地震作用。本章主要介绍水平荷载作用下剪力墙内力和位移计算的各种方法。第一节 剪力墙结构的计算假定一、基本计算假定基本假定：（1）楼层（板）在其自身平面内刚度无限大。（2）各片剪力墙在自身平面内的刚度很大，而平面外的刚度很小，可忽略不计。当横向的水平荷载作用时，可只考虑横墙的抵抗作用，而不计纵墙的作用；反之亦然。,高规规定，计算剪力墙结构的内力和位移时，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。现浇剪力墙有效翼缘宽度bf可按表4.1较小值取用。,剪力墙的有效翼缘宽度,二、非直线剪力墙的处理,在十字形和井字形平面中，核心墙各墙段轴线错开距离a不大于实体连接墙厚度的8倍、且不大于2.5m时，整片墙可以作为整体平面剪力墙来计算，但必须考虑到实际上存在的错开距离a带来的影响，整片墙的等效刚度宜将计算结果乘以0.8的系数，并将按整片墙计算所得的内力乘以1.2的增大系数。对折线型的剪力墙，当各墙段总转角不大于15（15）时，可近似地按平面剪力墙进行计算。,轴线错开剪力墙和折线形剪力墙,对平面为折线形的剪力墙，不应将连续折线形剪力墙作为平面剪力墙计算；当将折线形（包括正交）剪力墙分为小段进行内力和位移计算时，应考虑在剪力墙转角处的竖向变形协调。第二节 剪力墙的受力特点、分类和计算方法一、剪力墙的分类及其受力特点剪力墙的工作特点和分类与其所开洞孔的大小和数量有关。剪力墙按受力特性的不同可分为整体墙、小开口整体墙、联肢墙和壁式框架。1.整体墙无孔洞或孔洞很小的剪力墙称为整体墙，其受力特点如同竖向悬臂梁。,2.整体小开口墙,当剪力墙上所开洞孔的面积稍大时，当大部分楼层上的墙肢不出现反弯点时，称这类剪力墙为整体小开口墙（见图4.3（b）。,（a）整体墙（b）整体小开口墙（c）双肢墙（d）壁式框架,3.联肢墙（包括双肢墙和多肢墙）,当剪力墙上所开的洞孔较大且连梁（联系墙肢的部分）的刚度比墙肢的刚度小得多时，在水平荷载作用下的这类剪力墙，其连梁跨中会出现反弯点，各墙肢的单独工作能力也比较明显，可看成是若干单肢剪力墙由连梁联结起来的剪力墙。4.壁式框架（大开口剪力墙）壁式框架所开洞口的面积约为整个剪力墙面积的40%80%。当墙肢宽度与连梁跨度之比小于0.2，连梁高度与楼层层高之比也小于0.2时，这类剪力墙已经成为普通的框架。（1）高墙：当剪力墙高宽比3时，为高墙；在水平力和竖向力作用下，一般呈弯曲型破坏，具有较大的延性（见图a）。,（2）中高墙：当1.5剪力墙高宽比3时，为中高墙；在水平力和竖向力作用下，一般呈弯剪型破坏，具有一定的延性（见图4.4b）。（3）矮墙：当剪力墙高宽比1.5时，为矮墙；在水平力和竖向力作用下，一般呈剪切型破坏，延性很差（见图4.4c）。,（a）弯曲破坏（b）弯剪破坏（c）剪切破坏,二、剪力墙分类判别式,剪力墙类别的划分，应主要从两方面考虑：（1）各墙肢之间的整体性。整体性愈好，其受力就更接近于整体墙。（2）墙肢受力后是否会出现反弯点。出现反弯点层数愈多，就愈接近框架。1.剪力墙整体性系数剪力墙的整体性取决于连系梁对墙肢的约束程度，约束愈强，整体性愈好。剪力墙的整体性可用整体性系数来分析。整体性能取决于连系梁与墙肢之间的相对刚度，即连系梁总的抗弯线刚度与墙肢总的抗弯线刚度之比为2。,（1）对于多肢墙：,（2）对于双肢墙：式中 轴向变形影响系数，当为34肢时取0.8；57肢时取0.85；8肢以上取0.9；I剪力墙对组合截面形心的惯性矩；aj第j列洞口两侧墙肢轴线距离；In扣除墙肢惯性矩后剪力墙的惯性矩，按下式计算：其中 Ij第j墙肢的截面惯性矩；Aj第j墙肢的截面积；,yj第j墙肢的形心到组合截面形心的距离；第j列连梁计算跨度，按下式计算：其中 第j列洞口的净宽度；hbj第j列连梁的高度；h层高；H剪力墙的总高度；Ibj第j列连梁的折算惯性矩，按下式计算：,其中 Abj、Ibj0第j列连梁的截面面积和惯性矩；截面形状系数，矩形截面1.2；工形截面取截面全面积/腹板面积；T形截面按表4.2取值。整体系数公式（4.1）中的 是连梁的刚度系数，值愈大，连梁的转动刚度愈大，对墙肢的约束作用愈强。j是各墙肢的刚度，因此，值的物理意义为连系梁与墙肢的刚度比，体现了墙的整体性。2.墙肢惯性矩比In/I 在某些情况下，仅靠值的大小还不足以完全判别剪力墙的类型。值大时，表示整个剪力墙的整体性好，但是随着所开孔洞的大小，它可以是孔洞小的整体小开口墙，也可以是大孔洞的，横梁刚度很大的壁式框架，显然，两者的受力性能大不一样。,判别在墙肢高度方向上是否会出现反弯点。墙肢是否会出现反弯点，与墙肢惯性矩比值In/I，整体参数，层数n等多种因素有关。通常将In/I与其限值的关系式作为剪力墙分类的第二个判别式（见图4.6）。系数由整体性系数和层数n按表4.3取值。,（a）悬臂墙（b）单肢悬臂墙（c）整体小开口墙（d）双肢墙（e）框架,3.剪力墙分类判别式,（1）当剪力墙无洞口，或虽有洞口但洞口面积与墙面面积之比不大于0.16，且孔洞口净距及孔洞边至墙边距离大于孔洞长边尺寸时，按整体墙计算。（2）当1时，可不考虑连梁的约束作用，各墙肢分别按独立的悬臂墙计算。（3）当110时，按联肢墙计算。（4）当10，且In/I时，按整体小开口墙计算。（5）当10，且In/I时，按壁式框架计算。三、剪力墙的计算方法1.材料力学分析法适用于整截面剪力墙或整体小开口剪力墙。,2.连续化方法,适用于联肢剪力墙（双肢剪力墙或多肢剪力墙）。此方法是将每一楼层的连梁假想为在层高内均布的一系列连续连杆（见图），由连杆的位移协调条件建立墙的内力微分方程，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（见图），用D值法进行求解，也可以用杆件有限元和矩阵位移法借助计算机进行求解。连续连杆法计算简图,4.有限元法和有限条法有限元法是剪力墙应力分析中一种比较精确的方法，有限条法计算结构也是一种简单有效的分析方法，它是将剪力墙结构进行等效连续化处理后，取条带进行计算，也是一种精度较高的计算方法。,壁式框架分析法计算简图,有限元和有限条计算简图,第三节 剪力墙结构的内力和侧移计算,一、整体墙和整体小开口墙的计算（一）整体墙的计算整体墙定义为：（1）墙体不开洞或虽开洞口，但开孔面积与整个墙面面积之比值16%。（2）墙体开孔之间的净距及洞口至墙边的净距大于洞口长边的尺寸。1.内 力（1）墙底部弯矩：,式中 M墙底部弯矩设计值；V0墙底部总剪力设计值；H墙体总高度。（2）墙底部剪力：式中 P墙顶部水平集中力；q墙体水平均布荷载；w墙体水平倒三角形荷载顶部荷载值。2.侧 移应计及剪切变形对位移的影响；在开有洞口时，还应考,虑洞口使位移增大的因素。整截面剪力墙顶点侧移式中 E混凝土弹性模量，当各层E不同时，沿竖向取加权平均值；EIe剪力墙等效刚度（综合考虑弯曲变形和剪切变形的影响），,其中 Aw考虑洞口影响的剪力墙水平截面的折算面积。其中 A0p剪力墙立面洞口总面积；Af剪力墙立面总面积；A剪力墙总水平截面积；Ie等效惯性矩，取有洞口截面与无洞口截面的加权平均值，,其中 Ij各段惯性矩；hj各段高度；H墙体总高度。（二）整体小开口墙和独立墙肢的计算1.整体小开口墙计算方法（1）整体墙小开口墙判别条件：当剪力墙连梁刚度和墙肢宽度基本均匀时，如果满足条件：10，In/I，可按整体小开口墙计算。（2）整体小开口墙的计算公式：墙肢内力具有的特点是：正应力在整个截面上基本上是直线分布的，局部弯矩不超过整体弯矩的15%；大部分楼层上，墙肢弯矩不应有反弯点。,内力：,墙肢水平截面内的正应力可以看成是剪力墙整体弯曲所产生的正应力与各墙肢局部弯曲所产生的正应力之和。各墙肢弯矩各墙肢的轴力，可理解为由于整体弯曲使该墙肢产生压（或拉）力，该正应力的合力就是该墙肢的轴力。局部弯曲时不在各墙肢中产生轴力。各墙肢轴力,由外荷载所产生的总剪力Vpi在各墙肢之间的分配既跟墙肢的截面惯性矩比有关，又跟墙肢的截面面积比有关，可近似地按下式计算，但底层剪力仅按截面面积比分配。各墙肢剪力式中 Mij、Vij、Nij第i层第j墙肢的截面弯矩、剪力、轴力；,整体小开口剪力墙的内力分析,Mpi、Vpi按整体悬臂墙计算所得的外荷载在第i层计算截面所产生的弯矩、剪力；Ij、Aj第j墙肢的截面惯性矩和截面面积；I整个剪力墙截面对组合截面形心的惯性矩；yj第j墙肢截面形心至组合截面形心的距离。第i层剪力墙总弯矩的平衡条件为 小墙肢（墙肢截面长宽比3）弯矩：当剪力墙多数墙肢基本均匀，又符合整体小开口墙的条件，但夹有个别细小墙肢时（见图4.12），作为近似，仍可接上述整体小开口墙计算内力，但小墙肢端部宜附加局部弯矩的修正：,式中 Vij 第i层小墙肢j的墙肢剪力；第i层小墙肢j的洞口高度。修正后的第i层小墙肢j的弯矩 连梁剪力、弯矩：小开口整体墙的连梁剪力实际上就是上、下层墙肢的轴力差值。第i层第j连梁的截面剪力、弯矩分别为,侧移计算：,整体小开口剪力墙在侧向荷载作用下的侧移，同样可用材料力学公式计算，顶点位移的计算可用整体墙位移公式计算。剪力墙等效刚度考虑洞口影响较大时取为式中 I组合截面惯性矩；A各墙肢截面面积之和。2.独立墙肢计算当连梁刚度很小时，它对墙肢的约束弯矩很小，此时可忽略连梁的约束作用，把各个墙肢当作独立墙肢计算。,计算步骤（1）将水平荷载按各个墙肢的刚度比分配给各个墙肢，第j个墙肢的基底剪力,独立墙肢计算简图,式中 V0联肢墙基底剪力。（2）将按原来的荷载分布形式作用在每个独立墙肢上，并按悬臂墙计算各个墙肢的弯矩M、剪力V、轴力N。二、双肢墙和多肢墙的连续化计算方法剪力墙结构开有一列洞口的称为双肢剪力墙（简称双肢墙），开有多列洞口的称为多肢剪力墙（简称多肢墙）。（一）双肢墙的计算1.基本假定及适用范围（1）将墙体中每一层楼层处的连梁简化为在整个楼层高度上的连续杆，即把双肢墙原仅在楼层标高处通过有限个连梁连接在一起的结构（见图4.14）变成了沿整个高度上都是由连续的无限个连杆将两片墙肢连接在一起的结构。,（2）忽略连系梁的轴向变形对墙肢水平位移的影响，即假定两个墙肢在同一标高处的水平位移是相等的。（3）假定两个墙肢在同一标高处的转角与曲率都是相等的，因此，连梁两端转角相等，连梁的反弯点位于连梁的跨中点。,双肢剪力墙计算简图,（4）墙肢惯性矩I1、I2和连梁惯性矩Ib，墙肢截面面积A1、A2和连梁截面面积Ab沿墙高方向均为常数。本方法适用于开洞规划，由下到上墙厚及层高都不变的联肢墙。本方法适用于层数较多的剪力墙计算，结果较好；层数愈少，计算误差愈大。2.连续连杆法的基本原理和基本方程连续连杆法的基本思路：水平荷载作用下双肢墙的微分方程，可以根据力法原理利用连梁反弯点处切开后的变形连续条件得到。将双肢墙在连梁的反弯点处沿高度切开后（见图4.14（c），超静定结构变为静定结构，切开处暴露出多余未知力（连杆剪力）、（连杆轴力），以切开处的相,对位移（墙肢弯曲变形产生的相对位移）、（墙肢轴向变形产生的相对位移）、（连梁弯曲和剪切变形产生的相对位移）的变形连续条件，可建立关于的微分方程，求解微分方程可得到连杆剪应力。将一个楼层高度范围内各点剪应力积分，还原成一根连梁中的剪力。各层连梁中的剪力求出后，所有墙肢和连梁内力都可相继求出。第i层墙肢的轴力第i层墙肢的弯矩,第i层墙肢的剪力，可近似地把总剪力按两端无转动的杆，考虑弯曲和剪切变形后的折算惯性矩比进行分配求得。为墙肢考虑剪切变形后的折算惯性矩（j1，2）。（4）侧移计算及等效抗弯刚度：侧移计算：,双肢剪力墙的侧向位移应由墙肢的弯曲变形和剪切变形侧移叠加。（二）多肢墙计算多肢墙内力计算公式推导的基本思想与双肢墙相同，即采用连续连杆法。多肢墙有多跨连梁，每跨连梁都能建立一个微分方程式，它最终建立的是与洞孔数相同的一个微分方程组。,在工程设计时，多肢墙的内力和位移可采用下列公式计算：1.连梁内力的计算（1）第j列连梁约束弯矩分配系数：,多肢墙计算基本体系,式中，表示第j列连梁跨中剪应力与平均值之比，称为多肢墙连梁剪力分布系数；如图同一层各个连梁剪力大小的分布图形，它与有关。整体性很差的墙，0，连梁剪力呈均匀分布。整体性很好的墙，连梁剪力呈抛物线分布，两端为0，中点处最大。0时，介于两种情况之间。,多肢墙连梁剪力分布示意,第i层总约束弯矩第i层第j列连梁约束弯矩（2）第i层第j列连梁的剪力和梁端弯矩：式中 aj第j列连梁两侧墙截面形心之间的距离；第j列连梁净跨的一半；多肢墙微分方程的解，同双肢墙公式形式；,T多肢墙轴向变形影响系数，见表4.4。2.墙肢内力的计算（1）第i层第j列墙肢的轴力：,（第1列墙肢）,（第2到第j列墙肢）,（第m1列墙肢）,（2）第i层剪力墙墙体肢的总弯矩,和总剪力,：,式中、第i层处由外荷载产生的弯矩和剪力设计值；第i层的总约束弯矩设计值。（3）第i层第j列墙肢的弯矩和剪力设计值：,式中,第j列墙肢截面惯性矩；,第j列墙肢截面考虑剪切变形后的折算惯性矩，按下式计算：4.关于多肢剪力墙墙肢剪切变形和轴向变形的影响（1）关于墙肢剪切变形的影响：GA是墙肢的剪切刚度。一般地，当高宽比H/B4时，剪切变形对双肢墙的影响较小，当忽略剪切变形时，误差不会超过10%；但对多肢墙来说，剪切变形的影响稍大一些，可达20%。因此，在剪力墙结构体系中宜考虑墙肢剪切变形的影响。,（i1，2，m1）,3.多肢墙水平位移计算,（2）关于墙肢轴向变形的影响：比值或T值是反映墙肢轴向变形的整体参数。轴向变形的影响与墙肢肢数、层数有关。层数愈多，墙肢肢数愈少，轴向变形影响愈大。忽略轴向变形对内力和位移的大致误差见表4.5。三、壁式框架在水平荷载作用下的近似计算对于具有多列洞口的剪力墙，当洞口尺寸较大，连梁的刚度已大于或接近洞口两侧墙肢的刚度时，它的受力性能已接近框架，大部分墙肢具有反弯点，这类大开口剪力墙可按壁式框架（判别式为10，In/I）进行计算。1.带刚域框架计算简图和计算方法壁式框架是按一定规则开洞后的剪力墙，洞口侧边的墙肢一般称为壁柱，洞口上的连梁称为壁梁。,壁式框架的梁、柱实际上都是一种在端部带有刚域的杆件。壁式框架的计算轴线取壁梁、壁柱的截面形心线，有时，为了计算方便，也可用楼层层高来代替壁梁上下轴线间的距离。壁式框架刚域长度的取值是个复杂的问题。见教材。2.壁式框架的内力和位移计算可按D值法计算带刚域柱的侧移,四、竖向荷载作用下剪力墙结构内力计算,一般取平面计算简图进行内力分析，不考虑结构单元内各片剪力墙之间的协同工作。每片剪力墙承受的竖向荷载为该片墙受荷范围内的永久荷载和可变荷载。竖向荷载作用下剪力墙内力的计算，不考虑结构的连续性，可近似地认为各片剪力墙只承受轴向力，其墙体平面外的弯矩和剪力等于零。,（1）整截面墙计算截面的轴力为该截面以上全部竖向荷载之和。（2）整体小开口墙，每层传给各墙肢的荷载按图4.25所示范围计算，j墙肢的轴力为该墙肢计算截面以上全部荷载之和。（3）无偏心荷载时，联肢墙内力计算方法与整体小开口墙相同。,（4）壁式框架在竖向荷载作用下，壁梁、壁柱的内力计算和框架在竖向荷载作用下的相似，可采用分层法或力矩分配法。五、内力组合及控制截面高层剪力墙结构的内力组合原则与框架结构相同，荷载效应组合步骤与框架类似，但比框架简单。第四节 剪力墙截面设计及构造要求基本要求：在正常使用荷载及风载、小震作用下，结构应处于弹性工作阶段，裂缝宽度不能过大，这时需满足强度、变形和抗裂性等要求；在中等强度地震作用下（设防烈度），允许进入弹塑性状态，必须保证在非弹性变形的反复作用下，有足够的,承载力、良好的延性和一定的变形能力；在强烈地震作用（罕遇烈度）下，剪力墙不允许倒塌。一、确定剪力墙的厚度剪力墙厚度的大小，一般根据结构的刚度和承载力要求确定。对于有抗震设防要求的剪力墙，其在底部加强区的厚度宜适当增大。剪力墙最小厚度的选用还需要保证墙体本身的稳定和施工方便。在工程设计时，主要是根据经验来确定剪力墙的厚度，也可采用下列公式来估算剪力墙的厚度。1.保证剪力墙稳定的墙体厚度（1）按抗震等级为一、二级设计时：一般剪力墙的厚度：,且 bw160mm,其底部加强部位（指墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值，且不大于15m）的墙体厚度 无端柱或翼墙的一字形剪力墙的截面厚度其底部加强部位厚度式中 bw剪力墙厚度；h楼层层高或剪力墙无支承长度。其它见教材。,且 bw200mm,且 bw180mm,2.剪力墙厚度确定的简易公式,3.剪力墙稳定计算剪力墙墙肢应满足下式的稳定要求：式中 q作用于墙顶的竖向均布荷载设计值；Ec剪力墙混凝土弹性模量；t剪力墙墙肢截面厚度；剪力墙墙肢计算长度，应按下式采用：其中 h墙肢所在楼层的层高；墙肢计算长度系数。,q,二、剪力墙内力设计值的调整,1.剪力墙截面组合弯矩设计值的调整为了提高剪力墙的延性，以增加结构的变形能力，获得经济合理的效果，应设法使塑性铰在墙的底部产生。高规规定，一级抗震等级的剪力墙，应按照设计意图控制塑性铰的出现部位，在其他部位则应保证不出现塑性铰。2.强剪弱弯的剪力设计值调整为了体现强剪弱弯的原则，加强一、二、三级剪力墙墙肢底部加强部位的抗剪能力。,3.双肢剪力墙内力设计值的调整,调整剪力墙长度或连梁尺寸避免出现小偏心受拉的墙肢。当墙肢出现大偏心受拉时，墙肢会出现裂缝，使其刚度降低，剪力将在两墙肢中进行重分配。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。为此，可将另一墙肢按弹性计算的弯矩设计值和剪力设计值乘以增大系数1.25，以提高其抗剪承载力。三、剪力墙截面设计及构造要求（一）墙肢正截面抗弯承载力计算剪力墙经受反复荷载时，其正截面承载力并不比承受单调加载时降低。1.大、小偏心受压的判别,2.墙肢正截面大偏心受压承载力计算,N,通常在计算中允许不考虑墙体端部的翼缘作用。3.墙肢正截面小偏心受压承载力计算剪力墙小偏心受压时破坏形态与一般小偏心受压柱相同。,矩形截面墙肢小偏心受压极限应力分布,小偏心受压构件除了应计算弯矩作用平面内的承载力之外，尚应按轴心受压构件验算墙体平面外的承载力。4.墙肢正截面大偏心受拉承载力计算剪力墙一般不可能也不允许发生小偏心受拉破坏。,大偏心受拉情况下的计算公式与大偏心受压相似，只是轴力的方向与大偏心受压相反。,矩形截面墙肢大偏心受拉极限应力分布,若考虑墙肢内为对称配筋，As，则承载力计算的基本公式为分布钢筋除应满足构造要求外，还必须满足下式，才能保证截面上存在受压区。（二）墙肢斜截面抗剪承载力计算,Asw,在水平荷载和竖向荷载共同作用下的剪力墙，其受剪破坏的主要形态与受弯梁相似，即有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种。斜拉破坏一般通过限制墙肢内水平分布钢筋的最小配筋率来避免，斜压破坏一般通过限制截面剪压比来避免。斜截面抗剪承载力计算则是基于防止剪压破坏的。1.剪力墙墙肢最小截面尺寸为了避免剪力墙产生斜压破坏，要限制剪压比。具体见教材。2.偏心受压剪力墙斜截面抗剪承载力计算见教材。3.偏心受拉剪力墙斜截面抗剪承载力计算,（三）墙肢施工缝的抗滑移计算,按一级抗震等级设计的剪力墙，要防止水平施工缝处发生滑移。考虑了摩擦力的有利影响后，验算水平施工缝处的竖向钢筋是否足以抵抗水平剪力。其受剪承载力应符合下式要求：式中 Vw剪力墙施工缝处考虑地震作用组合的剪力设计值；fy竖向钢筋抗拉强度设计值；N施工缝处不利组合的轴向力设计值，压力取正值，拉力取负值；As施工缝处剪力墙的竖向分布钢筋、竖向插筋和边缘构件（不包括边缘构件以外的两侧翼墙）纵向钢筋的总截面面积。,四、剪力墙墙肢的构造要求,1.剪力墙结构的混凝土强度等级2.轴压比限值剪力墙的边缘构件（暗柱、明柱、翼柱）有横向钢筋的约束，可改善混凝土的受压性能，增大延性。为了保证在地震作用下的钢筋混凝土剪力墙具有足够的延性，高规规定，抗震设计时，一、二级抗震等级剪力墙的底部加强部位，在重力荷载代表值作用下的轴压比不宜超过表4.8的限值。延性不仅与轴压比有关，而且还与截面的形状有关。在相同的轴压力作用下，带翼缘的剪力墙延性较好，一字形截面剪力墙最为不利，上述规定没有区分工字形、T形和一字形截面，因此，设计时对一字形截面剪力墙墙肢应从严掌握其轴压比。,3.约束边缘构件和构造边缘构件,（1）约束边缘构件：约束边缘构件设置在一、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。,（a）暗柱（b）有翼墙,对于十字形剪力墙，可按两片墙分别在端部设置边缘约束构件，交叉部位只要按构造要求配置暗柱。约束边缘构件中的纵向钢筋宜采用HRB335或HRB400钢筋。,（c）有端柱（d）转角墙（L形墙）,剪力墙的约束边缘构件,（2）构造边缘构件：,构造边缘构件设置在一、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。无论那种情况，构造边缘构件的纵向钢筋都应满足受弯承载力要求；构造边缘构件的最小配筋宜符合表4.10的规定。当剪力墙端部为端柱时，端柱中纵向钢筋和箍筋宜按框架柱的构造要求配置。,（a）暗柱（b）翼柱（c）端柱,4.剪力墙内水平和竖向分布钢筋的设置,（1）剪力墙截面分布钢筋的最小配筋率：剪力墙内的水平和竖向分布钢筋分别起到了抗剪和抗弯的作用，它的配筋量应根据受力状况由计算确定。钢筋混凝土剪力墙受到温度的影响较大，高剪力墙的收缩应力对墙身也产生了影响，因此，对所有外露的剪力墙，对剪力墙的底层、顶层及内纵墙端开间等处，均应适当加强水平和竖向分布钢筋的设置。对剪力墙的塑性铰区以及比较重要的部位规定限值，予以加强。为了防止剪力墙在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力，同时，为了防止斜裂缝出现后发生脆性破坏，高规规定的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率见表4.11。,剪力墙截面分布钢筋的配筋率按下式计算式中 Aw间距s范围内配置在同一截面内的水平或竖向分布钢筋各肢总面积。（2）剪力墙分布钢筋配筋方式：为防止混凝土表面出现收缩裂缝，高层剪力墙中水平和竖向分布钢筋，不应采用单排配筋。剪力墙宜采用的分布钢筋方式见表4.12。当剪力墙厚度bw 400mm时，如仅采用双排配筋，形成中间大面积的素混凝土，会使剪力墙截面应力分布不均匀，故宜采用三排或四排配筋，受力钢筋可均匀分布成数排，或靠墙面的配筋略大。5.钢筋的连接和锚固,剪力墙水平和竖向分布钢筋的搭接连接如图。一、二级抗震等级剪力墙的加强部位，接头位置应错开，每次连接的钢筋数量不宜超过总数量的50%，错开的净距不宜小于500mm；其他情况剪力墙的钢筋可在同一部位连接。,第五节 连梁截面设计及构造要求,连梁的特点是跨高比小，在侧向力作用下，连梁比较容易出现剪切斜裂缝。连梁的剪跨比与跨高比成正比，跨高比小于2，就是剪跨比小于1。设计连梁的特殊要求是:在小震和风荷载作用的正常使用状态下，它起着联系墙肢、且加大剪力墙刚度的作用，不能出裂缝；在中震下它应当首先出现弯曲屈服，耗散地震能量；在大震时，可能、也允许它剪切破坏。,连梁变形及交叉斜裂缝,高规规定，剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁，竖向荷载作用下的弯矩所占比例较小，水平荷载作用下产生的反弯使其对剪切变形十分敏感，容易出现剪切裂缝。为此，对剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁，应按本节的方法计算；否则，宜按框架梁进行设计。一、连梁最小截面尺寸限制连梁截面的平均剪应力，以避免连梁中斜裂缝过早出现，体现强剪弱弯，连梁截面尺寸应符合要求。连梁的剪力设计值应符合规定。二、连梁截面承载力计算1.连梁正截面受弯承载力连梁的正截面受弯承载力可按一般受弯构件的要求计算。公式见教材。,2.连梁斜截面受剪承载力计算见教材。三、连梁弯矩设计值的调幅抗震剪力墙中的连梁可以进行塑性调幅，以改善其延性，同时也容易实现强墙弱梁的设计目标。一般是调整弯矩较大的一些连梁，当部分连梁降低弯矩设计值后，其余连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高，以满足平衡条件。连梁调幅后的弯矩设计值不应低于风荷载作用所得的弯矩设计值，或不低于比设防烈度低一度的地震作用时计算所得的弯矩设计值，且不应小于调幅前弯矩的0.8倍（设防,连梁弯矩调幅,烈度67度）或0.55倍（设防烈度89度）。四、连梁的构造要求高规规定连梁的配筋应满足下列要求（见图）。1.纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度连梁顶面、底面纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度，抗震设计时不应小于laE；非抗震设计时不应小于la，且伸入墙内长度不应小于600mm。2.斜向交叉构造钢筋一、二级抗震等级剪力墙，当跨高比不大于2，且墙厚不小于200mm的连梁，除普通箍筋外宜另设斜向交叉构造钢筋；跨高比不大于1的连梁，应采用交叉暗斜撑配筋。,3.连梁全长箍筋的构造要求抗震剪力墙中，沿连梁全长箍筋的构造要求应按框架梁梁端加密区箍筋构造要求采用；4.连梁的腰筋配置5.剪力墙墙面和连梁开洞时的构造要求当开洞较小，在整体计算中不考虑其影响时，除了将切断的分布钢筋集中在洞口边缘补足外，还要有所加强，,以抵抗洞口处的应力集中。,洞口补强配筋示意,第六节 剪力墙结构的布置要求,1.双向布置剪力墙及抗侧刚度剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜分别联结在一起，以形成空间结构；并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。2.竖向刚度宜均匀高规要求剪力墙自上到下连续布置。3.墙肢高宽比细高的剪力墙容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙，而低矮墙（H/B1.5）属剪切脆性破坏，抗震性能差，为此宜将剪力墙设计成高宽比H/B较大的墙（见图）。高规规定，当剪力墙较长时，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（如楼板或跨高比大于6的连梁），每个独立墙段的总,高度与其截面高度之比不应小于2，且墙肢截面高度不宜大于8m。,较长剪力墙划分示意图,4.剪力墙洞口的布置,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。,（a）一般错洞墙（b）底部局部错洞墙,（c）叠合错洞墙构造之一（d）叠合错洞墙构造之二,高规规定，具有不规则洞口布置的错洞墙，可按弹性平面有限元方法进行应力分析。5.剪力墙加强部位剪力墙加强部位为剪力墙结构中可能出现塑性铰的部位。6.短肢剪力墙设计要求短肢剪力墙是指墙肢与厚度之比为58的剪力墙。（1）应用范围 规定高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构最大适用高度应比高规剪力墙结构的规定值适当降低，规定B级高度和9度抗震设计的A级高度高层建筑，即使设置筒体，也不应采用有较多短肢剪力墙的结构。,（2）加强措施：,见教材。7.梁的布置与剪力墙平面外弯矩的关系当剪力墙与平面外方向的梁连接时，会造成墙肢平面外弯矩。（1）引起剪力墙平面外弯矩的原因 主要是指楼面大梁与剪力墙墙肢平面垂直相交或斜向相交时，较大的梁端部弯矩对墙平面外的不利影响。（2）加强剪力墙平面外刚度和承载力的措施：,沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，以抵抗该墙肢平面外弯矩。当沿梁方向没有与梁相连的剪力墙，且墙厚小于或等于300mm时，宜设扶壁柱；墙厚大于300mm时，宜在墙内设置暗柱，在墙的上下分别设置暗梁。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。当与剪力墙相连的楼面梁为钢梁时，剪力墙内宜设置型钢，钢梁应与型钢连接。还可采取减小梁端弯矩的措施。对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接，减小墙肢平面外的弯矩。铰接端或半刚接端可通过弯矩调幅或梁变截面来实现，此时应相应加大梁跨中弯矩。,