剪力墙知识.docx

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剪力墙知识

剪力墙是钢筋混凝土墙，优点就是抗震抗位移，因为抗剪所以才叫剪力墙吧，

现在的小高层基本都是剪力墙结构、框支剪力墙结构，框剪结构的。

说得不对请楼下的补充

（一）剪力墙的概念和结构效能　

　　1．建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。

剪力墙即由此而得名（抗震规范定名为抗震墙）。

　　2．剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。

　　3，剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造较高的建筑物。

　　4．剪力墙的间距有一定限制，故不可能开间太大。

对需要大空间时就不太适用。

灵活性就差。

一般适用住宅、公寓和旅馆。

　　5．剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。

（二）剪力墙结构体系的类型及适用范围

　1．框架-剪力墙结构。

是由框架与剪力墙组合而成的结构体系，适用于需要有局部大空间的建筑，这时在局部大空间部分采用框架结构，同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力，从而满足高层建筑的要求。

　　2．普通剪力墙结构。

全部由剪力墙组成的结构体系。

　　3．框支剪力墙结构。

当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。

（三）普通剪力墙结构的结构布置

    1．平面布置 

　　剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受，所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。

　　1）矩形、L形、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置； 

　　2）三角形及Y形平面可沿三个方向布置； 

　　3）正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。

　　单片剪力墙的长度不宜过大：

　　1）长度很大的剪力墙，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大不经济； 

　　2）剪力墙以处于受弯工作状态时，才能有足够的延性，故剪力墙应当是高细的，如果剪力墙太长时，将形成低宽剪力墙，就会由受剪破坏，剪力墙呈脆性，不利于抗震。

故同一轴线上的连续剪力墙过长时，应用楼板或小连梁分成若干个墙段，每个墙段的高宽比应不小于2。

每个墙段可以是单片墙，小开口墙或联肢墙。

每个墙肢的宽度不宜大于8．0m，以保证墙肢是由受弯承载力控制，和充分发挥竖向分布筋的作用。

内力计算时，墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用，每个墙段作为一片独立剪力墙计算。

[编辑本段]剪力墙结构特点

　　短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。

　　这种结构型式的特点是：

　　①结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾； 

　　②墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置； 

　　③能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单； 

　　④连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽； 

　　⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。

　　对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，前者如建研院的TBSA、TAT，广东省建筑设计院的广厦CAD的SS模块，后者如建研院的TBSSAP、SATWE，清华大学的TUS，广东省建院的SSW等。

其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。

虽然三维杆系-簿壁柱空间分析程序使用较早、应用较广，但对墙肢较长的短肢剪力墙，应该用空间杆-墙组元程序进行校核。

　　在进行以上分析后，按《高层建筑结构设计与施工规范》进行截面与构造设计，相对于异形柱结构，短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟，但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。

（1）由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防； 

（2）短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率； 

　　（3）高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能。

短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢； 

　　（4）各墙肢分布要尽量均匀，使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近，必要时用长肢墙来调整刚度中心； 

　　（5）高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。

剪力墙   shear wall   

剪力墙结构

剪力墙是由钢筋混凝土浇成的墙体。

由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构，称为剪力墙结构。

剪力墙的抗侧移刚度很大（沿墙体平面）。

它主要用来抵抗水平作用和承担竖向作用；墙体同时也作为维护及房屋分隔构件。

剪力墙结构可建得很高，主要用于12-30层的住宅和旅馆建筑中。

它的缺点是空间划分不灵活。

剪力墙的计算

剪力墙

考虑地震作用组合的剪力墙，其正截面抗震承载力应按本规范第 7 章和第 10.5.3 条的规定计算，但在其正截面承载力计算公式右边，应除以相应的承载力抗震调整系数 γRE。

剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值：

对一级抗震等级剪力墙的底部加强部位及以上一层，应按墙肢底部截面考虑地震作用组合弯矩设计值采用，其他部位可采用考虑地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数 

 考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值 Vw 应按下列规定计算：

  1 底部加强部位

    1）9 度设防烈度

    （11.7.3-1）

且不应小于按公式（11.7.3-2）求得的剪力设计 Vw

    2）其他情况

  一级抗震等级

Vw＝1.6V     （11.7.3-2）

  二级抗震等级

Vw＝1.4V     （11.7.3-3）

  三级抗震等级

Vw＝1.2V     （11.7.3-4）

  四级抗震等级取地震作用组合下的剪力设计值

  2 其他部位

 Vw＝V      （11.7.3-5）

    式中 Mwua———剪力墙底部截面按实配钢筋截面面积、材料强度标准值且考虑承载力抗震调整系数计算的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值；有翼墙时应计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋；

        M———考虑地震作用组合的剪力墙底部截面的弯矩设计值；

        V———考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计值。

  公式（11.7.3-1）中，Mwua 值可按本规范第 7.3.6 条的规定，采用本规范第 11.4.4 条有关计算框架柱端 Mcua 值的相同方法确定，但其 γRE 值应取剪力墙的正截面承载力抗震调整系数。

11.7.4 考虑地震作用组合的剪力墙的受剪截面应符合下列条件：

  当剪跨比 λ＞2.5 时

    （11.7.4-1）

  当剪跨比 λ≤2.5 时

    （11.7.4-2）

11.7.5 考虑地震作组合的剪力墙在偏心受压时的斜截面抗震受剪承载力，应符合下列规定：

    （11.7.5）

式中 N———考虑地震作用组合的剪力墙轴向压力设计值中的较小值；当 N＞0.2fcbh 时，取 N＝0.2fcbh；

   λ———计算截面处的剪跨比 λ＝M/（Vh0）；当 λ＜1.5 时，取 λ＝1.5；当 λ＞2.2 时，取 λ＝2.2；此处，M 为与剪力设计值 V 对应的弯矩设计值；当计算截面与墙底之间的距离小于 h0/2 时，λ 应按距墙底 h0/2 处的弯矩设计值与剪力设计值计算。

11.7.6 剪力墙在偏心受拉时的斜截面抗震受剪承载力，应符合下列规定：

    （11.7.6）

  当公式（11.7.6）右边方括号内的计算值小于 时，取等于 。

式中 N———考虑地震作用组合的剪力墙轴向拉力设计值中的较大值。

11.7.7 一级抗震等级的剪力墙，其水平施工缝处的受剪承载力应符合下列规定：

  当施工缝承受轴向压力时

    （11.7.7-1）

  当施工缝承受轴向拉力时

    （11.7.7-2）

式中 N———考虑地震作用组合的水平施工缝处的轴向力设计值；

   As———剪力墙水平施工缝处全部竖向钢筋截面面积，包括竖向分布钢筋、附加竖向插筋以及边缘构件（不包括两侧翼墙）纵向钢筋的总截面面积。

11.7.8 力墙洞口连梁的承载力应符合下列规定：

  1 连梁的正截面抗震受弯承载力应按本规范第 7.2 节的规定计算，但在公式的右边应除以相应的承载力抗震调整系数 γRE；

  2 跨高比 l0/h＞2.5 的连梁

    1）连梁的受剪截面应符合下列条件：

    （11.7.8-1）

    2）剪力墙连梁的斜截面抗震受剪承载力应符合下列规定：

        （11.7.8-2）

式中 Vwb———连梁的剪力设计值，按本规范第 11.3.2 条对框架梁的规定计算。

    注：

对跨高比 l0/h≤2.5 的连梁，其抗震受剪截面控制条件、斜截面抗震受剪承载力计算应按专门标准确定；

  3 对一、二级抗震等级各类结构中的剪力墙连梁，当跨高比 l0/h≤2.0，且连梁截面宽度不小于 200mm 时，除普通箍筋外，宜另设斜向交叉构造钢筋；

  4 对一、二级抗震等级筒体结构内筒及核心筒连梁，当其跨高比大于 2 且截面宽度不小于 400mm 时，宜采用斜向交叉暗柱配筋，全部剪力均由暗柱纵向钢筋承担，并应按框架梁构造要求设置箍筋。

11.7.9 力墙的厚度应符合下列规定：

  1 剪力墙结构

  一、二级抗震等级的剪力墙厚度，不应小于 160mm，且不应小于层高的 1/20；底部加强部位的墙厚，不宜小于 200mm，且不宜小于层高的 1/16；当墙端无端柱或翼墙时，墙厚不宜小于层高的 1/12。

对三、四级抗震等级，不应小于 140mm，且不应小于层高的 1/25。

  2 框架-剪力墙结构及筒体结构

  剪力墙的厚度不应小于 160mm，且不应小于层高的 1/20，其底部加强部位的墙厚，不应小于 200mm，且不应小于层高的 1/16。

筒体底部加强部位及其以上一层不应改变墙体厚度。

11.7.10 剪力墙厚度大于 140mm时，其竖向和水平分布钢筋应采用双排钢筋；双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于 600mm，且直径不应小于 6mm。

在底部加强部位，边缘构件以外的墙体中，拉筋间距应适当加密。

11.7.11 剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配置，应符合下列规定：

  1 一、二、三级抗震等级的剪力墙的水平和竖向分布钢筋配筋率均不应小于 0.25％；四级抗震等级剪力墙不应小于 0.2％，分布钢筋间距不应大于 300mm；其直径不应小于 8mm；

  2 部分框支剪力墙结构的剪力墙底部加强部位，水平和竖向分布钢筋配筋率不应小于 0.3％，钢筋间距不应大于 200mm。

11.7.12 剪力墙水平和竖向分布钢筋的直径不宜大于墙厚的 1/10。

11.7.13 一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位在重力荷载代表值作用下，墙肢的轴压比 N/（fcA）不宜超过表 11.7.13 的限值。

表 11.7.13   墙肢轴压比限值

抗震等级（设防烈度）

一级（9 度）

一级（8 度）

二级

轴压比限制

0.4

0.5

0.6

    注：

剪力墙墙肢轴压比 N/（fcA）中的 A 为墙肢截面面积。

11.7.14 剪力墙两端及洞口两侧应设置边缘构件，并应符合下列要求：

  1 一、二级抗震等级的剪力墙结构和框架-剪力墙结构中的剪力墙，在重力荷载代表值作用下，当墙肢底截面轴压比大于表 11.7.14 规定时，其底部加强部位及其以上一层墙肢应按本规范 11.7.15 条的规定设置约束边缘构件；当小于表 11.7.14 规定时，宜按本规范第 11.7.16 条的规定设置构造边缘构件。

  2 部分框支剪力墙结构中，一、二级抗震等级落地剪力墙的底部加强部位及以上一层剪力墙的两端应按本规范第 11.7.15 条的规定设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端性，且洞口两侧应设置约束边缘构件；不落地的剪力墙，应在底部加强部位及以上一层剪力墙的墙肢两端设置约束边缘构件；

  3 一、二级抗震等级的剪力墙结构和框架-剪力墙结构中的一般部位剪力墙以及三、四级抗震等级剪力墙结构和框架-剪力墙结构中的剪力墙，应按本规范 11.7.16 条设置构造边缘构件；

  4 框架-核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒，除应符合本条第 1 款和第 3 款的要求外，一、二级抗震等级筒体角部的边缘构件应按下列要求加强：

底部加强部位，约束边缘构件沿墙肢的长度应取墙肢截面高度的 1/4，且约束边缘构件范围内应全部采用箍筋；底部加强部位以上的全高范围内宜按本规范图 11.7.15 的转角墙设置约束边缘构件，约束边缘构件沿墙肢的长度仍取墙截面高度的 1/4。

11.7.15 剪力墙端部设置的约束边缘构件（暗柱、端柱、翼墙和转角墙）应符合下列要求（图11.7.15）；

图 11.7.15 剪力墙的约束边缘构件

注：

图中尺寸单位为 mm。

（a）暗柱；（b）端柱；（c）翼墙；（d）转角墙

1—配箍特征值为 λv 的区域；2—配箍特征值为 λv/2 的区域

  1 约束边缘构件沿墙肢的长度 lc 及配箍特征值 λv 宜满足表 11.7.15 的要求，箍筋的配置范围及相应的配箍特征值 λv 和 λv/2 的区域如图 11.7.15 所示，其体积配筋率 ρv 应按下式计算：

ρv＝λvfc/fyv    （11.7.15）

式中 λv———配筋特征值，对图 11.7.15 中 λv/2 的区域，可计入拉筋。

  2 一、二级抗震等级剪力墙约束边缘构件的纵向钢筋的截面面积，对暗柱、端柱、翼墙和转角墙分别不应小于图 11.7.15 中阴影部分面积的 1.2％、1.0％；

表 11.7.15   构造边缘构件的构造配筋要求

抗震等级（设防烈度）

一级（9度）

一级（8度）

二级

λv

0.2

0.2

0.2

lc（mm）

暗柱

 0.25hw、1.5bw、450 中的最大值

 0.2hw、1.5bw、450 中的最大值

 0.2hw、1.5bw、450 中的最大值

端柱、翼墙或转角墙

 0.2hw、1.5bw、450 中的最大值

 0.15hw、1.5bw、450 中的最大值

 0.15hw、1.5bw、450 中的最大值

    注：

1 翼墙长度小于其厚度 3 倍时，视为无翼墙剪力墙；端柱截面边长小于墙厚 2 倍时，视为无端柱剪力墙；

      2 约束边缘构件沿墙肢长度 lc 除满足表 11.7.15 的要求外，当有端柱、翼墙或转角墙时，尚不应小于翼墙厚度或端柱沿墙肢方向截面高度加 300mm；

      3 约束边缘构件的箍筋或拉筋沿竖向的间距，对一级抗震等级不宜大于 100mm，对二级抗震等级不宜大于 150mm；

      4 hw 为剪力墙肢的长度。

11.7.16 剪力墙端部设置的构造边缘构件（暗柱、端柱、翼墙和转角墙）的范围，应按图 11.7.16 采用，构造边缘构件的纵向钢筋除应满足计算要求外，尚应符合表 11.7.16 的要求。

表 11.7.16   构造边缘构件的构造配筋要求

抗震等级

底部加强部位

其他部位

纵向钢筋最小配筋量

箍筋、拉筋

纵向钢筋最小配筋量

箍筋、拉筋

最小直径（mm）

沿竖向最大间距（mm）

最小直径（mm）

沿竖向最大间距（mm）

一

0.01Ac 和 6 根直径为 16mm 的钢筋中的较大值

8

100

0.008Ac 和 6 根直径为 14mm 的钢筋中的较大值

8

150

二

0.008Ac 和 6 根直径为 14mm 的钢筋中的较大值

8

150

0.006Ac 和 6 根直径为 12mm 的钢筋中的较大值

8

200

三

0.005Ac 和 4 根直径为 12mm 的钢筋中的较大值

6

150

0.004Ac 和 4 根直径为 12mm 的钢筋中的较大值

6

200

四

0.005Ac 和 4 根直径为 12mm 的钢筋中的较大值

6

200

0.004Ac 和 4 根直径为 12mm 的钢筋中的较大值

6

250

    注：

1 Ac 为图 11.7.16 中所示的阴影面积；

      2 对其他部位，拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的 2 倍，转角处宜设置箍筋；

      3 当端柱承受集中荷载时，应满足框架柱配筋要求。

11.7.17 框架-剪力墙结构中的剪力墙应符合下列构造要求：

  1 剪力墙周边应设置端柱和梁作为边框，端柱截面尺寸宜与同层框架柱相同，且应满足框架柱的要求；当墙周边仅有柱而无梁时，应设置暗梁，其高度可取 2 倍墙厚；

  2 剪力墙开洞时，应在洞口两侧配置边缘构件，且洞口上、下边缘宜配置构造纵向钢筋。

补充：

7度和8度抗震设计时，剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m和60m；框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m和60m。

抗震设计时，B级高度高层建筑不宜采用连体结构；底部带转换层的筒中筒结构B级高度高层建筑，当外筒框支层以上采用由剪力墙构成的壁式框架时，其最大适用高度应比本规程表4.2.2-2规定的数值适当降低。