剪力墙截面设计讲解.docx

1、剪力墙截面设计讲解1、剪力墙配筋设计剪力墙主要传递以下结构内力：水平荷载产生的剪力以及剪力引起的平面内弯矩、竖向荷载引起的压力，这些内力可以通过结构计算求得。非结构内力主要包括温度应力和平面外弯矩，这部分内力很难定量计算，结构设计中一般用构造措施来解决。水平剪力由水平分布筋承担，平面内弯矩由竖向分布筋及墙端纵筋承担，竖向压力由墙身砼承担。与框架柱纵筋可以承担压力不同，剪力墙竖向分布筋较细，受压时容易压屈，因此不承担竖向压力，也不承担弯矩中的压力，但可以承担弯矩中的拉力。为便于理解剪力墙中各种钢筋的作用，图九给出剪力墙的钢筋布置方式及承担的内力，作为对比，图中还提供了砼悬臂梁的内力图。从图九中可

2、以发现，砼构件中的箍筋通常扮演两种角色：抗剪和约束。梁中箍筋用于抗剪，柱箍筋用于抗剪和约束，剪力墙中箍筋用于约束，抗剪则由水平筋代替。图九剪力墙钢筋布置及承担的内力剪力墙计算配筋包括墙身的分布筋和墙身端部的纵筋，下面介绍如何根据SATWE计算结果对剪力墙进行配筋设计。（1）剪力墙分布筋。剪力墙分布筋计算主要包括两个方面：一是根据平面内弯矩确定竖向分布筋，二是根据水平剪力确定水平分布筋。为了简化计算，实际设计中通常按照一定的配筋率确定墙身竖向分布筋，SATWE计算平面内弯矩时，会先扣除这部分竖向筋承担的弯矩，再计算出墙身端部纵筋，因此在SATWE计算前首先要指定竖向分布筋配筋率。剪力墙分布筋中真

3、正需要计算确定的只有水平分布筋。计算梁箍筋时，通常是先指定箍筋间距，再根据剪力计算出箍筋面积，最后根据箍筋面积确定箍筋直径。计算剪力墙水平分布筋时，也是先指水平分布筋间距，再根据剪力计算出分布筋直径。SATWE数据前处理中可指定水平分布筋间距及竖向分布筋配筋率，如图十。图十SATWE配筋参数墙身分布筋配筋率计算公式为 =Asv/b*s其中Asv为墙身分布筋的面积总和，如分两排布置，则为两排之和，b为墙厚，s为分布筋间距。比如墙厚250，竖向分布筋配两排，每排d10200，则箍筋总面积Asv=78.5x2=150，b=250，s=200，故=150/250x200=0.003=0.3%。图十一S

4、ATWE配筋简图SATWE根据某段剪力墙分配到的剪力计算出需要配置的水平分布筋面积，并将结果标注在该段墙体的正中下方，单位为 cm2，如图十一中X方向剪力墙标注的数字“H 1.6”表示该段剪力墙需要配置的水平分布筋面积为 1.6 cm2，即 160mm2。如果分两排布置，那么每排钢筋面积为 160/2=80 mm2。已知d10的钢筋面积为 78.5mm2，d8和 d12的钢筋面积分别为 50 mm2和113 mm2，二者的平均值为 (50+113)/2=81.5 mm2，因此水平分布筋可采用d8和 d12间隔布置。若按图六，SATWE指定的剪力墙水平分布筋间距为200，那么水平分布筋可配 d1

5、2/8200，满足计算要求，也可配d10200，略小于计算结果。构造上，剪力墙分布筋直径不应小于 d8，间距不宜大于300，且应符合以下规定：对剪力墙结构：竖向分布筋直径尚不宜小于d10，且一、二、三级剪力墙分布筋配筋率不应小于0.25%，四级剪力墙分布筋配筋率不小于0.20%或0.15%（高度小于24m且剪压比很小的四级剪力墙）。对框剪结构：分布筋直径均不宜小于 d10，分布筋配筋率均不应小于0.25%。框支结构：落地剪力墙底部加强部位，分布筋配筋率不应小于0.3%。规定最小竖向分布筋配筋率是为了防止墙体在受弯裂缝出现后立即达到极限抗弯承载力，规定最小水平分布筋配筋率是为了墙体出现斜裂缝后发

6、生脆性的剪拉破坏。（二）剪力墙边缘构件纵筋。水平力作用下，剪力墙如同一根嵌固于基础上的悬臂梁受力。剪力墙受到的弯矩主要由端部纵筋承担，一小部分由竖向分布筋承担。SATWE根据某段剪力墙受到的平面内弯矩及已配置的竖向分布筋计算出墙端需要配置的纵筋量，并将结果标注在该段墙体的正中上方，单位为 cm2，如图十一中X方向剪力墙标注的数字“12”表示该段剪力墙的两端（即边缘构件）均需要配置纵筋面积为 12 cm2，即 1200mm2。对边缘构件进行配筋设计，要掌握以下几个方面内容。1. 剪力墙墙段的定义。SATWE根据洞口对剪力墙进行分段计算，两个洞口之间或洞口至剪力墙端部为一段剪力墙。图十一中共有 6

7、段剪力墙，其中X方向有 4段，边缘构件计算配筋分别为37 cm2 、27 cm2、12 cm2和15 cm2，Y方向有 2段，边缘构件计算配筋分别为59 cm2和31 cm2。2. 边缘构件范围的定义。边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件，其范围的定义详抗规6.4.5条或高规7.2.16、7.2.17条及砼规范11.7.15、11.7.16条，或详图十二、图十三。根据规范对边缘构件范围的定义，对较短的剪力墙，如图十一中X方向配筋为 15 cm2的墙体，实际已成为Y方向剪力墙边缘构件的一部分。图十二构造边缘构件（图中阴影区域） 注：图中转角墙尺寸200为新抗规要求，08规范为300。对翼墙柱，

8、08规范尚要求出翼墙300。图十三约束边缘构件（墙休水平分布筋未画出）注：按高规7.1.2条的注解，一般剪力墙是指长宽比大于8的剪力墙，因此图中剪力墙增加了墙长大于墙厚8倍的规定。对d）转角墙，如不限定hf8bf，则形成（单侧）翼墙。图十三中约束边缘构件的长度Lc按表八确定，新的抗规Lc与剪力墙轴压比有关。表八约束边缘构件的最小长度Lc一级（9度）一级（7、8度）二、三级0.20.20.30.30.40.4Lc（暗柱）0.20hw0.25hw0.15hw0.20hw0.15hw0.20hwLc（其他）0.15hw0.20hw0.10hw0.15hw0.10hw0.15hw说明：（1）表中“其他

9、”是指暗柱以外的边缘构件，包括转角墙柱、翼墙柱、端柱。砼规范列入转角柱，抗规及高规未列入。从翼墙对剪力墙约束的角度来理解，转角墙显然可以起到类似的作用。翼墙对剪力墙的作用，类似楼板对梁的作用。（2）是剪力墙轴压比。（3）Lc应不小于墙厚及400。对翼墙柱、端柱，尚且分别不应小于翼墙厚度加300、端柱边长加300，详图十三中青色数字部分。（4）图九b）中翼墙柱，当翼墙长度hf3bf时，按暗柱一栏查表。图九c）中端柱，当任一边长bc或hc 0.20.30.30.40.4v0.120.20.120.20.120.2边缘构件体积配箍率v=v*fc /fyv，采用三级钢时，不同等级砼的约束边缘构件体积配

10、箍率v列于下表十二。表十二约束边缘构件最小体积配箍率v砼等级C25C30C35C40v0.120.200.120.200.120.200.120.20v0.400.670.470.800.550.940.631.07例题：求图十八边缘构件的体积配箍率，纵筋保护层厚度为25，箍筋配 d8150。图十八边缘构件配筋按砼规范式7.8.32：Acor（500-2x25）x（200-2x25）+（200-2x25）x300112500L（500-2x25）x4+（200-2x25）x6=2700Asv*L50x2700=135000v=Asv*L/Acor*s=135000/112500x150=0.8

11、%若按08规范扣除重叠部分箍筋体积，则v50x（2700-2x150）/112500x150=0.71%注意计算边缘构件的箍筋时，并没有涉及到剪力墙受到的剪力，原因是边缘构件的箍筋只是起约束墙身端部砼的作用，剪力墙受到的剪力由其水平分布筋承担。水平分布筋和箍筋二者在墙体发挥的作用不同，边缘构件的箍筋直径可以小于水平分布筋。 为便于设计，表十三给出了常用边缘构件在不同配筋情况下配筋率的范围。该表可以和表十及表十二结合使用，初步确定边缘构件的钢筋规格。表十三常用边缘构件配筋率纵筋配筋率（%）箍筋配箍率（%）1225012200142006150610081508100160厚0.651.10.81

12、.10.440.520.660.780.780.921.171.38180厚0.61.00.71.00.40.50.60.750.710.881.061.33200厚0.50.90.60.91.01.80.620.80.931.2纵筋配筋率箍筋配箍率1215012200142001415081001015010100220厚0.71.00.550.80.741.080.951.350.851.030.891.081.341.62250厚0.60.90.50.70.680.950.811.220.780.960.821.01.231.50300厚0.450.750.40.60.540.810.611.010.690.840.720.881.081.32注：（1）该表为大同凯德世家B、C组团4楼的统计结果，可供类似工程参考。（2）纵筋配筋率离散度较大，原因是较近的边缘构件合并后，配筋率显著变小。（3）箍筋配箍率为按纵筋间距200的统计结果，且扣除箍筋重叠部分。考虑箍筋重叠部分对较小的边缘构件影响很小，对较大的边缘构件影响较大，约增大1030%。