§3-4剪力墙结构设计本章主要内容：①剪力墙类别的划分；②各类剪力墙受力特点；③剪力墙的截面设计4.1概述1结构布置（1）剪力墙承受竖向荷载和水平荷载，所以剪力墙应沿主要轴线布置；抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。（2）布置①平面：矩形、T形、L形时，墙沿纵横两个方向布置;△形、Y形时，墙沿三个方向布置；多边形、圆形、弧形时，墙可沿环向和径向布置。剪力墙应尽量布置得比较规则，拉通、对直。②墙宜自上而下连续布置，门窗洞口应对齐；③抗震区，剪力墙宜设计成H/B较大的高墙或中高墙（H/B≥2），矮墙延性不好，易发生剪切破坏，当墙的长度太长时，宜将墙分段，每片各段墙的高度与墙段长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m，以提高弯曲变形能力；④剪力墙端部宜设有翼缘，以增加剪力墙的出平面刚度；⑤当墙上搭有梁时，为控制剪力墙平面外弯矩，可采取下图几项
措施
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加墙加扶壁柱加暗柱加型钢（3）两种常用的布置方式：横向布置剪力墙适用于板式楼，以加强横向刚度。剪力墙间距常为6～8m，跨度中间采用轻质隔断。非地震区可采用鱼骨式，地震区避免采用。剪力墙结构平面轻质隔断纵横向布置剪力墙适用于平面两个方向的尺寸较接近的塔式楼。布置剪力墙时要注意均匀，剪力墙宜对齐拉通，质量中心和刚度中心宜尽可能接近，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，避免出现小墙肢。纵向剪力墙一般设二道、三道或四道。2、剪力墙的类别一般按照剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式，将剪力墙分为以下几种类型：★①整体墙没有门窗洞口或只有少量很小的洞口，洞口的面积不超过墙体面积的16％，且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞口长边尺寸时，可以忽略洞口对墙体的影响，这种剪力墙即为整体剪力墙，简称整体墙。★②整体小开口墙门窗洞口尺寸比整体墙要大一些，超过墙体面积的16％时，墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15％时，其截面变形仍接近整体墙，这种剪力墙称为整体小开口墙。★③联肢墙剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢，故称联肢墙。★④壁式框架 当剪力墙的洞口尺寸较大，墙肢宽度较小，连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度，剪力墙的受力特性已接近框架，这种剪力墙称为壁式框架。整体墙（面积<16％）整体小开口墙（面积>16％）（局部弯矩<15％）双肢墙多肢墙壁式框架3、各类剪力墙的结构特点（1）整体墙的结构特点 整体墙不开洞或开洞很小，在水平荷载作用下，根据其变形特征，可视为一整截面悬臂构件，可用
材料
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力学中悬臂梁的内力和变形的有关公式进行计算。 整体墙横截面上的正应力分布（2）整体小开口墙结构特点内力有：弯矩、剪力、和轴力在整个剪力墙的横截面产生的正应力为直线分布，其中各墙肢的正应力的合力将形成该墙肢的轴力（在不同处可能有压力或拉力）。（3）联肢剪力墙的结构特点内力有：弯矩、剪力、和轴力在整个剪力墙的横截面产生的正应力不再是直线分布。双肢墙是联肢墙中最简单的一类，一列规则的洞口将剪力墙分为两个墙肢。两个墙肢通过一系列洞口之间的连梁相连，连梁相当于一系列连杆。剪力墙上开有一系列洞口，且洞口尺寸相对较大，剪力墙截面的整体性已被破坏，横截面上的变形不再符合平截面的假定，横截面上的正应力分布不再是直线分布。联肢墙横截面上的正应力分布（4）壁式框架的结构特点壁式框架和一般框架结构的不同：墙肢宽度和连梁的高度又较大，它们相交的部分不能再看作一个节点，而形成一个有较大尺寸的节点区，梁柱在进入节点区后，形成弯曲刚度无限大的刚域。 5剪力墙结构的分类（1）按整体参数来划分当时，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，剪力墙按独立墙肢进行计算；当时，连梁对墙肢的约束作用很强，按整体小开口墙进行计算；当时，可按联肢墙进行计算。★这不是唯一标准。连梁的刚度系数墙肢惯性矩之和（2）按剪力墙墙肢惯性矩比值来划分墙肢是否出现反弯点，与墙肢惯性矩比值、剪力墙的整体参数及结构的层数等诸多因素有关。理论分析与试验研究的结果证明，当值相同时，随着的增大，出现反弯点的层数就增多，反之就减小。—剪力墙对组合截面形心轴的惯性矩—第i个墙肢对自身形心轴的惯性矩（3）剪力墙类型的判别
方法
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墙肢惯性矩比值（1）当时，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，剪力墙按独立墙肢进行计算；（2）当，且时，可按联肢墙进行计算；（3）当，且时，可按整体小开口墙进行计算。（4）当，且时，按壁式框架计算；（5）当无洞口或有洞口而洞口面积小于墙体总面积的16％时，按整体墙计算。6剪力墙的截面设计（1）墙肢正截面抗弯承载力 剪力墙承受轴力、弯矩、剪力的共同作用，它应当符合钢筋混凝土偏心受压或偏心受拉构件的基本规律。但是与柱子相比，剪力墙的截面薄而长，沿截面长方向要布置许多分布钢筋，同时，截面抗剪问题也较为突出。这使得剪力墙和柱子截面的配筋计算与构造都有所不同。 剪力墙配筋一般为：端部纵筋、竖向分布筋和水平钢筋。竖向钢筋抗弯，水平钢筋抗剪，需要进行正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力的计算。必要时，还要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。楼层间剪力墙有时还应作平面外承载力的验算。剪力墙的配筋形式剪力墙配筋：端部纵筋As、竖向分布筋Asw和水平钢筋Asv。剪力墙中的竖向、水平钢筋对斜裂缝的开展都有约束作用。但是在设计中，常将二者的功能分开：竖向分布筋抵抗弯矩，水平分布筋抵抗剪力。抗震设计时，为实现剪力墙的强剪弱弯，一、二、三级抗震和9度抗震设计时，剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值需要按规范要求进行调整。（2）剪力墙斜截面抗剪承载力（1）剪力墙的轴压比（）限值由于轴压比越大，受压区高度就越大，延性就会降低。为保证在地震作用下剪力墙具有良好的延性，就需要限制剪力墙轴压比的大小。抗震设计时，一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位。7剪力墙轴压比限值及边缘构件配筋要求（2）边缘构件（暗柱、端柱、翼墙）的设计边缘构件分为两类：约束边缘构件和构造边缘构件。约束边缘构件的截面尺寸和配筋要求比构造边缘构件都要高。设置范围：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应设置约束边缘构件；一、二级抗震设计的剪力墙其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部应设置构造边缘构件。8、墙肢截面设计的构造要求（1）短肢剪力墙：一般短肢剪力墙的墙肢截面高度与厚度之比为5～8。在地震区应限制其应用范围（2）剪力墙的混凝土强度等级剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C20，带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C25。（3）剪力墙的截面尺寸为保证剪力墙平面外的刚度和稳定性能，剪力墙的截面厚度应满足一定要求。另外，当剪力墙的截面尺寸过小而使截面剪应力过高时，即使配置了很多抗剪钢筋，也会在早期出现斜裂缝，而且很可能在钢筋还没来得及发挥作用时，砼就已发生剪切破坏。因此规定剪力墙截面尺寸的最小值以限制剪力墙截面上的名义剪应力。无地震组合时：有地震组合时，且剪跨比大于2.5时：剪跨比不大于2.5时：一般剪力墙厚度≥160mm,常用厚度180-300mm（4）剪力墙的分布钢筋的构造要求高层建筑的剪力墙中竖向和水平分布钢筋不应采用单排钢筋。当剪力墙的厚度＜400mm时，可采用双排配筋；400-700mm之间，三排；≥700mm，四排。
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