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剪力墙结构之:剪力墙构件设计

发布于:2024-02-07 22:36:07 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

剪力墙结构在建筑工程应用广泛,笔者将其进行归纳整理,兹就剪力墙构件设计汇总如下:


、 剪力墙的类别
剪力墙分为一般剪力墙和短肢剪力墙,其中 短肢剪力墙是指 截面厚度不大于300mm、各肢 截面高度与厚度之比 的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
对于墙段长度大于 8m的墙体,因不在符合平截面假定,计算误差大,故应设置结构洞口将其划分为长度较均匀的若干墙段。

、 剪力墙底部加强区高度
为保证剪力墙底部出现塑性铰后具有足够大的延性,对底部塑性铰范围及其上部的一定范围作为底部加强区,提高其受剪承载力、加强抗震构造措施等,使其具有大的弹塑性变形能力,改善整个结构的抗震性能,提高整 个结 构的抗地震倒塌能力。
据此规范规定如下:
1、 剪力墙底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起;
2、剪力墙结构的底部加强部位, 可取墙肢总高度的 1/ 10  和底部两层二者的较大值;
3、当结构计算的嵌固端位于地下一层底板或以下时,底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。
4、部分 部分框支抗震墙结构的剪力墙底部加强部位,可取 转换层以上两层且不宜小于房屋高度的 1/10。
5、 裙房与主楼相连,主楼结构在裙房顶板对应的相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。《抗规》 6.1.10条文说明, 加强部位的高度也可以延伸至裙房以上一层。

、 剪力墙的厚度取值
方案 估算时,可按经验及规范建议值进行墙体的厚度取值,符合墙体 稳定性、轴压比限值及结构刚度(变形)需求,即认为墙体厚度基本适合。
方案估算取值,可按如下操作:
1、 估算时,可按每层  8~10mm  估算底部剪力墙厚度,然后沿房屋高度分区域减薄。
2、 一、二级剪力墙:底部加强部位不应小于200mm,其他部位不应小于160mm 一字形独立剪力墙底部加强部位不应小于220mm,其他部位不应小于180mm。
3、 三、四级剪力墙:不应小于160mm,一字形独立剪力墙的底部加强部位尚不应小于180mm。
4、 非抗震设计时不应小于160mm。
5、 剪力墙井筒中,分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小,但不宜小于160mm。
6、错层结构的 错层处平面外受力的剪力墙的截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于250mm,并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱。

四、剪力墙的轴压比限值

1. 一般剪力墙的轴压比
抗震设计时,剪力墙墙肢的轴压比限值为:

图片

规范无四级剪力墙墙肢的轴压比限值规定,设计中可取0.7

2. 短肢剪力墙的轴压比:
一、二、三级短肢剪力墙的轴压比,分别不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少0.1。
注:9度一级的短肢剪力墙的轴压比尚不应大于0.4。

、 剪力墙墙身分布钢筋

1 、剪力墙分布钢筋配置原则:
对剪力墙来说,影响延性和承载力的主要因素是边缘构件,故 墙身钢筋在非计算控制的情况下,除底部加强区可适当加强外,其他部位都可以按构造配置,各类型的剪力墙构件分布钢筋的规定如下。

A、普通剪力墙:

1)剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率,一、二、三级时均不应小于0.25%,四级和非抗震设计时均不应小于0.20%。

2)剪力墙的竖向和水平分布钢筋的间距均不宜大于300mm,直径不应小于8mm。剪力墙的竖向和水平分布钢筋的直径不宜大于墙厚的1/10。

3) 房屋顶层剪力墙、长矩形平面房屋的楼梯间和电梯间剪力墙、端开间纵向剪力墙以及端山墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不应小于0.25%,间距均不应大于200mm。
4) 剪力墙截面厚度不大于400mm时,可采用双排配筋;大于400mm、但不大于700mm时,宜采用三排配筋;大于700mm时,宜采用四排配筋。各排分布钢筋之间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm。
5)特一级的剪力墙, 一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为0.35%,底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取为0.40%。

B、短肢剪力墙
短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率,底部加强部位一、二级不宜小于1.2%,三、四级不宜小于1.0%;其他部位一、二级不宜小于1.0%,三、四级不宜小于0.8%。

C、部分框支剪力墙:
部分框支剪力墙结构中,剪力墙底部加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率,抗震设计时不应小于0.3%,非抗震设计时不应小于0.25%;抗震设计时钢筋间距不应大于200mm,钢筋直径不应小于8mm。

D、错层结构的错层处剪力墙:
水平和竖向分布钢筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%。

2、   剪力墙分布钢筋的拉筋
框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构, 规范 规定 各排分布钢筋之间应设置拉筋,拉筋直径不应小于  6mm,   间距不应大于  600mm。
对其他结构体系剪力墙 分布钢筋的拉筋,规范并未有明确规定,设计时可参考框架 -剪力墙结构 进行设计。
工程上拉筋的习惯做法一般为梅花状布置,直径通常选用  6mm  钢筋,间距为 墙分布钢筋间距的倍数( 一般为  2~3  倍 ,且不大于  600×600。

3、剪力墙分布钢筋示例:

图片

假定墙体厚度 200,SATWE程序中设定墙水平分布钢筋间距100mm,墙竖向分布钢筋配筋率为0.25%,计算结果如上:
示例中,所需水平分布钢筋面积  130 mm 2 /100mm,  可配置 2×C10@100mm, 实际面积为  157 mm 2 /100mm,满足计算及构造要求,此时拉筋可选用C6@300×300。
当水平钢筋间距为150mm时,需配 130x1.5=195mm 2 ,可配置 2×C12@150mm ,实际面积为  226  mm 2 /150mm ,满足计算及构造要求,此时拉 筋可选用C6@300×300。
示例中竖向分布钢筋均为构造,按0.25%配筋率配置双排钢筋即可。



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