剪力墻截面承載力計算及構造設計

　　剪力墻截面承載力計算及構造設計

　　1. 墻肢截面承載力計算

　　剪力墻截面的設計，包括墻肢和連梁的承載力計算。在平行于墻面的水平荷載和豎向荷載作用下，墻肢應根據不同的情況，采用各種荷載作用下所得的最不利內力組合值，分別按偏心受壓或偏心受拉構件進行正截面承載力和斜截面受剪承載力的設計。

　　1) 墻肢正截面承載力計算

　　試驗分析表明，當偏心受壓構件發(fā)生大偏心受壓破壞時，受拉區(qū)(h0-1.5x)范圍內的縱向鋼筋可以達到屈服。為簡化計算，在正截面承載力設計中，可以偏安全，僅考慮這部分縱向分布鋼筋的作用，假定大偏壓時，受拉、受壓端部鋼筋以及在1.5 倍受壓區(qū)范圍之外的受拉區(qū)鋼筋全部屈服;小偏壓時，取端部受壓鋼筋屈服，而受拉分布鋼筋及端部鋼筋均未屈服。計算公式可在一般偏心受壓構件計算公式的基礎上，再考慮受拉區(qū)范圍內的縱向分布鋼筋的作用來建立。矩形、T 形、I 形偏心受壓剪力墻(如圖4.25 所示)的正截面受壓承載力可按現(xiàn)行的國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010―2002 的有關規(guī)定計算，也可按下列公式計算(無地震作用組合)。

　　2) 墻肢偏心受壓斜截面承載力計算

　　鋼筋混凝土剪力墻偏心受壓時的剪切破壞形態(tài)與受彎構件相似。它有三種破壞形態(tài)，即斜拉破壞、斜壓破壞和剪切破壞。對斜拉破壞和斜壓破壞，一般采用構造措施來防止，如：剪力墻墻肢內水平分布鋼筋必須滿足最小配筋率的要求等。在進行剪力墻設計時，通過斜截面受剪承載力計算確定墻體的水平分布鋼筋，防止剪切破壞發(fā)生。

　　3) 偏心受拉剪力墻正截面承載力計算

　　對于偏心受拉構件，當為大偏心受拉。此時，可以依照偏心受壓的計算方法：當為小偏心受拉，此時剪力墻處于全截面受拉狀態(tài)，可以忽略混凝土的抗拉作用，拉力全部由鋼筋承擔。在離抗力N較近端，構件破壞時縱向鋼筋屈服，而遠端鋼筋不屈服。

　　4) 偏心受拉剪力墻斜截面承載力計算

　　依照剪力墻剪壓破壞時的計算公式，考慮在受拉破壞狀態(tài)時，軸向拉力與軸向壓力作用方向相反，就可以得到剪力墻。

　　2. 剪力墻構造設計

　　(1) 剪力墻截面厚度。規(guī)定剪力墻最小厚度的目的是為了保證剪力墻平面外的剛度和穩(wěn)定性能。當墻肢平面外有與其相交的剪力墻時，可視為剪力墻的支承。有利于保證剪力平面外的剛度和穩(wěn)定性能。所以在確定墻肢最小厚度時，按層高及無支長度兩者較小值來計算。規(guī)范規(guī)定：在非抗震設計時，剪力墻最小厚度不應小于層高或無支長度的1/25，且大于等于160 mm?？拐鹪O計時，底部加強區(qū)在一、二級抗震等級時不小于層高或無支長度的1/16，且大于等于200 mm。三、四等級抗震等級時不小于1/20，且大于等于160 mm;其他各層在一、二級抗震等級時，不小于層高或無支長度的1/20，且大于等于160 mm;三、四級抗震等級時應不小于1/25，且大于等于160 mm。分隔電梯井或管道井的墻應大于等于160 mm。

　　(2) 混凝土強度等級：剪力墻結構混凝土強度等級不應低于C20;帶有筒體和短肢剪力墻的剪力墻結構的混凝土強度等級應不低于C25。

　　(3) 一般剪力墻在一、二級抗震的一般部位及三、四級抗震設計和非抗震設計時，其墻肢端部應設置構造邊緣構件，在一、二級抗震的底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設約束邊緣構件。剪力墻構造邊緣構件的范圍和縱向鋼筋用量的截面面積AC如圖4.27的陰影部分所示。剪力墻構造邊緣構件的配筋要求見表4-17。當為非抗震設計時，剪力墻端部應按構造配置不少于4 Φ12 縱筋，并且應沿縱向鋼筋配置不少于Φ6@250 的拉筋。

　　(4) 為了防止混凝土墻體在受彎裂縫出現(xiàn)后立即達到極限抗彎承載力，就必須確定豎向分布鋼筋的最小配筋率;同時為了防止斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪拉破壞，就必須規(guī)定水平分布筋的最小配筋率。一般剪力墻的豎向和水平分布筋的配筋率為：一、二、三級抗震等級時不小于0.25%，四級抗震等級及非抗震等級時為0.2%，間距不應大于300 mm，直徑不應小于8 mm，也不宜大于墻肢厚度的1/10。

　　(5) 剪力墻豎向分布筋頂部鋼筋應錨入屋面板內a l 或aE l 。在變截面處，當上下截面相差較大時應將鋼筋截斷。上層鋼筋應伸入下層較厚墻肢內1.5 a l 或1.5 aE l 。剪力墻水平分布筋應伸入邊緣構件頂端，且水平彎折長度≥15d。水平分布鋼筋搭接時，在一、二級抗震等級的加強部位，接頭應錯開，每次連接的鋼筋數(shù)量不超過總量的50%。錯開凈距大于等于500 mm。搭接長度不應小于1.2 a l 或1.2 aE l 。其他情況的鋼筋可以在同一部位連接。

　　(6) 剪力墻上開洞的構造處理，當洞口較小，在整體計算中不考慮其影響時，應將切斷的分布鋼筋集中在洞口邊緣補足，以保證剪力墻截面的承載力，且鋼筋直徑不應小于12 mm。當洞口較大時，應按實際情況在洞口兩側設置邊緣構件，上下設置連梁處理。

  二級結構工程師

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