剪力墻結構布置

第九章框架—剪力墻結構簡化計算.廣東工業大學建設學院韋愛鳳16.1框架－剪力墻結構概念設計6.1.1結構變形、受力特點框架—剪力墻結構＝純框架體系+純剪力墻體系（剪切變形）（彎曲變形）相互作用力

26.1.2框架—剪力墻結構方案的選定1.

框架—剪力墻結構布置結構平面布置結構豎向布置樓蓋結構布置31.

框架—剪力墻結構布置（1）樓蓋結構Ｈ≥50米，應采用現澆樓蓋結構Ｈ≤50米8、9度宜采用現澆樓蓋結構6、7度可采用裝配整體式樓蓋結構，樓蓋每層宜設置鋼筋混凝土現澆層。現澆層厚度混凝土強度等級雙向鋼筋網預制板板縫寬度≥50ｍｍＣ20～Ｃ40Φ6～8@150～200宜≥40ｍｍ41.

框架—剪力墻結構布置（２）框架和剪力墻的布置方式靈活對稱①

框架與剪力墻（單片墻、聯肢墻或較小井筒）分開布置；②

在框架結構的若干跨內嵌入剪力墻（帶邊框剪力墻）；③

在單片抗側力結構內連續分別布置框架和剪力墻；④

上述兩種或三種形式的混合51.

框架—剪力墻結構布置（３）設計成雙向抗側力體系，并使結構各主軸方向的側向剛度接近（４）除個別節點外不應采用鉸接，梁與柱、柱與剪力墻的中線宜重合6（５）框架—剪力墻結構中剪力墻布置須滿足:7

剪力墻周邊均勻布置，樓梯間、電梯間、平面形狀變化及荷載較大的部位，剪力墻的間距不宜過大。平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部位的端部附近布置剪力墻。縱、橫剪力墻宜組成Ｌ形、Ｔ形和[形等等形式。剪力墻宜貫通建筑物的全高，宜避免剛度突變；剪力墻開洞時，洞口宜上下對齊。樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側力結構結合布置。單片剪力墻底部承擔的水平剪力不宜超過結構底部總水平剪力的40％；

81.

框架—剪力墻結構布置（６）長矩形平面或平面有一部分較長的建筑中

①橫向剪力墻沿長方向的間距宜滿足表6.1的要求，當這些剪力墻之間的樓蓋有較大開洞時，剪力墻的間距應適當減小9注：1表中B為樓面寬度，單位為m；2裝配整體式樓蓋的現澆層應符合有關規定；3現澆層厚度大于60mm的疊合樓板可作為現澆板考慮。

表6.1剪力墻最大間距（m）樓蓋形式非抗震設計（取較小值）抗震設防烈度6度、7度（取較小值）8度（取較小值）9度（取較小值）現澆5.0B，604.0B，503.0B，402.0B，30裝配整體3.5B，503.0B，402.5B，30—101.

框架—剪力墻結構布置②縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端。（混凝土收縮和溫度變化易使樓蓋中部出現裂縫）111.

框架—剪力墻結構布置７.板柱-剪力墻結構的布置應符合

（1）應布置成雙向抗側力體系，兩主軸方向均應設置剪力墻（2）抗震設計時，房屋的周邊應設置框架梁，房屋的頂層及地下一層頂板宜采用梁板結構（3）有樓梯間、電梯間等較大開洞時，洞口周圍宜設置框架梁或邊梁12

2.剪力墻合理數量

剪力墻數量少結構剛度小側移不滿足

剪力墻數量多不經濟剛度大地震作用大使結構周期接近場地卓越周期引起共振132.剪力墻合理數量（１）

方案階段①

間距符合表6.1，能保證樓面剛度無限大一般２～３Ｂ及30ｍ左右②

設計細高剪力墻，保證延性，Ｈ／Ｂ大于２若不滿足，設洞口，洞口連梁用弱連梁③

墻肢長度不宜大于８ｍ14

2.剪力墻合理數量（2）初估尺寸階段

１.ＡＷ—剪力墻截面面積、ＡＣ—柱截面面積、Ａｆ—樓面面積；2.表中數值是縱橫兩方面的總量，應使兩個方向的剪力墻數量接近；

3.高度較大的框架—剪力墻結構，宜取表中的上限值。

表6.1底層構件截面積與樓面面積之比設計條件構件截面面積與樓面面積之比（ＡＷ+ＡＣ）／Ａｆ剪力墻截面面積與樓面面積之比ＡＷ／Ａｆ７０，Ⅱ類土0.03～0.050.02～0.03８０，Ⅲ類土0.04～0.060.03～0.04152.剪力墻合理數量（3）計算復核階段①

自振周期162.剪力墻合理數量②

軸壓比表6.3柱軸壓比限值

對于Ⅳ類場地上較高的高層建筑，其軸壓比限值應適當減小

結構類型抗震等級一二三框架0.70.800.90板柱-剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、筒中筒0.750.850.95部分框支剪力墻0.600.70—17柱軸壓比限值（附注）1.柱軸壓比指考慮地震作用組合的軸壓力設計值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積的比值

2.適用于C60以下的柱C65～C70時，降低0.05C75～C80時，降低0.10

18柱軸壓比限值（附注）3.適用于剪跨比λ＞2的柱1.5≤λ≤2.0減小0.05λ＜1.5時軸壓比限值應專門研究并采取特殊構造措施

19柱軸壓比限值（附注）4.當沿柱全高采用井字復合箍，箍筋間距不大于100mm、肢距不大于200mm、直徑不小于12mm時，柱軸壓比限值可增加0.10；當沿柱全高采用復合螺旋箍，箍筋螺距不大于100mm。肢距不大于200mm、直徑不小于12mm時，柱軸壓比限值可增加0.10；當沿柱全高采用連續復合螺旋箍，且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直徑不小于10mm時，軸壓比限值可增加0.10。以上三種配箍類別的含箍特征值應按增大的軸壓比確定；

20柱軸壓比限值（附注）5.當柱截面中部設置由附加縱向鋼筋形成的芯柱，且附加縱向鋼筋的截面面積不小于柱截面面積的0.8％時，柱軸壓比限值可增加0.05。當本項措施與注4的措施共同采用時，柱軸壓比限值可比表中數值增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按軸壓比增加0.10的要求確定；

21柱軸壓比限值（附注）6.附注第4、5兩款之措施，也適用于框支柱

7.柱軸壓比限值不應大于1.0522

2.剪力墻合理數量

表6.4剪力墻軸壓比限值（一、二級剪力墻的底部加強部位）對剪力墻Ｎ指重力荷載代表值作用下剪力墻墻肢的軸向壓力設計值（名義軸壓比）軸壓比一級（9度）一級（7、8度）二級N/fcA0.40.50.6232.

剪力墻合理數量③

結構側移限制層間最大位移與層高之比相對指標剛度小地震作用小能滿足剛度大地震作用大能滿足243.

剪力墻最小厚度

保證出平面的剛度和穩定性剪力墻的最小厚度

一、二級抗震等級三、四級抗震等級非抗震

無端柱或翼墻的一字形剪力墻其他截面剪力墻底部加強部位≥1/12（層高）≥200≥1/16（層高或剪力墻無支長度）≥200≥1/20（層高或剪力墻無支長度）≥160≥1/25（層高或剪力墻無支長度）≥160其他部位≥1/15（層高）≥180≥1/20（層高或剪力墻無支長度）≥160≥1/25（層高或剪力墻無支長度）≥160253.

剪力墻最小厚度剪力墻無支長度沿剪力墻長度方向沒有平面外橫向支承墻的長度當墻厚不能滿足上述要求時，應按《高層建筑混凝土結構技術規程》附錄D計算墻體的穩定剪力墻井筒中，分隔電梯井或管道井的墻肢截面厚度可適當減小，但不宜小于160mm266.1.3構件截面尺寸估算、

材料強度等級選定

1.

構件截面尺寸估算（１）梁剛度

避免短梁ｂ≥200截面高寬比一般取２～３扁梁，除驗算正截面和斜截面承載力外，還須滿足剛度和裂縫的相應要求。27（２）柱柱子截面由軸壓比限值估算柱子的最小尺寸：——非抗震250㎜——抗震300㎜，圓柱直徑350㎜柱截面高寬比≤３，剪跨比λ≥２

28（3）

節點節點不應采用鉸接梁、柱中心線宜重合，如偏心距大于該方向柱寬的1/4時，可采取增設梁的水平加腋等措施29節點水平加腋的構造要求厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜滿足下列要求：

30式中bx—梁水平加腋寬度lx—梁水平加腋長度bb—梁截面寬度bc—沿偏心方向柱截面寬度x—非加腋側梁邊到柱邊的距離312.

材料強度等級選定★

最低要求：現澆框架梁、柱、節點按一級抗震等級設計時C30按二～四級和非抗震設計時C20★

最高限制：現澆框架梁C40框架柱9度C608度C70★

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不應低于C25326.1.4框架－剪力墻結構設計計算步驟結構平面布置雙向布置剪力墻剪力墻數量位置厚度間距初估截面尺寸（梁柱剪力墻）選定材料強度等級結構計算模型結構內力計算復核側移內力組合構件截面設計滿足構造要求鋼筋錨固搭接箍筋加密剪力墻加強部位鋼筋構造336.2框架—剪力墻結構內力和位移的簡化近似計算

單元矩陣位移法（有限元法）計算機近似法手算345.2.1計算簡圖★總剪力墻總框架★鉸接體系總剪力墻與總框架之間通過剛性樓板聯系，剛性樓板對各平面結構無約束彎矩；★

剛接體系總剪力墻與總框架之間通過連梁聯系，連梁對各平面結構有約束彎矩；（當連梁的尺寸較小時，對墻肢的約束很弱，也可視為鉸接體）★

剛節點數目356.2.2水平荷載作用下框架—剪力墻結構內力和位移計算基本假定：（１）

樓板在平面內剛度無限大，平面外剛度為零；（２）

不計扭轉；（３）

框架和剪力墻沿高度方向無變化，（取加權平均值計算）361.

鉸接體系的內力和位移計算★將連桿連續化，切開連桿，其分布力為3738394041懸臂剪力墻內力和變形的關系

（6.4）

（6.5）

（6.6）總剪力墻的抗彎剛度：42總框架的抗側（推）剛度CF抗側（推）剛度--產生單位層間變形角所需的推力。43抗側（推）剛度CF的修正當框架高度大于50ｍ或Ｈ／Ｂ＞４時，考慮到柱軸向變形對框架側移的影響，用修正后的抗側（推）剛度△M只考慮梁柱彎矩變形框架的頂點側移△N只考慮框架柱軸向變形框架的頂點側移44總框架剪力與抗側剛度的關系（6.10）（6.11）45將式（6.11）代入式（6.6）：46令：（6.12）（6.13）

47為方程的特解，由荷載形式確定～由邊界條件確定

48邊界條件：（１）在結構頂部,ξ＝1.0，ＭＷ＝0，故有：（２）

在結構頂部，ξ＝1.0，有：（３）

在結構底部，ξ＝0（４）

在結構底部，ξ＝049均布荷載下的特定系數：

50位移計算公式：倒三角形水平荷載

均布水平荷載

頂部集中荷載Ｆ

51已知：y(ξ)可以求出：MW(ξ)VW(ξ)VF(ξ)

如公式(6.20)~(6.22)52用彎矩系數、剪力系數、位移系數來表示：532.剛接體系的內力和位移計算

與鉸接體系的區別5455565758剛域的取值5960連桿對剪力墻墻肢的

約束彎矩m(x)的計算：61對一端有剛域的連桿，桿端約束彎矩系數為：62發生轉角為θ時所需要的桿端約束彎矩

連續化，得在ｘ高度處第ｉ個梁端單位高度上約束彎矩

mab代表m12或m2163當一層有ｎ個剛性結點時，連梁總約束彎矩為

當各層mab不同時，取加權平均值計算64懸臂剪力墻內力和變形的關系

（6.27）

（6.6）65總框架剪力與抗側剛度的關系

（6.28）66將式（6.28）代入式（6.27）：67令：（6.30）（6.31）

68比較剛接體系與鉸接體系，微分方程形式完全相同，四個邊界條件相同，故兩者的解相同不同點有二：1.框架—剪力墻結構的剛度特征值λ計算公式不同2.水平剪力的計算公式不同

69

鉸接體系中圖表查得的剪力墻剪力

鉸接體系中圖表查得的框架剪力

框架廣義剪力70剛接體系內力計算步驟：

（１）由體系的λ及ξ查表求得ｙ、ＭＷ、V’W

(2)計算框架廣義剪力（3）計算總框架的總剪力和連梁的總約束彎矩71（4）總剪力墻的剪力723.

構件內力計算（1）剪力墻的內力（將總剪力墻的總彎矩、總剪力按剛度ＥＩ分配到各片剪力墻上）

ｋ＿第ｉ層的墻肢總數

73（2）框架梁、柱的內力（將總框架的總剪力按剛度Ｄ分配到各柱上）ｍ＿第ｉ層柱的總數

74（3）剛接體系連梁的彎矩和剪力

hj、hj+1分別代表第ｊ層、第ｊ+1層的層高;Mjiab表示第ｊ層第ｉ個剛接點連梁對剪力墻中心處的彎矩;75連梁彎矩設計值為：7677連梁剪力設計值為：

78地震作用下框架剪力的調整(保證框架具有一定的抗側力能力，能起到第二道防線的作用）當框架總剪力不必調整當框架總剪力取：79地震作用下框架剪力的調整

對應于地震作用標準值且未經調整的各層（或某一段內各層）框架承擔的地震總剪力；

對框架柱數量從下至上基本不變的規則建筑，應取對應于地震作用標準值的結構底部總剪力；對框架柱數量從下至上分段有規律變化的結構，應取每段最下一層結構對應于地震作用標準值的總剪力；80

對框架柱數量從下至上基本不變的規則建筑，應取對應于地震作用標準值且未經調整的各層框架承擔的地震總剪力中的最大值；對框架柱數量從下至上分段有規律變化的結構，應取每段中對應于地震作用標準值且未經調整的各層框架承擔的地震總剪力中的最大值。

8182按調整前、后總剪力的比值調整每根框架柱和與之相連的框架梁的剪力及端部彎距標準值框架柱的軸力標準值可不予調整835.剛度特征值對框架—剪力墻結構內力和位移特征的影響

8485868788899091926.4框架—剪力墻結構截面設計及構造1.

框架-剪力墻結構、板柱-剪力墻結構中，剪力墻豎向和水平分布鋼筋的配筋率ρW抗震設計時ρW≥0.25％非抗震設計時ρW≥0.20％并應至少雙排布置拉筋至少φ6@600（一般剪力墻結構：一、二、三級ρW≥0.25％四級、非抗震設計ρW≥0.20％）932.

帶邊框剪力墻結構的構造1）帶邊框剪力墻的截面厚度：抗震設計時，一、二級剪力墻的底部加強部位≥200mm，且≥層高的1/16其他情況≥160mm，且≥層高的1/20當剪力墻截面厚度不滿足要求時，應計算墻體穩定。

942.

帶邊框剪力墻結構的構造2）剪力墻的水平鋼筋應全部錨入邊框柱內，錨固長度不應小于ιa（非抗震設計）或ιaE（抗震設計）；3）帶邊框剪力墻的混凝土強度等級宜與邊框柱相同4）與剪力墻重合的框架梁可保留，亦可做成寬度與墻厚相同的暗梁暗梁截面高度可取墻厚的2倍或與該片框架梁截面等高，暗梁的配筋可按構造配置且應符合一