框架剪力墻超強分析

1、一.剪力墻設計中的基本概念1剪力墻高和寬尺寸較大但厚度較小，幾何特征像板，受力形態(tài)接近于柱，而與柱的區(qū)別主要是其長度與厚度的比值，當比值小于或等于4時可按柱設計，當墻肢長與肢寬之比略大于4或略小于4時可視為為異形柱，按雙向受壓構件設計。2剪力墻結構中，墻是一平面構件，它承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔豎向壓力；在軸力，彎矩，剪力的復合狀態(tài)下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基礎上的懸臂深梁。在地震作用或風載下剪力墻除需滿足剛

2、度強度要求外，還必須滿足非彈性變形反復循環(huán)下的延性、能量耗散和控制結構裂而不倒的要求：墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞，因此注意盡量將剪力墻設計成延性彎曲型。3實際工程中剪力墻分為整體墻和聯(lián)肢墻：整體墻如一般房屋端的山墻、魚骨式結構片墻及小開洞墻。整體墻受力如同豎向懸臂，當剪力墻墻肢較長時，在力作用下法向應力呈線性分布，破壞形態(tài)似偏心受壓柱，配筋應盡量將豎向鋼筋布置在墻肢兩端；為防止剪切破壞，提高延性應將底部截面的組合設計內力適當提高

3、或加大配筋率；為避免斜壓破壞墻肢不能過小也不宜過長，以防止截面應力相差過大。聯(lián)肢墻是由連梁連接起來的剪力墻，但因一般連梁的剛度比墻肢剛度小得多，墻肢單獨作用顯著，連梁中部出現(xiàn)反彎點要注意墻肢軸壓比限值。壁式框架：當剪力墻開洞過大時形成寬梁、寬柱組成的短墻肢，構件形成兩端帶有剛域的變截面桿件，在內力作用下許多墻肢將出現(xiàn)反彎點，墻已類似框架的受力特點，因此計算和構造應按近似框架結構考慮。綜上所述，設計剪力墻時，應根據(jù)各型墻體的特點，不同的受

4、力特征，墻體內力分布狀態(tài)并結合其破壞形態(tài)，合理地考慮設計配筋和構造措施。4墻的設計計算是考慮水平和豎向作用下進行結構整體分析，求得內力后按偏壓或偏拉進行正截面承載力和斜截面受剪承載力驗算。當受較大集中荷載作用時再增加對局部受壓承載力驗算。在剪力墻承載力計算中，對帶翼墻的計算寬度按以下情況取其小值：即①剪力墻之間的間距；②門窗洞口之間的翼緣寬度；③墻肢總高度的110；④剪力墻厚度加兩側翼墻厚度各6倍的長度。5為了保證墻體的穩(wěn)定性及便于施工

5、，使墻有較好的承載力和地震作用下耗散能力，規(guī)范要求一、二級抗震墻時墻的厚度應≥160mm，底部加強區(qū)宜≥200mm，三、四級抗震等級時應≥140mm，豎向鋼筋應盡量配置于約束邊緣。以上所述的剪力墻設計中的概念問題可能絕大部分設計人員都懂，但實際應用到工程設計中，施工圖紙表達出來的東西有時則存在很大差別，追究原因，許多是體受力時當洞口較小時，往往墻體顯槽形截面，因此在剪力墻結構中除設置角窗處外，暗柱截面尺寸不必過大；而翼墻（柱）處實際上只

6、是建筑橫墻肢的端邊緣，不屬縱墻肢的端邊緣，在縱向水平力作用下，縱向墻法向應力呈線性分布，縱墻肢受力似同偏壓柱；橫縱交點處剛度，約束性能好，因此對于翼墻（柱）的截面取值也沒必要過大；截面過大的暗柱和翼柱往往還容易形成連在一起，造成縱墻豎向配筋增加過多。但轉角墻（柱）則是剪力墻很重要的部位，必須嚴格遵守規(guī)范的規(guī)定。②.構造邊緣構件雖然“抗規(guī)”、“砼規(guī)”和“高規(guī)”都規(guī)定了配筋要求，但比較三本標準所給出的配筋要求的表格中的內容則是矛盾的，是不協(xié)

7、調的；筆者認為“砼規(guī)”GB500102002表11.7.16的要求比較合理。而“抗規(guī)”和“高規(guī)”表中的配筋要求是不夠合理或是不夠嚴密的。還應指出三本規(guī)范中所給出的縱向構造筋的數(shù)量4根或6根是不實際的；例如對于轉角墻（柱）的縱向筋數(shù)量，由于墻縱向筋的間距不宜大于300，又受墻厚限制，角柱的最小的縱向筋應為8根，當墻厚≥300時則最少需要12根，不會出現(xiàn)4根或6根的情況。三剪力墻結構的厚度和配筋問題1根據(jù)抗震規(guī)范6.1.2條規(guī)定，8度地震區(qū)

8、剪力墻結構的抗震等級至少應為二級；按6.4.1條要求剪力墻底部加強部位墻厚一、二級抗震等級時不宜小于200mm，且不小于層高的116，其他部位不小于160mm，當墻端頭無翼墻或暗柱時不應小于層高的112。以上規(guī)定目的是為防止因墻體平面外剛度過小，穩(wěn)定性差，容易在偏心荷載作用下壓屈失穩(wěn)，但這些規(guī)定對于八度地震區(qū)的多層及低高層剪力墻結構顯得不夠合理。例如5~15層的剪力墻結構，一般墻肢在重力荷載代表值作用下軸壓比都小于0.2，電算結果墻體往

9、往只需要構造配筋，但只因底部功能要求3.9m層高，墻厚就得240mm若業(yè)主要求室內視野開闊，不設外縱墻，橫墻朝外端頭不允許帶翼墻或端柱時，當層高35~4.2m時，則墻厚需要320~350mm顯然不合理。所以像這樣的特殊情況的低多層建筑不應要求死扣規(guī)范，而通過采用概念設計分析，控制墻肢軸壓比，進行墻體截面條件、強度和穩(wěn)定性驗算并在構造上適當加強暗柱或配筋，保證其整體性連接等措施，是可以使墻厚減小的。2墻體的配筋率，目前在“砼規(guī)”11.7.

10、11條文強制規(guī)定在一、二、三級抗震等級的剪力墻中，豎向和水平分布筋的最小配筋率均不應小于0.25%部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率不應小于0.3%這配筋率比其在80年代前的配筋率).07~0.1%要大多了，和國外的配筋率0.1~0.25%的高者基本接軌，這在高層或者較長的剪力墻結構中應該是合理的，但對于低矮、短小的剪力墻值得探討。墻的水平分布筋是為橫向抗剪以防止墻體在斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪切破壞，同時起到抵抗溫度應力防止砼出現(xiàn)裂縫，設