剪力墻邊緣構件設計

目錄一、鋼筋砼豎向構件的分類標準、剪力墻的基本特點二、剪力墻結構中的幾個重要概念三、剪力墻邊緣構件設計四、SATWE軟件“剪力墻縱筋輸出結果”及“剪力墻組合配筋”功能介紹五、剪力墻施工圖繪制及注意事項一、鋼筋砼豎向構件的分類標準、剪力墻的基本特點鋼筋砼豎向構件分類：普通柱：矩形截面，截面高寬比h/b≤4，抗震設計時宜控制h/b≤3；異形柱：L形、T形和十字形截面，截面各肢的肢高與肢厚比h/b≤4；剪力墻：矩形、L形、T形和十字形截面,截面各肢的肢高與肢厚比h/b＞4。

剪力墻屬于截面呈片狀（截面高度hw遠大于截面厚度bw）的偏心受壓或偏心受拉構件，其特點是平面內剛度及承載力大，而平面外剛度及承載力都很小。結構設計時主要利用其平面內剛度承受墻身平面內的水平力。注：剪力墻抗震延性設計的兩個主要構造措施①限制墻肢的軸壓比；②當底部墻肢軸壓比超過一定限值后在墻肢兩端設置約束邊緣構件。約束邊緣構件內的縱筋可減小墻肢的相對受壓區高度，箍筋可有效約束混凝土，提高混凝土極限應變值，使墻肢在罕遇地震作用下有較好的塑性變形能力。從抗彎角度，鋼筋集中配置在端頭還可提高墻肢截面的內力臂長度。二、剪力墻結構中的幾個重要概念1．短肢剪力墻：短肢剪力墻是指墻肢截面厚度≤300，且各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。（短肢剪力墻承擔較大軸力和剪力，受力特點接近異形柱，抗震性能較差，需加強。）

注：①“截面厚度≤300”是指墻的各肢；②當墻肢一側或兩側與跨高比≤2.5，且截面高度≥400的強連梁相連時，可按整體墻考慮其肢厚比。*SATWE軟件對短肢剪力墻的判別：（通過判斷識別，實現對短肢墻軸壓比、內力調整控制）1）墻的各肢截面厚度均≤300，且各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻判斷為短肢剪力墻；2）對于墻肢數量≥3（即交匯在同一點的墻肢方向超過3個）的多肢剪力墻以及Z字形墻的腹板墻肢，無論各肢的截面高度與厚度之比的最大值是否小于8，均不判斷為短肢剪力墻。（此條與規范不一致，需手工調整該墻內力，可采取放大地震力簡單復核該墻肢）多肢墻Z字型墻2．具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構：

在規定的水平地震作用下，短肢剪力墻承受的底部地震傾覆力矩等于30%~50%的結構底部總地震傾覆力矩,此類剪力墻結構稱之為具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構。（這種剪力墻結構的最大適用高度比普通剪力墻結構適當降低，同時限制不得用于9度區或B級高度建筑）3．有效翼墻、端柱：

剪力墻的翼墻長度小于翼墻厚度的3倍或端柱截面邊長小于2倍墻厚時，屬于無效翼墻、無效端柱。（相對于一字形截面墻，有效翼墻、端柱可提高剪力墻墻肢的穩定性，并分擔墻肢的軸壓力，從而減小墻肢的受壓區高度即塑性變形區域）有效翼墻、端柱見：4．底部部加強強部位位：剪力墻墻塑性性鉸出出現的的區域域，即即抗震震延性性設計計的重重點部部位。。《抗規》6.1.10條、《混規》11.1.5條及《高規》7.1.4條、10.2.2條均對剪力力墻底底部加加強部部位的的給出出了具具體規規定，，大致致如下下：1）底部部加強強部位位的高高度，，應從從地下下室頂頂板算算起。。2）部分分框支支剪力力墻結結構的的剪力力墻，，底部部加強強部位位的高高度取取框支支層加加框支支層以上兩兩層的的高度度和落落地剪剪力墻墻總高高度的的1/10二者的的較大大者。。其它它結構構的剪剪力墻，房房屋高高度大大于24m時，底底部加加強部部位的的高度度可取取底部部兩層層和墻墻肢總總高度度的1/10二者的的較大大者；；房屋屋高度度不大大于24m時，底底部加加強部部位可可取底底部一一層。3）當結結構計計算嵌嵌固端端位于于地下下一層層底板板或以以下時時，底底部加加強部部位尚尚宜向向下延伸到到計算算嵌固固端。。注：①①《抗規》6.1.10條文說說明中中提到到，當當帶有有大底底盤裙裙房時時，底底部加加強部位的的高度度也可以以延伸至至裙房房以上上一層層；②《高規》10.6.3條要求求，大大底盤盤塔樓樓結構構中與與裙房房相連連的剪剪力墻墻，從嵌固固端至至裙房房屋面面上一一層的的高度度范圍圍內，，宜設設置約約束邊邊緣構構件。。三、剪剪力墻墻邊緣緣構件件設計計1．剪力力墻邊邊緣構構件的的設置置原則則：《高規》7.2.14條規定定：一、二二、三三級剪剪力墻墻底層層墻肢肢底截截面的的軸壓比比大于于表7.2.14的規定定值時時，以以及部部分框框支剪剪力墻墻結構構的剪剪力墻，應應在底底部加加強部部位及及相鄰鄰的上上一層層的設設置約約束邊邊緣構構件；；一、、二、三三級剪剪力墻墻的其其他部部位以以及四四級剪剪力墻墻和非非抗震震設計計的剪剪力墻墻均應設置置構造造邊緣緣構件件。注：墻墻肢““底層層軸壓壓比””①對于于墻肢肢在底底部加加強區區范圍圍內截截面尺尺寸，，砼強強度保保持不不變時時，可可理解為““計算算嵌固固端所所在層層的軸軸壓比比”；；②對于于墻肢肢在底底部加加強區區范圍圍內截截面尺尺寸、、砼強強度有有變化化時，，可理理解為為“底部部加強強區同同一墻墻肢各各層軸軸壓比比的最最大值值”；；③對于于多肢肢墻，，按各各肢墻墻軸壓壓比分分別取取用。。2．約束束邊緣緣構件件：1）約束束邊緣緣構件件沿墻墻肢長長度Lc、陰影影區縱縱向配配筋率率、配配箍特特征值值λv按下表：注：1、翼墻墻長度度小于于翼墻墻厚度度3倍時，，視為為無翼翼墻剪剪力墻墻；端端柱截截面邊長長小于于墻厚厚2倍時，，視為為無端端柱剪剪力墻墻；確確定約約束邊邊緣構構件沿沿墻肢肢長度Lc時，應應遵守守有效效翼墻墻、端端柱的的定義義；確定約約束邊邊緣構構件陰陰影區區域時，，有效效翼墻墻、端端柱的的定義義不再再適用用。（注意意互為為翼墻墻、相相互影影響的概念念）2、表中中墻肢肢軸壓壓比λ一般可可按底底部加加強區區同一一墻肢肢各層層軸壓壓比的最最大值值取用用；（嚴格格意義義上講講可按按不同同樓層層不同同軸壓壓比進進行取取用）3、表中中箍筋筋或拉拉筋沿沿豎向向的最最大間間距要要求，，對陰陰影區區域和和非陰影區區域均均適用用；4、箍筋筋或拉拉筋沿沿水平平方向向的肢肢距不不宜大大于300mm，且不不應大大于豎向向鋼筋筋間距距的2倍。2）約束束邊緣緣構件件的具具體配配筋要要求：：①陰陰影區區縱向向鋼筋筋間距距宜取取150mm左右；；非陰陰影區區縱向向鋼筋筋直徑徑同剪力力墻豎豎向分分布筋筋，間間距一一般取取150mm（即非陰陰影區區長度度：取取150mm的整數數倍，，且不不小于于Lc計算值值）。。②陰陰影區區盡可可能采采用箍箍筋，，且箍箍筋的的長邊邊不宜宜大于于短邊邊的3倍。當當采用沿沿周邊邊大套套箍形形式，，大套套箍長長邊尺尺寸大大于短短邊尺尺寸3倍時，，可在在套箍中部部設置置1道拉筋筋，該該拉筋筋同時時勾住住套箍箍和縱縱筋；；或將將大套套箍分分解成成兩個小小套箍箍，相相互搭搭接1倍縱筋筋間距距，并并勾住住縱向向鋼筋筋。（套箍箍無支支長度過大大時，，起不不到應應有的的約束束作用用）詳見下下圖：：③非非陰影影區箍箍筋及及拉筋筋做法法：外外圍設設置封封閉箍箍筋，，改箍箍筋伸伸入陰陰影區1倍縱向向鋼筋筋間距距，并并箍住住該縱縱向鋼鋼筋，，封閉閉箍筋筋內設設置拉拉筋。。3）考慮墻墻身水水平分分布筋筋計入入約束束邊緣緣構件件體積積配箍箍率做做法①計計入的的水平平分布布鋼筋筋的體體積配配箍率率不應應大于于總體體積配配箍率率的30%；(此條要要求是是考慮慮到墻墻身水水平筋筋同時時也是是墻肢肢抗剪剪受力力鋼筋筋)②水平分分布鋼鋼筋應應伸入入約束束邊緣緣構件件陰影影區，，在墻墻端有有90°°彎折后延延伸到到另一一排分分布鋼鋼筋并并勾住住其豎豎向鋼鋼筋；；（根據此此條要要求，，水平分分布筋筋長度度需增增加））③水水平分分布鋼鋼筋的的位置置（標標高））應與與約束束邊緣緣構件件陰影影區箍箍筋位置（（標高高）相相同。。（一般般情況況，墻墻身水水平筋筋間距距為200mm，如需需滿足此此條要要求，，陰影影區只只能另另附加加間距距200mm的套箍箍，二二者疊疊加后后陰影區區實際際的““箍筋筋”間間距為為100mm，可能能比計計算需需要大大，造造成浪浪費））*結論論：采采用計計入墻墻身水水平分分布筋筋的做做法整整體節節省鋼鋼筋量量有限限，甚甚至未未必省省，且且施工工難度度增加加，一一般不不采用用。3．構造造邊緣緣構件件：1）構造造邊緣緣構件件的范范圍按按下圖圖陰影影部分分采用用：①《抗規》6.4.5條：②《高規》6.4.5條：2）“一一般剪剪力墻墻”（（連體體結構構、錯錯層結結構以以及B級高度度高層建筑筑以外外的剪剪力墻墻）構構造邊邊緣構構件的的配筋筋要求求如下下表：：3）“非非一般般剪力力墻””（連連體結結構、、錯層層結構構以及及B級高度度高層建建筑中中的剪剪力墻墻）構構造邊邊緣構構件的的配筋筋要求求如下下：①豎豎向鋼鋼筋最最小量量應比比“一一般剪剪力墻墻”規規定數數值提提高0.001Ac；②陰陰影部部分配配箍特特征值值λv不宜小小于0.1。4）構造造邊緣緣構件件的具具體配配筋要要求：：①底部加加強區及底底部加強區區以上部位位的轉角墻墻構造邊緣構件應應盡可能采采用箍筋，，其它情況況可采用外外圍大套箍箍加全部拉筋筋做法。②當為構構造配筋時時，縱筋間間距一般取取200mm，箍筋或拉筋逐逐根縱筋設設置；③當為計計算配筋時時，縱筋間間距一般取取150mm，箍筋或拉筋間間隔1根縱筋設置置。四、SATWE軟件“剪力力墻縱筋輸輸出結果””及“剪剪力墻組合合配筋”功功能介紹1．“剪力墻墻縱筋輸出出結果”及及配筋原則則：1）對墻長＞＞4倍墻厚時，，輸出結果果為墻一端端暗柱的配配筋總面積積（可均配配）；2）對墻長≤≤4倍墻厚時，，程序按柱柱配筋，輸輸出結果為為墻端頭第第一排縱筋筋的總面積積（不可均配配）。注：SATWE軟件對墻長長的定義是是指PMCAD建模中墻肢肢兩端節點點間距離，不同于于通常意義義上的墻長長。3）對于L形、T形暗柱，可可計入翼緣緣內鋼筋面面積，但全全截面配筋筋值需滿足兩兩向墻肢計計算值之和和。2．“剪力墻組組合配筋””功能：1）默認狀態態下SATWE軟件在計算算剪力墻配配筋時是針針對每一個直直墻段進行行的，在多多肢墻墻肢肢交匯點處處，程序取取各段墻肢端端部配筋之之和輸出邊邊緣構件配配筋值（見見下圖）。。此方法一般般情況下偏偏于保守，，配筋偏大大，它未考考慮端柱、、翼墻或轉角角墻的協同同作用，忽忽略了相連連墻肢對彼彼此受力的的貢獻，人為為地分割成成一段段直直線墻，且且按各段直直線墻的最最不利工況進進行截面設設計。（根據《混規》9.4.3條，墻肢截截面設計時可可計入翼緣緣的有利影影響）2）“剪力墻墻組合配筋筋”是針對對剪力墻上上述不合理理配筋提出出的一種解解決方案。它是是基于平截截面假定的的雙偏壓配配筋計算方方法，程序序參照了《混凝土異型柱結構技技術規程》的相關算法。該菜菜單的基本操作方方法詳見2010版SATWE說明書。注：SATWE軟件提供“剪力墻墻組合配筋”方法法，并非是對所有有剪力墻都采用這個方法配筋筋，一般只是在使使用默認直段墻方方法計算得到的配配筋較大或配筋異常時時采用該方法重新新修改驗算，以得得到更加經濟合理理的配筋結果。此外，，“剪力墻組合配配筋”方法也不適適用于較長墻肢。。（墻肢太長時變形不符合合平截面假定，一一般控制在8m以內）五、剪力墻施工圖圖繪制及注意事項項1．剪力墻邊緣構件件在墻柱平面圖中中表示，并配以暗暗柱配筋詳圖列表。如如設置約束邊緣構構件，其相應的的非陰影區域應在平面圖中示示出，并配以非陰陰影區域的通用做做法詳圖。2.暗柱編號應按圖集集《11G101-1》要求區分約束暗柱柱YBZ*和GBZ*。注意《11G101-1》圖集給出拉筋的做做法有3種，需設計指明，，一般應選擇同時時勾住縱筋和箍筋筋的做法。3.短肢剪力墻除按正正常要求設置邊緣緣構件外，全截面面豎向鋼筋的配筋率尚尚應滿足底部加強強區1.2%（一、二級）、1.0%（三、四級）；其其它部位1.0%（一、二級）、0.8%（三、四級）。4.當墻肢的截面高度度與厚度之比≤3（多層建筑）、4（高層建筑）時，，應按框架柱的要要求進行設計，具具體為：①縱筋滿足框架柱柱的單側、全截面面配筋率要求；②②箍筋直徑、間距滿足框架架柱加密區和非加加密區要求；③當當為短柱時，箍筋應全高加加密，且體積配箍箍率不小于1.2%；④框架柱的抗震等級可可取同剪力墻。（詳見《抗規》6.4.6條、《高規》7.1.7條）5.當墻肢端頭設有端端柱時，端柱的縱縱向鋼筋配筋率、、箍筋直徑和間距應滿滿足框架柱的相應應要求。6.當暗柱之間的凈距距不大于400mm時，兩端暗柱與中中間墻體宜合并整整體表示，以暗柱箍筋筋代替墻身水平分分布筋，此時箍筋筋直徑不應小于相相應墻身水平筋直徑。但需注注意以下幾點：①對約束邊緣構構件不贊成簡單采采用此做法，考慮慮到墻身水平筋是是墻肢抗剪受力鋼筋，而暗柱柱內箍筋的作用是是有效約束砼，二二者無法相互替代代，且與規范要求的“計入水平平分布鋼筋的體積積配箍率不應大于于總體積配箍率的的30%”相悖。這種情況下，建議議加大外圍套箍直直徑。實際操作可可在計算陰影區體體積配箍率時，外圍套箍的長長向肢僅計入1根，另1根用于墻身抗剪，，實際配筋時外圍圍套箍直徑按二者較大大值取用。②對與約束邊緣緣構件豎向連通的的構造邊緣構件，，如其所屬墻肢相相對于下層截面尺寸變化，剛剛度突變，導致墻墻肢軸壓比＞0.3時，也宜加強外圍圍套箍。③當上述兩種情情況已屬于第4條提及的短柱情況況時，按第4條要求確定箍筋配置，可不再考慮慮箍筋與水平筋相相互替代的不利影影響。7.當平面外有梁擱置置在墻肢中部時，，該擱置點處應設設置暗柱。按下述兩種情況：①梁與墻鉸接時時，暗柱截面、配配筋可套用一字形形構造邊緣構件