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抗震课件3.2 混凝土结构房屋抗震设计.pdf对于规则的抗震结构，仍采用与框架 抗震墙结构类似的水平地震作用近似计算方 法。但按顶点位移计算结构体系基本周期公 式中考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系 数取1.0。 为了确定单片抗震墙的等效刚度，对于 洞口比较均的抗震墙，可根据其洞口大小 、洞口位置及其对抗震墙的减弱情况区分为 整体墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架 等几种类型，采用相应的公式进行计算
八抗震墙结构的抗震设计
根据不同类型各片抗震墙等效刚度所 卢楼层总刚度的比例，把总水平地震作用 分配到各片抗震墙，再进行倒三角形分布 或倒三角分布、均匀分布与顶点集中力组 合的水平地震作用下各类墙体的内力和位 移计算，最终求得各墙体中墙肢的内力（ 弯矩、剪力、轴力）和连梁的内力（弯矩 剪力)
北京某玻璃幕墙及天幕工程施工组织设计八抗震墙结构的抗震设计
在水平荷载和竖向荷载作用下，抗震墙常 见的破坏形态有弯曲破坏、斜拉破坏、斜压 破坏、剪压破坏、沿施工缝滑移和锚固破坏 等形式。为使抗震墙具有良好的抗震性能， 设计中应遵守以下原则： 1）在发生弯曲破坏之前，不允许发生斜拉 、斜压或剪压等剪切破坏环形式和其他脆性破 坏形式。 2）采用合理的构造措施，保证抗震墙具有 良好的延性和耗能能力。
八抗震墙结构的抗震设计 (1) 墙肢 1）墙肢（或整体墙）正截面承载力计算 1)弯矩设计值 为了迫使塑性铰发生在抗震墙的底部，以增 加结构的变形和耗能能力，应加强抗震墙上部 的受弯承载力，同时对底部加强区采取提高延 性的措施。为此，《抗震规范》规定，一级抗 震墙中的底部加强部位及以上一层，应按墙肢 底部截面组合弯矩设计值采用；其他部位，墙 肢截面的组合弯矩设计值应乘以增大系数，其 值可采用1.2。
八抗震墙结构的抗震设计
U成V 底部加强部位高度取墙肢总高度和底部 层二者中的大者，且不大于15mm。 ②偏心受压承载力计算 抗震墙墙肢在竖向荷载和水平荷载作用 下属偏心受力构件，它与普通偏心受力柱的 ×别在于截面高度大、宽度小，有均匀的分 布钢筋。因此，截面设计时应考虑分布钢筋 的影响并进行平面外的稳定验算。
八抗震墙结构的抗震设计 偏心受压墙肢可分为大偏压和小偏压两
当发生大偏压破坏 时，位于受压区和受拉 区的分布钢筋都可能屈 服。但在受压区，考虑 倒分布钢筋直径小，受 压易屈曲，因此设计中
可不考虑其作用。受拉区靠近中和轴附近的分 布钢筋，其拉应力较小，可不考虑，而设计中 仅考虑距受压区边缘1.5x（x为截面受压区高度 ）以外的受拉分布钢筋屈服
八抗震墙结构的抗震设计
当发生小偏压破坏时，墙肢截面大部 分或全部受压，因此可认为所有分布钢筋 均受压易屈曲或部分受拉但应变很小而忽 略其作用，故设计时可不考虑分布筋的作 用，即小偏压墙肢的计算方法与小偏压柱 完全相同，但需验算墙体平面外的稳定。 大、小偏压墙肢的判别可采用与大、小偏 压柱完全相同的判别方法
当x≤hj时 N。=αif.bwXf 当 x≤,hwo时 o,=f,
0.8 f, 1 + 0.0033E
八抗震墙结构的抗震设计 式中 RE一一承载力抗震调整系数，取为0.85 N。一一受压区混凝土受压合力; M一受压区混凝土受压合力对端 部受拉钢筋合力点的力矩： ，一受拉区钢筋应力; Nsw 受拉区分布钢筋受拉合力： M 受拉区分布钢筋受拉合力对端部 受拉钢筋合力点的力矩：
八抗震墙结构的抗震设计 Pw 抗震墙竖向分布钢筋配筋率： 界限相对受压区高度 ③偏心受拉承载力计算 偏心受拉墙肢分为大偏拉和小偏拉两种 情况。当发生大偏拉破坏时，其受力和破坏 特征同大偏压，故可采用大偏压的计算方法 ；当发生小偏拉破坏时，墙肢全截面受拉， 混凝土不参与工作，其抗侧能力和耗能能力 都很差，不利于抗震，因此应避免使用。
八抗震墙结构的抗震设计 矩形截面受拉墙肢的正截面承载力，建 议按下列近似公式计算：
式中 抗震墙腹板竖向分布钢筋的 SW 全部截面面积
八抗震墙结构的抗震设计 2）墙肢（或整体墙）斜截面承载力计算 1)剪力设计值 对于抗震墙底部加强部位，抗震规范 规定，其截面组合的剪力设计值，当一、 二、三级抗震时应乘以下列增大系数，以 防止墙底塑性铰区在弯曲破坏前发生剪切 脆性破坏，即通过增大墙底剪力的方法来 满足“强剪弱弯”的要求：四级抗震时，可 不乘增大系数。
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M V =1.1 wua M M
日不应小于按公式（3一54b）求得的剪力 设计值V.，其他情况
式中 nvw 剪力增大系数，一级取1.4, 三级取1.2;
八抗震墙结构的抗震设计 M 抗震墙底部实配的止截面抗震承载 Wua 力所对应的弯矩值，可根据实际配筋面积和材料 强度标准值和轴向力并考虑承载力抗震调整系数 等等确定；有翼墙时应计入两侧各1倍翼墙厚度 范围内的纵向钢筋： 考虑地震作用组合的抗震墙底部截面 的弯矩设计值。 考虑地震作用组合的剪力墙的剪力设计 值。 对于其他部位，则均采用计算截面组合的剪力设 计值。
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(0.15 f.bho） YRE
式中V. 墙肢端部截面组合的剪力设计值
八抗震墙结构的抗震设计 ③斜截面受剪承载力计算 抗震墙的斜截面受剪承载力包括墙肢混凝士 ，横向钢筋和轴向力的影响等三方面的抗剪作 用。试验表明，反复荷载作用下，抗震墙的抗 剪性能比静载下的抗剪性能降低15%～20%。 偏心受压墙肢斜截面受剪承载力按下列公式计 算：
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八抗震墙结构的抗震设计 式中N一一抗震墙的轴向压力设计值，当 V>0.2f.b,h,时，取 N = 0.2 f.bi,h, A 抗震墙全截面面积： Aw一一T形或I形墙肢截面腹板的面积，矩形 截面时，取 A=A; α 一—计算截面处的剪跨比,= Mw/(Vwhwo) ；当<1.5时，取=1.5，当>2.2取 =2.2; 此处为M与V相应的弯矩值，当计算截面与墙 底之间的距离小于hwo/2时，应按距墙底处 的弯矩值与剪力值计算；
八抗震墙结构的抗震设计 配置在同一截面内的水平分布钢筋 截面面积之和； 一一水平分布钢筋间距 偏心受拉墙肢斜截面受剪承载力按下列 公式计算：
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当公式右边计算值小于 YRE S 4 时， 取 RE S 通过上述斜截面受剪承载力的计算，来 避免墙肢发生剪压破坏。而墙肢的斜拉破坏 可通过满足水平分布钢筋Pmin 和竖筋锚固 来避免。
八抗震墙结构的抗震设计 3）抗震墙水平施工缝的受剪承载力验算
八抗震墙结构的抗震设计
抗震墙的施工，是分层浇筑混凝士的，因而 层间留有水平施工缝。唐山地震灾害调香和抗 震墙结构模型试验表明，水平施工缝在地震中 容易开裂，为避免墙体受剪后沿水平施工缝滑 移，应验算水平施工缝受剪承载力。 按一级抗震等级设计的抗震墙水平施工缝处 竖向钢筋的截面面积应符合下列要求： 当N为轴向压力时
V》 (0.6 f.A. + 0.8N) W RE
式中 V一一水平施工缝处的剪力设计值; N一一水平施工缝处截面组合的轴向力 设计值； A. 一一水平施工缝处全部竖向钢筋截面 面积，包括原有竖向钢筋及附加竖向钢筋： 竖向钢筋抗拉强度。
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通常，双肢抗震墙在竖向荷载和水平荷载 作用下，一个墙肢处于偏心受压状态，而另 一墙肢则处于偏心受拉状态。试验表明，受 拉墙肢开裂后，其刚度降低将导致发生内力 重分布，即偏拉墙肢的抗剪能力迅速降低， 而偏压墙肢的内力有所加大。为保证墙肢有 足够的承载力，《抗震规范》规定，当任 一 墙肢全截面平均出现拉应力且处于大偏心受 拉状态时，另一墙肢组合的剪力设计值应乘 以增大系数1.25。
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抗震墙在水平荷载作用下，其莲梁内通常 产生很大的剪力和弯矩。由于连梁的宽度往往 较小（通常与墙厚相同），这使得连梁的截面 尺寸和配筋往往难以满足设计要求，即存在莲 梁截面尺寸不能满足剪压比限值、纵向受拉钢 筋超筋、不满足斜截面受剪承载力要求等问题 。若加大连梁截面尺寸，则因连梁刚度的增加 而导致其内力也增加。根据设计经验，可采用 下列方法来处理
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1在满足结构位移限制的前提下，适当减 小莲梁高度，从而使连梁的剪力和弯矩迅 速减小； ②加大洞口宽度以增加连梁的跨度，也即 减小连梁刚度； ③考虑水平力作用下，莲梁由于开裂而导 致其刚度降低的现象，采用刚度折减系数 （不宜小于0.50）；
八抗震墙结构的抗震设计
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2）连梁斜截面受剪承载力计算 1剪力设计值 根据强剪弱弯的要求，对于抗震墙中跨 高比大于2.5的连梁，其端部截面组合的剪 力设计值同框架梁的剪力设计值取法，见 式（332）、（3一33)
根据强剪弱弯的要求，对于抗震墙中跨 高比大于2.5的莲梁，其端部截面组合的剪 力设计值同框架梁的剪力设计值取法，见 式(332)(3一33)
八抗震墙结构的抗震设计
试验表明，连梁跨高比对连梁的破坏形 态和延性有重要影响。当跨高比大于2.5时， 多为受弯破坏，延性较大；当跨高比小于1.5 时，则多发生剪切破坏，延性低。因此，要 求梁的跨高比不小于1.5。 为避免连梁过早出现斜裂缝而导致斜压 破坏，莲梁的截面尺寸应符合下列要求：
V,≤(0.20f.bb,hbo） RE
③斜截面受剪承载力计算 跨高比大于2.5时，
V,≤(0.42fb,ho + 0.8f ho)
V≤(0.37f,b,ho +0.7fho) S
1）截面尺寸和混凝土强度等级
一、二级抗震等级的抗震墙的厚度，不应 小于160mm，且不应小于层高度的1/20：底部 加强部位的墙厚，不宜小于200mm，且不宜 小于层高的1/16；当墙端无端柱或翼墙时，墙 享不宜小于层高的1/12。对三、四级抗震等级 不应小于140mm，月不应小于层高的1/25 抗震墙的混凝士强度等级不应低于C20。
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试验表明，抗震墙在周期反复荷载作 用下的塑性变形能力，与截面纵向钢筋的 配筋、端部边缘构件范围、端部边缘构件 内纵向钢筋及箍筋的配置，以及截面形状 、截面轴压比等因素有关，而墙肢的轴压 比是更重要的影响因素。
八抗震墙结构的抗震设计 当轴压比较小时，即使在墙端部不设 约束边缘构件，抗震墙也具有较好的延性 和耗能能力：而当轴压比超过一定值时， 不设约束边缘构件的抗震墙，其延性和耗 能能力降低。因此，《混凝土规范》规定 一、二级抗震等级的抗震墙各墙肢应沿 全高设置翼墙、端柱或暗柱等边缘构件， 暗柱的截面范围为1.5～2倍的抗震墙底部 加强部位在重力荷载代表值作用下，墙肢 轴压比N/(fA)不宜超过表3一14的限值。
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表5一9墙肢轴压比限值
抗震等级 一级 一级 二级 （设防烈 (9度） (8度） 瓣压比限值 0.4 0.5 0.6
注：抗震墙墙肢轴压比N/(f.A)中的A为 墙肢截面面积。
注：抗震墙墙肢轴压比N/(f.A)中的A为 墙肢截面面积。
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八抗震墙结构的抗震设计 为了保证抗震墙肢底部塑性铰区的延性 性能以及耗能能力，《混凝士规范》规定， 抗震墙两端及洞口两侧应设置边缘构件，并 应符合下来要求：一、二级抗震等级的抗震 墙结构和框架一抗震墙结构中的抗震墙，在 重力荷载代表值作用下，当强肢底截面轴压 比大于表3一15值时，其底部加强部位及其 以上一层墙肢应按规定设置约束边缘构件， 以提供足够的约束；当小于表3一15值时， 盲按规定设置构造边缘构件，以提供适度约 束。
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抗震等级 一级 一级 二级 （设防烈 (9度） (8度) 0.1 0.2 0.3
二级抗震等级的抗震墙结构和框 架一抗震墙结构中的一般部位抗震墙以及三 、四级抗震等级抗震墙结构和框架一抗震墙 结构中的抗震墙，应按规定设置构造边缘构 件。
八抗震墙结构的抗震设计 抗震墙端部设置的约束边缘构件（暗柱 端柱、翼墙和转角墙）应符合下列要求 （图3一27）：约束边缘构件沿墙肢的长度 1.及配箍特征值宜满足表3一16的要求，箍 筋的配置范围及相应的配箍特征值和/2的区 域如图3一27所示，其体积配筋率应按下式 计算：
式中,——配筋特征值，对图3—27中 ,/2 的区域，可计入拉筋
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墙身分布钢筋包括竖向和横向分布钢筋。试 验表明，当分布钢筋配筋率低于0.1%时，抗震墙 出现脆性破环；配筋率低于0.25%时，抗震墙会 产生明显的温度裂缝。故分布钢筋除应满足承载 力计算要求外，还必须满足最小配筋率要求。 抗震墙厚度大于140mm时，其竖向和水平分 布钢筋应采用双排钢筋：双排分布钢筋间拉筋的 间距不应大于600mm，且直径不应小于6mm。在 底部加强部位，边缘构件以外的墙体中，拉筋间 距应适当加密。
表3一18 抗震墙分布钢筋配筋要求
八抗震墙结构的抗震设计
>l.或l ≥500 ≥l.或1
八抗震墙结构的抗震设计
墙内竖向分布钢筋的连接为，一级抗 震墙的所有部位和二级抗震墙的加强部位 ，接头位置应错开，每次连接的钢筋数量 不超过50%。其他抗震墙的钢筋可在同 部位连接，
八抗震墙结构的抗震设计
抗震设计时，小墙肢的截面高度不宜 小于，其底部加强区竖向钢筋不少于0.015 ，其他部位不少于0.01，箍筋不少于柱加 密区箍筋规定的配筋率。为小墙肢的截面 面积。 、二级抗震墙的小墙肢，其轴压比 不宜大于0.6。
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试验表明，在反复荷载作用下，小墙肢 开裂和破坏远远早于大墙肢木料表面施涂清漆涂料施工工艺，即使加强配筋 ，也难以防止小墙肢的早期破坏。因此，抗 震设计时，应通过调整洞口位置来避免出现 小墙肢。若不能满足小墙肢截面高度要求时 可将小墙肢按不受力墙肢设计。
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八抗震墙结构的抗震设计
八抗震墙结构的抗震设计
八抗震墙结构的抗震设计 6）连梁构造 莲梁上下水平钢筋伸入墙内的长度不应小于[ 莲梁沿梁全长箍筋的构造要求应按框架梁端 加密区箍筋构造要求采用。 顶层连梁的纵向钢筋锚固长度范围内，应设置 旬距小于150mm的构造箍筋，其首径同该莲梁的 箍筋直径。 顶层莲梁的纵向钢筋锚固长度范围内，应设 置间距小于150mm的构造箍筋，其直径同该莲梁 的箍筋直径
A. 2f,sinα
此外，需对墙体上非连续小洞口补强 对穿过连梁的管道应预埋套管。
转换层框支梁施工方案八抗震墙结构的抗震设计