附录六 带竖缝混凝土剪力墙板的设计

(一)设计原则

带竖缝混凝土剪力墙板只承受水平荷载产生的剪力,不考虑承受竖向荷载产生的压力。

(二)墙板几何尺寸设计

带竖缝混凝土剪力墙板的几何尺寸,可按下列要求确定(附图6.1):

 

附图 6.1

(1)墙板总尺寸l、h按建筑和结构设计要求确定。

(2)竖缝的数目及其尺寸,应满足下列要求:

 

   (附6.1)   

 

   (附6.2)   

 

   (附6.3)   

(3)墙板厚度的确定

 

   (附6.4)

 

   (附6.5)   

 

式中

:墙板的总剪力设计值;

 

:墙板水平横向钢筋配筋率,初步设计时可取=0.6%;

 

:箍筋配筋系数,

 

:水平横向钢筋的抗拉强度设计值;

 

:混凝土弯曲抗压强度设计值;

 

:墙板开裂后 竖向约束力对墙板横向承载力的影响系数;

 

:单肢缝间墙折算惯性矩可取近似值惯性矩,可近似取

(三)墙板的承载力计算

1.墙板的承载力,以一个缝间墙及在相应范围内的实体墙作为计算对象。

2.缝间墙两侧的纵向钢筋,按对称配筋大偏心受压构件计算确定。缝根截面内力按正式确定:

 

   (附6.6)

 

   (附6.7)

 

式中

:单肢缝间墙剪力设计值, 为缝间墙肢数。

由缝间墙弯剪变形引起的附加偏心距△e,按下式确定:

 

   (附6.8)

 

截面配筋系数按下式计算:

 

   (附6.9)

 

 

宜控制在0.075~0.185,且实配钢筋面积不宜超过计算所需面积的5%。若超出此范围过多,则应重新调整缝间墙肢数n1、缝间墙尺寸l1、h1以及a1(受力纵筋合力中心至缝间墙边缘的距离)fcm、fsy的值,使ρ1尽可能控制在上述范围内。

3.缝间墙斜截面抗剪强度应满足下式要求:

 

   (附6.10)

 

式中

:剪力设计值调整系数,可取1.2;

 

:混凝土抗压强度设计值。

 

4.实体墙斜截面抗剪强度应满足下式要求:

 

   (附6.11)

 

   (附6.12)

 

式中  

:竖向约束力对实体墙斜截面抗剪承载力的影响系数;

 

:剪应力不均匀修正系数,

 

:竖向约束系数,

(四)墙板V/u曲线

1.缝间墙纵筋屈服时的总受剪承载力和墙板的总体侧移,按下列公式计算:

 

   (附6.13)

 

   (附6.14)

 

   (附6.15)

 

   (附6.16)

 

式中

:系数,按附表6.1采用;

 

:缝间墙所配纵筋截面面积;

 

:缝间墙纵筋屈服时墙板的总体抗侧力刚度;

 

:考虑剪切变形影响的刚度修正系数;

 

:缝间墙抗弯刚度,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GBJ10)的规定确定,

 

附表6.1

系数μ值

a1

μ

0.05l1

0.10l1

0.15l1

3.67

3.41

3.20

 

 

2.缝间墙弯曲破坏时的最大抗剪承载力Vu1和墙板的总体最大侧移u,可按下列公式计算:

 

   (附6.17)

 

   (附6.18)

 

   (附6.19)

 

   (附6.20)

 

式中  

:缝间墙达弯压最大承载力时的总体抗侧移刚度;

 

:缝根截面的约束力偏心矩,

 

:缝根截面的缝间墙混凝土受压区高度,其中计算式

 

 

 

 

3.墙板的极限侧移可按下式确定:

墙板V-u曲线见附图6.2。

 

   (附6.21)

 

 

附图6.2 墙板的 V-曲线

(五)构造要求和连接

1.墙板应采用C20~C30混凝土。板中水平横向钢筋应按下列要求配置:

 

时,

   (附6.22)

 

时,

   (附6.23)

 

式中  

:横向钢筋间矩;

 

:同一高度处横向钢筋总截面积;

 

:缝间墙纵筋屈服时的抗剪承载力和缝间墙弯压破坏时的抗剪承载力,按式(附6.13)和式(附6.18)计算。

 

2.缝两端的实体墙中应配置横向主筋,其数量不低于缝间墙一侧纵向钢筋用量。

3.形成竖缝的填充材料宜用延性好、易滑动的耐火材料(如二片石棉板)。

4.墙板和柱间应有一定空隙,使彼此无连接,地板上端与高强度螺栓连接。墙板下端除临时连接措施外,应全长埋于现浇混凝土楼板内,通过齿槽和钢梁上焊接栓钉实现可靠连接。墙板的两侧角部,应采取充分可靠的连接措施(附图6.3)。

 

附图6.3 带竖缝剪力墙板与框架的连接