1、建筑剪力墙结构效能与布置【摘要】剪力墙是一种抵抗竖向荷载引起的轴向作用以及风、地震等水平荷载引起的剪切、弯曲作用的结构单元。剪力墙既可以做建筑物的承载结构，又可以作为建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。 /2/view-13091082.htm【关键词】建筑；剪力墙；结构效能；布置剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。防止结构剪切破坏。本文对建筑剪力墙结构效能与布置进行简要的分析。1 剪力墙的结构效能1.1 剪力墙是一种抵抗竖向荷载引起的轴向作用以及风、地震等水平荷载引起的剪切、弯曲作用的结构单
2、元。1.2 剪力墙既可以做建筑物的承载结构，又可以作为建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。1.3 剪力墙结构体系承载能力强，整体性和空间作用好，比框架结构有更好的抗侧能力，因此，可建造较高的建筑物。1.4 受剪力墙的间距的限制，建筑物的开间布置不够灵活，对需要大空间时就不太适用。一般适用住宅、公寓和旅馆。1.5 由于开间不大，剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。2 剪力墙结构体系的类型及适用范围2.1 普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系。2.2 框架剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系，适用
3、于需要有局部大空间的建筑，这时在局部大空间部分采用框架结构，同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗侧能力，从而满足高层建筑的要求。2.3 框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间，剪力墙无法全部落地时，就需要采用底部框支剪力墙结构。3 普通剪力墙结构的结构布置3.1 平面布置3.1.1 钢筋混凝土墙承受全部竖向荷载和水平力，所以剪力墙应双向或多向布置，且宜拉通对直。对于矩形，L形，T形平面时，剪力墙可沿两个正交的主轴方向布置；对于三角形及Y形平面可沿三个方向布置；正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。3.1.2 单片剪力墙的长度不宜过大：剪力墙发生弯曲破坏时，具有比较强的变形能力，抗
4、震延性好，而发生剪切破坏时，变形能力弱，延性差。过长的剪力墙容易发生剪切破坏，因此出于抗震延性的要求，不宜采用过长的剪力墙。每个剪力墙墙段的高度与长度之比不应超过2，当同一轴线上的剪力墙长度过长时，应用楼板或小连梁分成若干个墙段，每个墙段可以是单片墙，小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8.0m。剪力墙长度过大，将导致结构刚度过大、周期过小，会加大地震作用力，不经济。3.1.3 剪力墙的平面布置尽量对称、均匀，且数量适当。剪力墙的开间以6.07.0m的大开间，比3.03.9m的小开间，较经济合理，降低了材料用量，而且增大建筑使用面积。剪力墙结构的基本周期控制在T(0.040.05)NS，式
5、中NS一一层数。地震底部剪力控制在：FEK(0.020.03)G(7度，类场地)、FEK(0.040.06)G(8度，类场地)、 G建筑物的总重力荷载。若周期过短，地震力过大时，宜减少墙的数量。3.2 竖向布置沿结构高度的刚度突变对抗震非常不利，为避免这一问题，变剪力墙应在整个建筑的竖向贯通，上到顶，下到底。顶层取消部分剪力墙时，其余剪力墙应在构造上予以加强。底层取消部分剪力墙时，应设置转换层。为避免刚度突变，剪力墙的厚度应按阶段变化，每次厚度减小宜为50100mm，不宜过大，厚度变化时宜两侧同时内收，外墙及电梯间可只单面内收，厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层。剪力墙上的洞口宜上下对齐
6、，并列布置。相邻洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。当墙肢的宽度与厚度之比小于3的小墙肢，在反复荷载作用下，早开裂，早破坏，故墙肢宽度不宜小于3bW (bW为墙厚)，且不应小于500mm。4 框支剪力墙结构的设计要点4.1 为满足高层建筑多功能、综合用途的需要，顶部楼层作为住宅、旅馆，中部楼层作为办公用房，下部楼层作为商店、餐馆、文化娱乐设施。不同用途的楼层，需要大小不同的开间，从而采用不同的结构形式。上部楼层采用剪力墙结构以满足住宅和旅馆的要求；中部办公楼用房则需要中、小室内空间同时存在，则宜采用框架剪力墙结构来满足其要求；底部作为商店等用房需要有尽量大的空间，则宜加大柱网，尽量减少墙体
7、。4.2 由于结构底部与上部结构刚度产生突变，故在所发生的地震中，其破坏都比较严重，抗震性能较差，故在设计中要特别加以注意，设计中要考虑两个关键问题：保证大空间有充分的刚度，防止竖向的刚度过于悬殊；加强转换层的刚度与承载力，保证转换层可以将上层剪力可靠地传递到落地墙上去。4.3 落地剪力墙的布置和数量：底部大空间应有落地剪力墙或落地筒体，落地纵横剪力墙最好成组布置，结合为落地筒；平面为长矩形，横向剪力墙的片数较多时，落地的横向剪力墙的数目与横向剪力墙数目之比，非抗震设计时不宜少于30；抗震设计时不宜少于50；落地剪力墙尽量不要开洞，或仅开小洞，以免刚度削弱太大。洞口宜布置在剪力墙的中部。4.4
8、 转换层的设置，由剪力墙结构转换成框支剪力墙结构的大空间层时，其交接层即为转换层。4.4.1 转换层的结构形式框架结构。不落地剪力墙用柱和梁形成框支梁来支承上面的剪力墙；板柱结构。用厚板及柱来支承上部剪力墙；空腹桁架结构。用空腹桁架及柱来支承上部剪力墙；箱形刚性结构。4.4.2 框支梁、框支柱的基本要求框支梁的宽度不小于上部剪力墙厚度的2倍；框支梁上部相邻层的墙体非常重要，应力分布复杂，所以这层墙不宜设置边门洞，不得在中柱上方开设门洞；框支柱要求严格，轴压比要比普通柱小些：框支柱与框支梁要加强连接。柱宽宜与梁同宽或比梁宽度每边大50mm，且不小于450mm；断面高度hc，不小于柱宽，不小于梁跨的112，柱净高与截面高度之比大于或等于4。4.4.3 转换层楼板要求板厚不得小于180mm；楼板应双层双向配筋，并加强与剪力墙的锚固。5 结束语剪力墙结构在布置中有两个要点：一是材尽其用，发挥各类型剪力墙的特点，把各类型剪力墙布置在最适合的位置，发挥其最大效能；二是注意多道防线，有合理的屈服机制。参考文献：1张巍.土木工程概论.工业出版社.20092孙瑞丰.建筑学基础.清华大学出版社.2006
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