第六講剪力墻結(jié)構(gòu)

會(huì)計(jì)學(xué)1第六講剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑的定義高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

(JGJ3-2002

)：10層及十層以上或房屋高度大于28m的建筑物。高層建筑是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，不同時(shí)間，不同國(guó)家有不同的規(guī)定。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常用的高層建筑結(jié)構(gòu)體系：

（1）框架結(jié)構(gòu)；（2）剪力墻結(jié)構(gòu)（3）框架剪力墻結(jié)構(gòu)；（4）框筒結(jié)構(gòu)（5）筒中筒結(jié)構(gòu)；（6）束筒結(jié)構(gòu)第1頁(yè)/共23頁(yè)剪力墻的概念1.框架結(jié)構(gòu)的不足（1）房屋層數(shù)增多、高寬比增大時(shí)，骨架式框架結(jié)構(gòu)的梁柱截面將增大到不經(jīng)濟(jì)甚至不合理的地步。（2）采用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，雖能減少構(gòu)件尺寸和減輕房屋重量，但又會(huì)使房屋更加柔軟，對(duì)于水平力作用的反應(yīng)更加敏感。（3）框架結(jié)構(gòu)：“抗側(cè)力剛度小、水平位移大”。風(fēng)荷載和地震作用成為高層房屋設(shè)計(jì)中的決定因素。第2頁(yè)/共23頁(yè)剪力墻的概念2.剪力墻的作用

對(duì)高層建筑應(yīng)該從提高抗側(cè)力剛度方面著手，其有效措施就是設(shè)置一些墻片——剪力墻。彎矩圖第3頁(yè)/共23頁(yè)軸向力剪力第4頁(yè)/共23頁(yè)剪力墻的概念

層數(shù)很多的框架，意味著房屋的高寬比很大，這時(shí)，水平荷載對(duì)框架的威脅很嚴(yán)重，不僅使到框架的彎矩很大，而且，柱子負(fù)擔(dān)的軸向力和剪力也很大。從力的平衡關(guān)系看，因?yàn)榉课莺芨?，水平荷載產(chǎn)生的傾覆力偶很大。在這種情況下，有效的解決辦法就是設(shè)置一些墻片以代替框架。這墻片在水平力作用下的工作猶如懸臂的深梁，抗彎慣性矩大，換言之，抗側(cè)力剛度就大大提高；另外，從受剪力的效能看，墻的抗剪能力比框架強(qiáng)得多，這種墻為整個(gè)房屋提供很大的抗剪強(qiáng)度和剛度，所以稱為“抗剪墻”或“剪力墻”。第5頁(yè)/共23頁(yè)剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型：１（純）剪力墻結(jié)構(gòu)２框架-剪力墻結(jié)構(gòu)３框支剪力墻結(jié)構(gòu)４筒體結(jié)構(gòu)（包括框筒結(jié)構(gòu)）第6頁(yè)/共23頁(yè)剪力墻結(jié)構(gòu)1、概念利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。第7頁(yè)/共23頁(yè)2.剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，承載力(強(qiáng)度)要求也容易滿足，房間內(nèi)無(wú)梁柱外露。缺點(diǎn):剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求,結(jié)構(gòu)自重往往也較大。第8頁(yè)/共23頁(yè)第9頁(yè)/共23頁(yè)3、框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)變形特征比較第10頁(yè)/共23頁(yè)4.剪力墻結(jié)構(gòu)的適用范圍剪力墻結(jié)構(gòu)房屋剛度比框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)好，適用的層數(shù)更高，一般來(lái)說(shuō)，層數(shù)超過(guò)25層的房屋宜采用純剪力墻結(jié)構(gòu)。最大高度：非抗震時(shí)150m，6度時(shí)140m，7度時(shí)120m，8度時(shí)100m，9度時(shí)60m。H/B:非抗震時(shí)為6，6、7度時(shí)為6，8度時(shí)為5，9度時(shí)為4。理論上可達(dá)100~150米，但墻體太厚，不經(jīng)濟(jì)，以40層以下為宜。高寬比一般不宜大于6。第11頁(yè)/共23頁(yè)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)１概念：在框架體系的房屋中設(shè)置一些剪力墻來(lái)代替部分框架。２特點(diǎn)：（1）以框架結(jié)構(gòu)為主，以剪力墻為輔助補(bǔ)救框架結(jié)構(gòu)的不足的半剛性結(jié)構(gòu)。（2）剪力墻承擔(dān)大部分的水平荷載，框架以負(fù)擔(dān)豎向荷載為主。第12頁(yè)/共23頁(yè)第13頁(yè)/共23頁(yè)框架－剪力墻結(jié)構(gòu)（例）第14頁(yè)/共23頁(yè)3.受力變形特點(diǎn)第15頁(yè)/共23頁(yè)4、框架－剪力墻的適用范圍一般常用于：15～25層；最大高度：非抗震時(shí)140m，6度時(shí)130m，7度時(shí)120m，8度時(shí)100m，9度時(shí)50m。H/B:非抗震時(shí)為5，6、7度時(shí)為5，8度時(shí)為4，9度時(shí)為3。地震區(qū)的五層以上的工業(yè)廠房；由于剪力墻的存在，一定程度上限制了建筑平面布置的靈活性，這種體系用于旅館、公寓、住宅等建筑最為適宜。第16頁(yè)/共23頁(yè)剪力墻的形狀和布置1.剪力墻的形狀

開(kāi)口：1型、L型、Z型、[型、工型、T型封口：型、型、型2.剪力墻布置總則（1）房屋平、立面體型要簡(jiǎn)單均勻，便于布置剪力墻，也可為房屋的整體剛度提供有力因素。（2）剪力墻應(yīng)合理的盡量多地離開(kāi)房屋中心，這樣有利于房屋整體抗扭。第17頁(yè)/共23頁(yè)2.剪力墻布置總則（3）剪力墻布置應(yīng)盡量使抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心與水平荷載的合力作用線接近或重合，以避免房屋載側(cè)力作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。（4）剪力墻的剛度沿房屋高度不宜有突變。（5）應(yīng)采取措施增加剪力墻承擔(dān)的豎向荷載。若剪力墻承擔(dān)的豎向荷載較小，在較大的水平荷載作用下，墻截面一般處于大偏心受壓狀態(tài)，鋼筋用量較多。第18頁(yè)/共23頁(yè)3.框－剪體系的剪力墻布置

（1）剪力墻間距要求L不大于4B，B為房屋寬度。否則樓板自身平面內(nèi)發(fā)生彎矩和剪切變形。（2）對(duì)于平面為長(zhǎng)方形的建筑，可橫向布置剪力墻；對(duì)于平面接近正方形的建筑，應(yīng)雙向布置剪力墻，并且盡可能把兩個(gè)方向剪力墻組合在一起，剪力墻間盡量拉開(kāi)距離。（3）任意形狀平面的建筑，剪力墻應(yīng)布置在平面形狀或剛度變化處以及靠近房屋區(qū)段端部的位置。樓梯、電梯間等地方也應(yīng)該布置剪力墻。（4）過(guò)多的剪力墻是不必要的，一般20％水平荷載由框架承擔(dān)。第19頁(yè)/共23頁(yè)