建筑剪力墙结构效能与布置.docx

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1、建筑剪力墙结构效能与布置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。标签建筑；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、弯曲作用的结构单元。1.2 剪力墙既可以做建筑物的承载结构，又

2、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 框架一剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系，适用于需 要有局部大空间的建筑，这时在局部

3、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，抗震延性好，而发生剪切 破坏时

4、，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8.0mo 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,式中NS 层

5、数。地震底部剪力控制在：FEK = (0.020.03)G(7 度，H类直场地)、FEK = (0.040.06)G(8度，II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50-100mm,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

6、力墙上的洞口宜上下对齐，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500mmo3.3 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，则宜采用框架一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

7、的 空间，则宜加大柱网，尽量减少墙体。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

8、， 以免刚度削弱太大。洞口宜布置在剪力墙的中部。4.4 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he,不小于柱 宽，不小于梁跨的1/12,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.2009孙瑞丰,建筑学基础.清华大学出版社.2006