2010年一級(jí)建筑師建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)選型輔導(dǎo)資料(14)

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三、剪力墻結(jié)構(gòu)
    (一)剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能
    (1)剪力墻是一種抵抗豎向荷載引起的軸向作用以及風(fēng)、地震等水平荷載引起的剪力、彎曲作用的結(jié)構(gòu)單元。
    (2)剪力墻既可以做建筑物的承載結(jié)構(gòu),又可以作為建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻,因此墻體的布置必須同時(shí)滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。
    (3)剪力墻結(jié)構(gòu)體系承載能力強(qiáng),整體性和空間作用好,比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力,因此,可建造較高的建筑物。
    (4)受剪力墻的間距的限制,建筑物的開(kāi)間布置不夠靈活,對(duì)需要大空間時(shí)就不太適用。一般適用住宅、公寓和旅館。
    (5)由于開(kāi)間不大,剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板,可以不設(shè)梁,所以空間利用比較好,可節(jié)約層高。
    (二)剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類(lèi)型及適用范圍
    1.普通剪力墻結(jié)構(gòu)。全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。
    2.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。是由框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系,適用于需要有局部大空間的建筑,這時(shí)在局部大空間部分采用框架結(jié)構(gòu),同時(shí)又可用剪力墻來(lái)提高建筑物的抗側(cè)能力,從而滿足高層建筑的要求。
    3.框支剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要有大空間,剪力墻無(wú)法全部落地時(shí),就需要采用底部框支剪力墻的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
    (三)普通剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置
    1.平面布置
    (1)鋼筋混凝土墻承受全部豎向荷載和水平力,所以剪力墻應(yīng)雙向或多向布置,且宜拉通對(duì)直。
    對(duì)于矩形、L形、T形平面時(shí),剪力墻沿兩個(gè)正交的主軸方向布置;對(duì)于三角形及Y形平面可沿三個(gè)方向布置;對(duì)于正多邊形、圓形和弧形平面,則可沿徑向及環(huán)向布置。
    (2)單片剪力墻的長(zhǎng)度不宜過(guò)大:
    1)剪力墻發(fā)生彎曲破壞時(shí),具有比較強(qiáng)的變形能力,抗震延性好,而且發(fā)生剪切破壞時(shí),變形能力弱,延性差。過(guò)長(zhǎng)的剪力墻容易發(fā)生剪切破壞,因此出于抗震性的要求,不宜采用過(guò)長(zhǎng)的剪力墻。每個(gè)墻段的高寬比應(yīng)不小于2,當(dāng)同一軸線上的剪力墻過(guò)長(zhǎng)時(shí),應(yīng)用樓板或小連梁分成若干個(gè)墻段,每個(gè)墻段可以是單片墻,小開(kāi)口墻或聯(lián)肢墻。每個(gè)墻肢的寬度不宜大于8.0m。
    2)剪力墻長(zhǎng)度過(guò)大,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大、周期過(guò)短,會(huì)加大地震力作用,不經(jīng)濟(jì);
    (3)剪力墻的平面布置盡量對(duì)稱,均勻,且數(shù)量適當(dāng)。
    1)剪力墻的開(kāi)間以6.0~7.0m的大開(kāi)間,比3.0~3.9m的小開(kāi)間,較經(jīng)濟(jì)合理,降低了材料用量,而且增大建筑使用面積。
    2)剪力墻結(jié)構(gòu)的基本周期控制在
    Ns——為層數(shù)。
    底部剪力控制在:
    G——建筑物的總重力荷載。
    若周期過(guò)短,地震力過(guò)大時(shí),宜減少墻的數(shù)量。
    (4)調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)剛度的方法有:
    1)適當(dāng)減小剪力墻的厚度;
    2)降低連梁的高度;
    3)增大門(mén)窗洞口寬度;
    4)對(duì)較長(zhǎng)的墻肢設(shè)置施工洞,分為兩個(gè)墻肢。超過(guò)8.0m長(zhǎng)時(shí)都應(yīng)用施工洞劃分為小墻肢。
    2.豎向布置
    (1)沿結(jié)構(gòu)高度的剛度突變對(duì)抗震非常不利,為避免這一問(wèn)題,剪力墻應(yīng)在整個(gè)建筑的豎向貫通,上到頂,下到底。
    (2)頂層取消部分剪力墻時(shí),其余剪力墻應(yīng)在構(gòu)造上予以加強(qiáng)。底層取消部分剪力墻時(shí),應(yīng)設(shè)置轉(zhuǎn)換層。
    (3)為避免剛度突變,剪力墻的厚度應(yīng)按階段變化,每次厚度減小宜為50-l00mm,不宜過(guò)大,厚度變化時(shí)宜兩側(cè)同時(shí)內(nèi)收。外墻及電梯間墻可只單面內(nèi)收。厚度改變和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的改變宜錯(cuò)開(kāi)樓層。
    (4)剪力墻上的洞口宜上下對(duì)齊,并列布置。相鄰洞口之間及洞口與墻邊緣之間要避免小墻肢。當(dāng)墻肢的寬度與厚度之比小于3的小墻肢,在反復(fù)荷載作用下,早開(kāi)裂,早破壞,故墻肢寬度不宜小于3bw(bw為墻厚),且不應(yīng)小于500mm。