什么地方一定要用剪力墻

【專家解說】：剪力墻 剪力墻的類別: 剪力墻結(jié)構(gòu) (一)剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能 (二)剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型及適用范圍 (三)普通剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置 剪力墻結(jié)構(gòu)特點 剪力墻的計算方法: 剪力墻的類別: 剪力墻結(jié)構(gòu) (一)剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能 (二)剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型及適用范圍 (三)普通剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置 剪力墻結(jié)構(gòu)特點 剪力墻的計算方法: 中文詞條名：剪力墻 英文詞條名：shear wall 房屋或構(gòu)筑物中主要承受風荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。防止結(jié)構(gòu)剪切破壞。又稱抗風墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。分平面剪力墻和筒體剪力墻。平面剪力墻用于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、升板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強度及抗倒塌能力，在某些部位可現(xiàn)澆或預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻?，F(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時澆筑，整體性好。筒體剪力墻用于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)中 ，由電梯間、樓梯間、設(shè)備及輔助用房的間隔墻圍成，筒壁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體，其剛度和強度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。 [編輯本段]剪力墻的類別: 一般按照剪力墻上洞口的大小、多少及排列方式，將剪力墻分為以下幾種類型： 整體墻 沒有門窗洞口或只有少量很小的洞口時，可以忽略洞口的存在，這種剪力墻即為整體剪力墻，簡稱整體墻。 當門窗洞口的面積之和不超過剪力墻側(cè)面積的15%，且洞口間凈距及孔洞至墻邊的凈距大于洞口長邊尺寸時，即為整體墻。 小開口整體墻 門窗洞口尺寸比整體墻要大一些，此時墻肢中已出現(xiàn)局部彎矩，這種墻稱為小開口整體墻。 聯(lián)肢墻 剪力墻上開有一列或多列洞口，且洞口尺寸相對較大，此時剪力墻的受力相當于通過洞口之間的連梁連在一起的一系列墻肢，故稱連肢墻。 框支剪力墻 當?shù)讓有枰罂臻g時，采用框架結(jié)構(gòu)支撐上部剪力墻，就形成框支剪力墻。在地震區(qū)，不容許采用純粹的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 壁式框架 在聯(lián)肢墻中，如果洞口開的再大一些，使得墻肢剛度較弱、連梁剛度相對較強時，剪力墻的受力特性已接近框架。由于剪力墻的厚度較框架結(jié)構(gòu)梁柱的寬度要小一些，故稱壁式框架。 開有不規(guī)則洞口的剪力墻 有時由于建筑使用的要求，需要在剪力墻上開有較大的洞口，而且洞口的排列不規(guī)則，即為此種類型。 需要說明的是，上述剪力墻的類型劃分不是嚴格意義上的劃分，嚴格劃分剪力墻的類型還需要考慮剪力墻本身的受力特點。 [編輯本段]剪力墻結(jié)構(gòu) (一)剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能 1．建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔時，這種墻體既承擔水平構(gòu)件傳來的豎向荷載，同時承擔風力或地震作用傳來的水平地震作用。剪力墻即由此而得名(抗震規(guī)范定名為抗震墻)。 2．剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護墻，因此墻體的布置必須同時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，有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，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．剪力墻的間距有一定限制，故不可能開間太大。對需要大空間時就不太適用。靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。 5．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)體系的類型及適用范圍 1．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，這時在局部大空間部分采用框架結(jié)構(gòu)，同時又可用剪力墻來提高建筑物的抗側(cè)能力，從而滿足高層建筑的要求。 2．普通剪力墻結(jié)構(gòu)。全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。 3．框支剪力墻結(jié)構(gòu)。當剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要有大空間，剪力墻無法全部落地時，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 剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向荷載和水平力都由鋼筋混凝土墻承受，所以剪力墻應(yīng)沿平面主要軸線方向布置。 1)矩形、L形、T形平面時，剪力墻沿兩個正交的主軸方向布置； 2)三角形及Y形平面可沿三個方向布置； 3)正多邊形、圓形和弧形平面，則可沿徑向及環(huán)向布置。 單片剪力墻的長度不宜過大： 1)長度很大的剪力墻，剛度很大將使結(jié)構(gòu)的周期過短，地震力太大不經(jīng)濟； 2)剪力墻以處于受彎工作狀態(tài)時，才能有足夠的延性，故剪力墻應(yīng)當是高細的，如果剪力墻太長時，將形成低寬剪力墻，就會由受剪破壞，剪力墻呈脆性，不利于抗震。故同一軸線上的連續(xù)剪力墻過長時，應(yīng)用樓板或小連梁分成若干個墻段，每個墻段的高寬比應(yīng)不小于2。每個墻段可以是單片墻，小開口墻或聯(lián)肢墻。每個墻肢的寬度不宜大于8．0m，以保證墻肢是由受彎承載力控制，和充分發(fā)揮豎向分布筋的作用。內(nèi)力計算時，墻段之間的樓板或弱連梁不考慮其作用，每個墻段作為一片獨立剪力墻計算。 [編輯本段]剪力墻結(jié)構(gòu)特點 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長度為厚度的5-8倍剪力墻結(jié)構(gòu)，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型。 這種結(jié)構(gòu)型式的特點是： ①結(jié)合建筑平面，利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能發(fā)生矛盾； ②墻的數(shù)量可多可少，肢長可長可短，主要視抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同的尺寸和布置來調(diào)整剛度中心的位置； ③能靈活布置，可選擇的方案較多，樓蓋方案簡單； ④連接各墻的梁，隨墻肢位置而設(shè)于間隔墻豎平面內(nèi)，可隱蔽； ⑤根據(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度的需要，利用中心剪力墻，形成主要的抗側(cè)力構(gòu)件，較易滿足剛度和強度要求。 對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，因其是剪力墻大開口而成，所以基本上與普通剪力墻結(jié)構(gòu)分析相同，可采用三維桿-系簿壁柱空間分析方法或空間桿-墻組元分析方法，前者如建研院的TBSA、TAT，廣東省建筑設(shè)計院的廣廈CAD的SS模塊，后者如建研院的TBSSAP、SATWE，清華大學的TUS，廣東省建院的SSW等。其中空間桿墻組元分析方法計算模型更符合實際情況，精度較高。雖然三維桿系-簿壁柱空間分析程序使用較早、應(yīng)用較廣，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應(yīng)該用空間桿-墻組元程序進行校核。 在進行以上分析后，按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)范》進行截面與構(gòu)造設(shè)計，相對于異形柱結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的理論與實踐較為成熟，但這種結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍然有需要引起重視的方面。 （1）由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相對于普通剪力墻結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度相對較小，設(shè)計時宜布置適當數(shù)量的長墻，或利用電梯，樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒，以避免設(shè)防烈度下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的變形，同時也形成兩道抗震設(shè)防； （2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應(yīng)加強其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率； （3）高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部外圍小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力，由一些模型試驗反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量，加強小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應(yīng)在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢； （4）各墻肢分布要盡量均勻，使其剛度中心與建筑物的形心盡量接近，必要時用長肢墻來調(diào)整剛度中心； （5）高層結(jié)構(gòu)中的連梁是一個耗能構(gòu)件，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對減小，連接各墻肢間的梁已類似普通框架梁，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應(yīng)在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架梁要求，控制砼壓區(qū)高度，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70%-80%來解決，按強剪弱彎，強柱弱梁的延性要求進行計算。 剪力墻的計算 [編輯本段]剪力墻的計算方法: 剪力墻所承受的豎向荷載，一般是結(jié)構(gòu)自重和樓面荷載，通過樓面?zhèn)鬟f到剪力墻。豎向荷載除了在連梁（門窗洞口上的梁）內(nèi)產(chǎn)生彎矩以外，在墻肢內(nèi)主要產(chǎn)生軸力?？梢园凑占袅Φ氖芎擅娣e簡單計算。 在水平荷載作用下，剪力墻受力分析實際上是二維平面問題，精確計算應(yīng)該按照平面問題進行求解。可以借助于計算機，用有限元方法進行計算。計算精度高，但工作量較大。在工程設(shè)計中，可以根據(jù)不同類型剪力墻的受力特點，進行簡化計算。 整體墻和小開口整體墻 在水平力的作用下，整體墻類似于一懸臂柱，可以按照懸臂構(gòu)件來計算整體墻的截面彎矩和剪力。小開口整體墻，由于洞口的影響，墻肢間應(yīng)力分布不再是直線，但偏離不大。可以在整體墻計算方法的基礎(chǔ)上加以修正。 聯(lián)肢墻 聯(lián)肢墻是由一系列連梁約束的墻肢組成，可以采用連續(xù)化方法近似計算。 壁式框架 壁式框架可以簡化為帶剛域的框架，用改進的反彎點法進行計算。 框支剪力墻和開有不規(guī)則洞口的剪力墻 此兩類剪力墻比較復(fù)雜，最好采用有限元法借助于計算機進行計算。其計算判斷過程是由整體參數(shù)來判斷的有關(guān)計算方法有那些注意的問題,希望大家展開討論. 還有個比較重要而且需要進一步理解的概念是:協(xié)同工作原理 基本的原理是這樣的:框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)體系在水平荷載下的變形規(guī)律是完全不相同的?？蚣艿膫?cè)移曲線是剪切型，曲線凹向原始位置；而剪力墻的側(cè)移曲線是彎曲型，曲線凸向原始位置。在框架—剪力墻（以下簡稱框-剪）結(jié)構(gòu)中，由于樓蓋在自身平面內(nèi)剛度很大，在同一高度處框架、剪力墻的側(cè)移基本相同。這使得框—剪結(jié)構(gòu)的側(cè)移曲線既不是剪切型，也不是彎曲型，而是一種彎、剪混合型，簡稱彎剪型。在結(jié)構(gòu)底部，框架將把剪力墻向右拉；在結(jié)構(gòu)頂部，框架將把剪力墻向左推。因而，框—剪結(jié)構(gòu)底部側(cè)移比純框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移要小一些，比純剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移要大一些；其頂部側(cè)移則正好相反?？蚣芎图袅υ诠餐袚獠亢奢d的同時，二者之間為保持變形協(xié)調(diào)還存在著相互作用?？蚣芎图袅χg的這種相互作用關(guān)系，即為協(xié)同工作原理。 考慮地震作用組合的剪力墻，其正截面抗震承載力應(yīng)按規(guī)定計算，但在其正截面承載力計算公式右邊，應(yīng)除以相應(yīng)的承載力抗震調(diào)整系數(shù) γRE。剪力墻各墻肢截面考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計值：對一級抗震等級剪力墻的底部加強部位及以上一層，應(yīng)按墻肢底部截面考慮地震作用組合彎矩設(shè)計值采用，其他部位可采用考慮地震作用組合彎矩設(shè)計值乘以增大系數(shù)