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精彩詞條剪力墻
補(bǔ)充:0 瀏覽:12927 發(fā)布時(shí)間:2012-10-29
主要承受風(fēng)荷載或地震作用所產(chǎn)生的水平剪力的墻體。
剪力墻(shear wall)又稱抗風(fēng)墻或抗震墻、結(jié)構(gòu)墻。房屋或構(gòu)筑物中主要承受風(fēng)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。 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(wú)梁樓蓋體系中。為增加結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)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。現(xiàn)澆剪力墻與周邊梁、柱同時(shí)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(qiáng)度較平面剪力墻高可承受較大的水平荷載。 墻根據(jù)受力特點(diǎn)可以分為承重墻和剪力墻,前者以承受豎向荷載為主,如砌體墻;后者以承受水平荷載為主。在抗震設(shè)防區(qū),水平荷載主要由水平地震作用產(chǎn)生,因此剪力墻有時(shí)也稱為抗震墻。 剪力墻按結(jié)構(gòu)材料可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻。其中以鋼筋混凝土剪力墻最為常用。 剪力墻結(jié)構(gòu) 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(dān)時(shí),這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來(lái)的豎向荷載,同時(shí)承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來(lái)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(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,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.剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大,在水平荷載作用下側(cè)移小,其缺點(diǎn)是 剪力墻的間距有一定限制,建筑平面布置不靈活,不適合要求大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大,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。. 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(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)提高建筑物的抗震能力,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(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)。 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(shí),剪力墻沿兩個(gè)正交的主軸方向布置; 2)三角形及Y形平面可沿三個(gè)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(zhǎng)度不宜過(guò)大: 1)長(zhǎng)度很大的剪力墻,剛度很大將使結(jié)構(gòu)的周期過(guò)短,地震力太大不經(jīng)濟(jì); 2)剪力墻以處于受彎工作狀態(tài)時(shí),才能有足夠的延性,故剪力墻應(yīng)當(dāng)是高細(xì)的,如果剪力墻太長(zhǎng)時(shí),將形成低寬剪力墻,就會(huì)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(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)墻段的高寬比應(yīng)不小于2。每個(gè)墻段可以是單片墻,小開口墻或聯(lián)肢墻。每個(gè)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(jì)算時(shí),墻段之間的樓板或弱連梁不考慮其作用,每個(gè)墻段作為一片獨(dú)立剪力墻計(jì)算。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢的長(zhǎng)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(diǎn)是: ①結(jié)合建筑平面,利用間隔墻位置來(lái)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(zhǎng)可長(zhǎng)可短,主要視抗側(cè)力的需要而定,還可通過(guò)不同的尺寸和布置來(lái)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(jiǎn)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(qiáng)度要求。 對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)院的廣廈CAD的SS模塊,后者如建研院的TBSSAP、SATWE,清華大學(xué)的TUS,廣東省建院的SSW等。其中空間桿墻組元分析方法計(jì)算模型更符合實(shí)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(duì)墻肢較長(zhǎng)的短肢剪力墻,應(yīng)該用空間桿-墻組元程序進(jìn)行校核。 在進(jìn)行以上分析后,按《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》進(jìn)行截面與構(gòu)造設(shè)計(jì),相對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu),短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的理論與實(shí)踐較為成熟,但這種結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)于普通剪力墻結(jié)構(gòu)其抗側(cè)剛度相對(duì)較小,設(shè)計(jì)時(shí)宜布置適當(dāng)數(shù)量的長(zhǎng)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(shí)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(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí),會(huì)加劇已有的翹曲變形,使其墻肢首先開裂,應(yīng)加強(qiáng)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(yàn)反映出外周邊墻肢開裂,因而對(duì)外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量,加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能。短肢墻應(yīng)在兩個(gè)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(shí)用長(zhǎng)肢墻來(lái)調(diào)整剛度中心; (5)高層結(jié)構(gòu)中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件,在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻肢剛度相對(duì)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(jì)算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào),使其設(shè)計(jì)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(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70%-80%來(lái)解決,按強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)柱弱梁的延性要求進(jìn)行計(jì)算。 剪力墻的計(jì)算。 其他補(bǔ)充 |
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