結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)知識輔導(dǎo):小高層建筑中剪力墻設(shè)計1

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一、剪力墻結(jié)構(gòu)
    (一)剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能
    建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時,這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載,同時承擔(dān)風(fēng)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)。
    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滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。
    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。
    剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大,在水平荷載作用下側(cè)移小,其缺點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。
    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)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(jì);
    (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(dāng)是高細(xì)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.
    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。
    二、剪力墻設(shè)計
    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(jìn)行求解??梢越柚谟嬎銠C(jī),用有限元方法進(jìn)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(jìn)行簡化計算。