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第四章 剪力墙结构备课讲稿

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第四章 剪力墙结构备课讲稿_第1页
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单击此处编辑母版标题样式*1单击此处编辑母版副标题样式4 剪力墙结构 4.1剪力墙结构体系的概念、 分类、特 点及使用范围 4.2剪力墙的形状和结构布置原则 4.3剪力墙的构造及一般规定要求 4.4工程实例4.1剪力墙结构体系的概念、分类、特点及使用范围 4.1.1剪力墙结构的概念1、房屋层数和高度的增加,水平荷载对房屋的影响更加严重2、剪力墙:即为刚度较大的,一般是钢筋混凝土的墙片墙片在水平作用下的工作犹如悬臂的深梁深梁的抗弯惯性矩大,其抗侧刚度比框架柱大大提高,抗剪强度也大得多4.1.2剪力墙的分类 1、按施工工艺分1)大模现浇剪力墙结构体系(钢大模板或竹大模板,整支整拆)2)滑模现浇剪力墙结构体系(边浇筑边滑动,强度不是很高)3)全装配大板结构体系4)内浇外挂剪力墙结构体系(内墙采用钢筋混凝土剪力墙大模板施工工艺,外墙采用预制夹芯板保温板,两面均为光面不再抹灰)大模现浇剪力墙结构体系的施工工艺及设备相对较简单,又有较好的技术经济指标,比较适合我国的国情2、按剪力墙的整体性(墙体开洞大小)1) 实体剪力墙2) 双肢剪力墙3)联肢剪力墙(用于外墙)4)壁式框架(用于外墙) :剪力墙开洞面积很大,联系梁和墙肢的刚度均比较小,整个剪力墙的受力与变形接近于框架,几乎每层墙肢均有一个反弯点,这类剪力墙称为壁式剪力墙。

5)框支剪力墙(用于上部为住宅,下部为大空间建筑) 6)错洞剪力墙7)带小墙肢剪力墙(用于内墙)4.1.3剪力墙体系的特点 1、剪力墙结构体系的优点(1)结构整体性强,抗侧刚度大,侧向变形小,在承载力方面的要求易得到满足,适于建造较高的建筑;(2)集承重、抗风、抗震、围护和分隔于一体,经济合理的利用了结构材料;(3)抗震性能好,具有承受强烈地震烈而不倒的良好性能;(4)与框架结构体系相比,施工相对简便与快捷2、剪力墙结构体系的缺点 剪力墙结构体系的缺点 (1)墙体较密,使建筑平面布置和空间利用受到限制,较难满足大空间建筑功能的要求; (2)结构自重大,加上抗侧刚度较大,结构自振周期较短,导致较大的地震作用4.1.4剪力墙结构体系的适用范围 剪力墙的间距有一定限制,故不可能开间太大,对需要大空间时就不太适用,灵活性就差一般适用住宅、公寓和旅馆 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的框支剪力墙结构在抗震要求较高房屋慎用 4.2剪力墙的形状和结构布置原则 4.2.1剪力墙的形状剪力墙的形状没有限制,一般截面较少用一字,多设计成L形、Z形、T形、工形、形、形、形、形4.2.2剪力墙结构布置原则1、剪力墙在平面上应沿建筑物主轴方向布置剪力墙在平面上应沿建筑物主轴方向布置: 当建筑物为矩形、T形和L形平面时,剪力墙应沿两个主轴方向布置; 建筑物为形、Y形、十字形平面时,剪力墙应沿三个或四个主轴方向布置; O形平面,则沿径向布置成辐射状。

剪力墙结构的平面2剪力墙片应尽量对直拉通,否则,不能视为整体墙片l 当两道墙错开距离 d3 ( 为墙厚度)时;l 墙体在平面上为转折形状,其转角 15时才可以近似当做整体平面剪力墙对待 3、剪力墙结构的平面形状力求简单、规则、对称,墙体布置力求均匀,使质量中心与刚度中心尽量接近; 4、剪力墙结构应尽量避免竖向刚度突变,墙体沿竖向宜贯通全高,墙厚度沿竖向宜逐渐减薄,在同一结构单元内宜避免错层及局部夹层; 5、全剪力墙体系从剪力墙布置均衡来考虑:l在民用建筑中,横墙短而数量多,纵墙长而数量少;l横向剪力墙间距一般68m; 6、对抗震要求的建筑,应避免抗震性能不良的鱼骨式的平面布置; 7、当建筑平面形状任意时,在受力复杂处,剪力墙应适当加密; 8、剪力墙宜设于建筑物两端、楼梯间、电梯间及平面刚度有变化处,同时以能纵横向相互连接在一起为有利,这样,对增大剪力墙刚度很有好处 9、剪力墙平面布置的两种方案:横墙承重方案:横墙间距即为楼板跨度,通常剪力墙间距为68米纵横墙共同承重方案:楼板支承在进深大梁和横向剪力墙上,而大梁又搁置在纵墙上一般横墙承重方案应用较多 10、当建筑使用功能要求有底层大空间时,可以使用框支剪力墙,但一般要求有落地剪力墙协同工作 11、框支剪力墙与落地剪力墙协同工作体系中,落地横向剪力墙数量占全部横向剪力墙数量的百分比:非抗震30,抗震时不少于50 12、落地剪力墙间距L应满足:非抗震:L3B,L 36M(B为楼面宽)抗震:L 2B,L 24M(底部为12层框支时) 13、上下层剪力墙的刚度比宜尽量接近于1。

14、框支剪力墙托梁上方的一层墙体不宜设置边门洞,且不得在中柱上方设门洞落地剪力墙尽量少开窗洞,若必须开洞时宜布置在墙体的中部 15、转换层楼板混凝土强度等级不宜低于C30,并应采用双向上下层配筋 16、框支梁柱截面尺寸 框支梁宽度不宜小于上层墙体厚度的2倍,且不小于400mm 框支梁高度:l进行抗震设计是不应小于跨度的1/6;l进行非抗震设计是不应小于跨度的1/8也可采用加腋梁n框支柱的截面宽度宜与梁宽相等,也可比梁宽大50.l非抗震设计时柱截面宽不宜小于400mm;框支柱截面高度不宜小于梁跨度的1/15;l进行抗震设计时柱宽不宜小于450mm,柱截面高不宜小于梁跨度的1/12,柱净高与截面长边尺寸比宜大于4 17、框支梁柱的混凝土等级不得低于C30 18、对于底层大空间,上层鱼骨式剪力墙结构,结构平面布置的要求见p534.3剪力墙的构造及一般规定要求 4.3.1剪力墙的材料要求剪力墙的混凝土强度等级不低于C20剪力墙的配筋:剪力墙厚度200,可单层配筋;剪力墙厚度200 ,应两层配筋山墙及相邻第一道内横墙、楼梯间或电梯间及内纵墙等都应双层配筋图8.12 剪力墙截面配筋形式(a)双排筋;(b)单排筋;(c)暗柱;(d)明柱4.3.2剪力墙的厚度要求 一、二级抗震等级的剪力墙厚度,不应小于 160mm,且不应小于层高的 1/20; 底部加强部位的墙厚,不宜小于 200mm,且不宜小于层高的 1/16; 对三、四级抗震等级,不应小于 160mm,且不应小于层高的 1/25。

4.3.3剪力墙所适应的最大高度及高宽比结结构体系非抗震设计设计抗震设设防烈度6度7度8度9度全部落地剪力墙墙15014012010060部分落地剪力墙墙18012010080不应应采用A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度(m)A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,乙类、丙类建筑采用 9度抗震时,应专门研究 (说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度) B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度(m)结结构体系非抗震设设计计抗震设设防烈度6度7度8度全部落地剪力墙墙180170150130部分落地剪力墙墙150140120100非抗震设设计计抗震设设防烈度6度、7度8度9度8654A级高度乙类、丙类高层建筑剪力墙结构体系建筑高宽比限值B级高度乙类、丙类高层建筑剪力墙结构体系建筑高宽比限值非抗震设计设计抗震设设防烈度6度、7度8度8764.3.4剪力墙墙体上开洞的基本要求l剪力墙上的洞口会影响剪力墙的分类及相应的受力状态和变形;l对于较大的洞口应尽量设计成上下洞口对齐成列布置,能形成明确的墙肢和连梁,避免上下洞口错列的不规则布置(抗风和抗震都不利)。

1)由于建筑使用功能要求而上下洞口不能对齐成列而需要错开时,应根据高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ32002)的规定进行应力分析及截面配筋设计对于错洞墙工程实践中常用以下措施:一般错洞墙 当必须采用错洞墙时,洞口错开距离不宜小于2m叠合错洞墙 抗震设计及非抗震设计中均不宜采用叠合错洞墙,当必须采用时,应按图4.12(b)所示的暗框式配筋底层局部错洞墙 其标准层洞口部位的竖向钢筋应延伸至底层,并在一、二层形成上下连续的暗柱,二层洞口下设暗梁,并加强配筋底层墙截面的暗柱应伸入二层2)对于宽墙肢n一般当其截面高度大于8m时可开门窗洞或开结构洞,事后再行堵砌,见图4.13,使一道剪力墙分为若干较均匀的墙肢n各墙肢可以是整体墙、小开口墙、联肢墙或壁式框架,各墙肢的高宽比均不宜小于2.(3)洞口位置距墙端要保持一定的距离,以使墙体受力合理及有利于配筋构造4)门窗洞口的设置应避免出现宽度B3b(b为墙肢厚度)的薄弱小墙肢 总之,剪力墙以不开洞比开洞好;少开洞比多开洞好;开小洞比开大洞好;单排洞比多排洞好;洞口靠中比洞口靠边好不同洞口位置对剪力墙抗剪强度的影响洞口之间剪力墙起到连梁的作用,提高了整体性连梁对剪力墙抗剪强度的影响 4.3.5框支剪力墙 框支剪力墙剪力墙结构的高层建筑,可能在底部一层甚至三层范围内,因使用上要求做成大空间,迫使一些剪力墙不能全部直通到底,而由底部框架、梁柱来抬上部的剪力墙,这样就成为框支墙。

主要特点l侧向刚度在底层楼盖处发生突变;l在地震作用下往往由于从下到上刚度突变,底层框架刚度太弱、强度不足、侧移过大、延性不足而出现破坏归纳设计中框支剪力墙常遇见的一些问题总结如下:(1)框支墙与落地墙的比例 在地震区,一般限制框支墙的总榀数不超过全部横墙数的50 2)增加落地剪力墙的厚度(但不宜超过原墙厚的2倍),提高落地剪力墙与框架柱的强度等级,控制落地剪力墙的间距不宜大于建筑物宽度的2.5倍;落地剪力墙组合布置成筒状或工字形等来增加结构底部的总抗侧刚度3)避免在框支楼盖顶处发生刚度急剧突变,如板厚不宜小于180mm,采用现浇钢筋混凝土且强度不宜低于C30,用双向上下配筋,配筋率不宜低于0.25 .(4)根据建筑使用功能,将底层框架扩展为23层,刚度随层高逐渐变化,使刚度逐渐减弱而避免突变5)在框架的最上面一层设置设备层,作为刚度的过渡层,使结构转换层上下刚度较为接近6)框支梁、柱截面的确定 框架梁高度一般可取(1/61/8)梁跨; 框架柱截面应符合轴压比 总之:框支剪力墙在竖向布置时,为防止刚度突变采取各种措施,使其大空间底层的层刚度变化率接近于1,不宜超过2;不宜在地震区单独使用框支剪力墙结构,即需要时采用框支剪力墙与落地剪力墙协同工作。

4.4工程实例JIE GOU XUAN XINGJIE GOU XUAN XING1广州白云宾馆剪力墙结构该建筑33层,其中地下室1层,高106.6m,横向布置剪力墙,纵向走廊两边也为剪力墙,墙厚沿高度从下往上逐渐减小,底层最厚32cm,25层以上16cm,混凝土强度等级也随高度降低最高C30,最低C20计算顶点水平侧移值96mm,约为建筑总高的1%,层间相对位移小于1/960,钢筋用量66kg/ ,水泥用量306kg/ 2北京西苑饭店JIE GOU XUAN XINGJIE GOU XUAN XING该饭店建于1984年,主楼建筑面积62500 ,749间客房3北京粮食公司高层商店住宅剪力墙JIE GOU XUAN XINGJIE GOU XUAN XING该商店住宅1984年建成,建筑面积12950 ,共17层,其中地下2层4德国不来梅扇形22层单身职工大楼JIE GOU XUAN XINGJIE GOU XUAN XING。

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