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1、第六讲剪力墙结构 内容v1.高层建筑的定义高层建筑的定义v2.剪力墙的概念剪力墙的概念v3.剪力墙结构体系剪力墙结构体系v4.框架剪力墙结构体系框架剪力墙结构体系v5.剪力墙的形状和布置剪力墙的形状和布置v6.实例实例高层建筑的定义v高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)：10层及十层以上或房屋高度大于层及十层以上或房屋高度大于28m的建的建筑物。筑物。v高层建筑是一个动态的概念，不同时间，不高层建筑是一个动态的概念，不同时间，不同国家有不同的规定。同国家有不同的规定。v钢筋混凝土结构中常用的高层建筑结构体系：钢筋混凝土结构中常用的高层建筑结构体系： （1
2、）框架结构；（框架结构；（2）剪力墙结构）剪力墙结构（3）框架剪力墙结构；（框架剪力墙结构；（4）框筒结构）框筒结构（5）筒中筒结构；（筒中筒结构；（6）束筒结构束筒结构剪力墙的概念1.框架结构的不足框架结构的不足（1）房屋层数增多、高宽比增大时，骨架式框架）房屋层数增多、高宽比增大时，骨架式框架结构的梁柱截面将增大到不经济甚至不合理的地步。结构的梁柱截面将增大到不经济甚至不合理的地步。（2）采用高强度的结构材料，虽能减少构件尺寸）采用高强度的结构材料，虽能减少构件尺寸和减轻房屋重量，但又会使房屋更加柔软，对于水和减轻房屋重量，但又会使房屋更加柔软，对于水平力作用的反应更加敏感。平力作用的反应
3、更加敏感。（3）框架结构：）框架结构：“抗侧力刚度小、水平位移大抗侧力刚度小、水平位移大”。风荷载和地震作用成为高层房屋设计中的决定因素。风荷载和地震作用成为高层房屋设计中的决定因素。剪力墙的概念2.剪力墙的作用剪力墙的作用对高层建筑应该从提高抗侧力刚度方面着手，其有效对高层建筑应该从提高抗侧力刚度方面着手，其有效措施就是设置一些墙片措施就是设置一些墙片剪力墙。剪力墙。弯矩图轴向力剪力剪力墙的概念v 层数很多的框架，意味着房屋的高宽比很大，层数很多的框架，意味着房屋的高宽比很大，这时，水平荷载对框架的威胁很严重，不仅使到框这时，水平荷载对框架的威胁很严重，不仅使到框架的弯矩很大，而且，柱子负担
4、的轴向力和剪力也架的弯矩很大，而且，柱子负担的轴向力和剪力也很大。从力的平衡关系看，因为房屋很高，水平荷很大。从力的平衡关系看，因为房屋很高，水平荷载产生的倾覆力偶很大。在这种情况下，有效的解载产生的倾覆力偶很大。在这种情况下，有效的解决办法就是设置一些墙片以代替框架。这墙片在水决办法就是设置一些墙片以代替框架。这墙片在水平力作用下的工作犹如悬臂的深梁，抗弯惯性矩大，平力作用下的工作犹如悬臂的深梁，抗弯惯性矩大，换言之，抗侧力刚度就大大提高；另外，从受剪力换言之，抗侧力刚度就大大提高；另外，从受剪力的效能看，墙的抗剪能力比框架强得多，这种墙为的效能看，墙的抗剪能力比框架强得多，这种墙为整个房屋
5、提供很大的抗剪强度和刚度，所以称为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度，所以称为“抗剪墙抗剪墙”或或“剪力墙剪力墙”。剪力墙结构体系的类型剪力墙结构体系的类型：剪力墙结构体系的类型：（纯）剪力墙结构（纯）剪力墙结构框架框架-剪力墙结构剪力墙结构框支剪力墙结构框支剪力墙结构筒体结构（包括框筒结构）筒体结构（包括框筒结构）剪力墙结构剪力墙结构v1、概念、概念v利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。平荷载的结构，称为剪力墙结构。v2.剪力墙结构的优缺点剪力墙结构的优缺点v优点优点:整体性好，刚度大，在水平荷载作整体性好，刚度大，在水平荷
6、载作用下侧向变形小，承载力用下侧向变形小，承载力(强度强度)要求也容要求也容易满足，房间内无梁柱外露。易满足，房间内无梁柱外露。v缺缺点点:剪剪力力墙墙间间距距不不能能太太大大，平平面面布布置置不不灵灵活活，不不能能满满足足公公共共建建筑筑的的使使用用要要求求,结结构自重往往也较大。构自重往往也较大。v3、剪力墙结构的变形特征、剪力墙结构的变形特征自底自底层向上，位移增量向上，位移增量 越来越大，越来越大，与与悬臂梁的弯曲臂梁的弯曲变形曲形曲 线类似。故称似。故称“弯曲型弯曲型”剪力墙结构v3、框架结构与剪力墙结构变形特征比较、框架结构与剪力墙结构变形特征比较v4.剪力墙结构的适用范围剪力墙结
7、构的适用范围v剪力墙结构剪力墙结构房屋刚度比框架结构和框架房屋刚度比框架结构和框架-剪力墙剪力墙结构好，适用的层数更高，一般来说，层数超过结构好，适用的层数更高，一般来说，层数超过25层的房屋宜采用纯剪力墙结构。层的房屋宜采用纯剪力墙结构。v最大高度：非抗震时最大高度：非抗震时150m，6度时度时140m，7度度时时120m，8度时度时100m，9度时度时60m。vH/B:非抗震时为非抗震时为6，6、7度时为度时为6，8度时为度时为5，9度时为度时为4。v理论上可达理论上可达100150米，但墙体太米，但墙体太厚厚，不经济，不经济，以以40层以下为宜。层以下为宜。v高宽比一般不宜大于高宽比一般
8、不宜大于6。框架框架-剪力墙结构剪力墙结构概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架。来代替部分框架。特点：特点：（1）以框架结构为主，以剪力墙为辅助补）以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构。救框架结构的不足的半刚性结构。（2）剪力墙）剪力墙承担大部分的水平荷载，承担大部分的水平荷载，框架框架以负担竖向荷载为主。以负担竖向荷载为主。框架剪力墙结构（例）框架剪力墙结构（例）v3.受力变形特点受力变形特点4、框架剪力墙的适用范围、框架剪力墙的适用范围v一般常用于：一般常用于：1525层；层；v最大高度：非抗震时最大高度：非抗震
9、时140m，6度时度时130m，7度时度时120m，8度时度时100m，9度时度时50m。vH/B:非抗震时为非抗震时为5，6、7度时为度时为5，8度时为度时为4，9度时为度时为3。v地震区的五层以上的工业厂房；地震区的五层以上的工业厂房；v由于剪力墙的存在，一定程度上限制了建由于剪力墙的存在，一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性，这种体系用于旅馆、筑平面布置的灵活性，这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜。公寓、住宅等建筑最为适宜。剪力墙的形状和布置剪力墙的形状和布置1.剪力墙的形状剪力墙的形状开口：开口：1型、型、L型、型、Z型、型、型、工型、型、工型、T型型封口：封口：型、型、型、型
10、、型型2.剪力墙布置总则剪力墙布置总则（1）房屋平、立面体型要简单均匀，便于布置剪）房屋平、立面体型要简单均匀，便于布置剪力墙，也可为房屋的整体刚度提供有力因素。力墙，也可为房屋的整体刚度提供有力因素。（2）剪力墙应合理的尽量多地离开房屋中心，这）剪力墙应合理的尽量多地离开房屋中心，这样有利于房屋整体抗扭。样有利于房屋整体抗扭。2.剪力墙布置总则剪力墙布置总则（3）剪力墙布置应尽量使抗侧力结构的刚度中心）剪力墙布置应尽量使抗侧力结构的刚度中心与水平荷载的合力作用线接近或重合，以避免房与水平荷载的合力作用线接近或重合，以避免房屋载侧力作用下产生扭转。屋载侧力作用下产生扭转。（4）剪力墙的刚度沿房
11、屋高度不宜有突变。）剪力墙的刚度沿房屋高度不宜有突变。（5）应采取措施增加剪力墙承担的竖向荷载。若）应采取措施增加剪力墙承担的竖向荷载。若剪力墙承担的竖向荷载较小，在较大的水平荷载剪力墙承担的竖向荷载较小，在较大的水平荷载作用下，墙截面一般处于大偏心受压状态，钢筋作用下，墙截面一般处于大偏心受压状态，钢筋用量较多。用量较多。v3.框剪体系的剪力墙布置框剪体系的剪力墙布置（1）剪力墙间距要求）剪力墙间距要求L不大于不大于4B，B为房屋宽度。为房屋宽度。否则楼板自身平面内发生弯矩和剪切变形。否则楼板自身平面内发生弯矩和剪切变形。（2）对于平面为长方形的建筑，可横向布置剪）对于平面为长方形的建筑，可
12、横向布置剪力墙；对于平面接近正方形的建筑，应双向布置力墙；对于平面接近正方形的建筑，应双向布置剪力墙，并且尽可能把两个方向剪力墙组合在一剪力墙，并且尽可能把两个方向剪力墙组合在一起，剪力墙间尽量拉开距离。起，剪力墙间尽量拉开距离。（3）任意形状平面的建筑，剪力墙应布置在平）任意形状平面的建筑，剪力墙应布置在平面形状或刚度变化处以及靠近房屋区段端部的位面形状或刚度变化处以及靠近房屋区段端部的位置。楼梯、电梯间等地方也应该布置剪力墙。置。楼梯、电梯间等地方也应该布置剪力墙。（4）过多的剪力墙是不必要的，一般）过多的剪力墙是不必要的，一般20水平水平荷载由框架承担。荷载由框架承担。纯剪力墙结构实例某纯剪力墙高层结构标准层墙布置图某纯剪力墙高层结构标准层墙布置图剪力墙的主要构造要求作业v总结框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构各方面性能和特点的差异和应用实例（可通过查找网络图片列举并说明）。
