剪力墻結(jié)構(gòu)布置方案

1、剪力墻結(jié)構(gòu)布置方案,４-1 剪力墻結(jié)構(gòu)的概念和結(jié)構(gòu)效能4-2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型、特點和適用范圍4-3 剪力墻的形狀和位置4-4 剪力墻的主要構(gòu)造要求,第一節(jié) 剪力墻結(jié)構(gòu)的概念和結(jié)構(gòu)效能,,4-2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型、特點和適用范圍,剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型：１（純）剪力墻結(jié)構(gòu)２框支剪力墻結(jié)構(gòu)３框架-剪力墻結(jié)構(gòu)４筒體結(jié)構(gòu),1、概念利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。,一、剪力墻結(jié)構(gòu),優(yōu)

2、點:整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，承載力(強度)要求也容易滿足，房間內(nèi)無梁柱外露。缺點:剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求,結(jié)構(gòu)自重往往也較大。適用范圍：較小開間的住宅及旅館建筑，高層建筑。,2、剪力墻的優(yōu)缺點及適用范圍,,3、剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特征,彎曲型,自底層向上，位移增量 越來越大，與懸臂梁的彎曲變形曲 線類似。故稱“彎曲型”,,,自底層向上，位移增量 越來越大，與懸臂

3、梁的彎曲變形曲 線類似。故稱“彎曲型”,,圖例：彎、剪變形特點,,４. 適用范圍：房屋剛度比框架-剪力墻體系更好，適用的層數(shù)更高，層數(shù)超過25層的房屋宜采用全部剪力墻結(jié)構(gòu)理論上可達100~150層，但墻體太厚，不經(jīng)濟，以40層以下為宜,,,二、框支剪力墻結(jié)構(gòu),底層作商店或停車場而需要大空間的旅館或住宅,缺點：房屋剛度突變,1。把框架層擴展到2~3層，層高逐漸變化，使剛度逐漸減弱而避免突變2。在框架的最上面一層設(shè)置設(shè)備層，作為剛度

4、的過渡層3。盡可能把一部分剪力墻伸到底層以加強整個房屋的剛度,避免房屋剛度突變的措施：,結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層：水平結(jié)構(gòu)，梁很大，一兩個樓層高作用：過渡，改變下方樓層柱子的排列，或者過渡上下層剪力墻的不同位置，以此獲得特別的樓層柱網(wǎng)－－創(chuàng)造大空間并將上部荷載傳遞到下面相對少而大的幾根柱或幾片墻上,跳層剪力墻結(jié)構(gòu),圖例：大間距剪力墻體系（住宅）,上海仙霞村點式住宅大間距方案：墻體長度由242m減少到174m。板厚120mm增到140mm

5、。24層住宅每棟節(jié)約造價：45萬元?？拐鹦阅芗訌?。,圖例： 剪力墻體系（實例）,,大小間距墻體方案的地震反應(yīng)比較,１概念：在框架體系的房屋中設(shè)置一些剪力墻來代替部分框架２特點：以框架結(jié)構(gòu)為主，以剪力墻為輔助補救框架結(jié)構(gòu)的不足的半剛性結(jié)構(gòu)。剪力墻承擔(dān)大部分的水平荷載，框架以負擔(dān)豎向荷載為主,三、框架-剪力墻結(jié)構(gòu),３受力變形特點,４、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的類型,(1)框架－剪力墻結(jié)構(gòu),適用范圍：１５～２５層，H/B不宜大于4~5,

6、適用范圍：25層以下的房屋，最高不宜超過30層地震區(qū)的五層以上的工業(yè)廠房由于剪力墻的存在，一定程度上限制了建筑平面布置的靈活性，這種體系用于旅館、公寓、住宅等建筑最為適宜,,,,框—筒結(jié)構(gòu)：平面剪力墻發(fā)展---空間薄壁筒體,四、筒體結(jié)構(gòu),１.特點：將剪力墻集中到房屋的內(nèi)部或外部形成封閉的筒體筒體在水平荷載作用下好像一個豎向懸臂空心柱體，結(jié)構(gòu)空間剛度極大，抗扭性能也好剪力墻集中布置不妨礙房屋的使用空間，建筑平面布置靈活，適用于

7、各種高層公共建筑和商業(yè)建筑,,,實腹筒 框筒 桁架筒 筒中筒,2 筒體的基本形式,,3 筒體結(jié)構(gòu)的類型,根據(jù)建筑高度不同，可采用不同筒體結(jié)構(gòu)形式內(nèi)筒體：將電梯井、樓體井、管道井、服務(wù)間等集中成為一個核心筒體。外筒體：四周外墻由密排窗框諸與窗間墻梁組成---多孔墻體。建筑物內(nèi)部可不設(shè)剪力墻。筒中筒：內(nèi)筒體與外筒體相結(jié)合多筒體組合：根據(jù)建筑平面要求可采用：多重套筒，組合筒---幾個筒體由

8、樓板聯(lián)合束筒---若干個筒體成束狀結(jié)構(gòu)，筒體可錯落不齊。,,內(nèi)筒體,中央核心筒式利用房屋中的電梯井、樓梯間、管道井以及服務(wù)間作為核心筒體,,盡端核心筒式利用房屋中的電梯井、樓梯間、管道井以及服務(wù)間作為核心筒體,外筒體,,利用四周外墻作為外筒體，形成外筒的墻是由外圍間距較密的柱子與每層樓面處的身量剛性連接在一起組成矩形網(wǎng)格樣子的墻體－－框架筒外圍柱距：１．２２－３ｍ深梁高度：６０ｃｍ－１２２ｃｍ３０層以下,外筒體,,五 筒

9、中筒結(jié)構(gòu),３０層以上，不宜超過８０層,筒中筒結(jié)構(gòu)：薄壁內(nèi)筒與密柱外框筒相結(jié)合內(nèi)筒體：筒體與豎向通道結(jié)合外筒體：密柱外框筒，與建筑立面結(jié)合,大筒體—地震后連梁破壞,形成四個小筒體,,框筒及桁架筒做為外筒，實腹筒做為內(nèi)筒，形成筒中筒結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)屬于空間受力體系（1）變形特點框筒側(cè)向變形仍以剪切型為主，而核心筒通常則是以彎曲型變形為主（2）受力特點框筒結(jié)構(gòu)是具有箱形截面的懸臂構(gòu)件，柱子分為受拉和受壓柱，形成受拉翼緣框架和受壓

10、翼緣框架。,2、筒體的主要特點,將筒的四壁做成桁架，就形成桁架筒。桁架為軸向受力，與框架相比，更節(jié)省材料香港的中國銀行采用了鋼斜撐、鋼梁以及鋼骨鋼筋混凝土柱組成的空間桁架體系，建成后在世界高層建筑中高度名列第五。,３、桁架筒的受力特點,圖例：巨型結(jié)構(gòu)（香港中國銀行）,香港中國銀行大廈結(jié)構(gòu)形式,1。地上70層，315m，底平面正方形52*52m2。沿對角線分四各三角形，每隔若干層切去一各三角形。3。44層以上平面為三角形。4。主

11、體結(jié)構(gòu)為8榀巨型桁架5。各巨型桁架交點設(shè)型鋼混凝土大型立柱，四角立柱底面尺寸4。8*4。1m6。正方形中心立柱從屋頂向下通到25層。,六．多筒體系――成束筒及巨形框架結(jié)構(gòu),使用條件：當(dāng)建筑高度或其平面尺寸進一步加大，以至于框筒或筒中筒結(jié)構(gòu)無法滿足抗側(cè)力剛度要求時，必須采用多筒體系1、成束筒兩個以上框筒（或其它筒體）排列在一起成束狀，稱為成束筒。,優(yōu)點：結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力比筒中筒結(jié)構(gòu)有所提高，沿高度方向，還可以逐個減少筒的個數(shù)

12、，分段減少建筑平面尺寸，結(jié)構(gòu)剛度逐漸變化有效地減少外筒翼緣框架中的剪力滯后現(xiàn)象，使內(nèi)筒或內(nèi)部柱子充分發(fā)揮作用,,2、巨形框架利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨形梁相連，巨型梁每隔幾層或十幾層樓設(shè)置一道，截面一般為一層或幾層高，筒體和巨型梁即形成巨型框架,,,巨型結(jié)構(gòu)體系,特點： 超越一般結(jié)構(gòu)概念一般結(jié)構(gòu)的截面尺寸與層高相關(guān) 巨型結(jié)構(gòu)：由兩級結(jié)構(gòu)組成第一級：結(jié)構(gòu)超越樓層劃分，形成跨越幾個樓

13、層的巨柱以及一層空間的巨梁巨型框架結(jié)構(gòu)巨型桁架結(jié)構(gòu)第二級：巨型框架或桁架間為一般框架結(jié)構(gòu)（小型柱、梁與樓板）。在巨型層底下，可設(shè)無柱大空間。,巨型結(jié)構(gòu)外露與建筑立面相結(jié)合空間利用靈活施工速度快，巨型主框架施工后，各層可同時施工巨型框架---巨型開洞形成氣流通道，減小風(fēng)壓,1 巨型框架結(jié)構(gòu)（8）,新加坡華僑銀行,1 巨型框架結(jié)構(gòu)（9）,新加坡華僑銀行,1 巨型框架結(jié)構(gòu)（5）,東京市政廳大廈 臺灣高雄銀行,上海證券大廈位

14、于浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一個多功能性質(zhì)的綜合建筑，主要由證券交易廳和綜合辦公樓以及其他商業(yè)、服務(wù)設(shè)施等組成，地上建筑30層，地下3層，總高120m，總投資1.48億美元，地上建筑面積為79086m2，地面以下建筑面積16753m2，為巨型框架-支撐外露體系。,上海證券大廈,圖例：巨型結(jié)構(gòu)（深圳亞洲大酒店）,深圳大酒店結(jié)構(gòu)形式,1 地下一層、地上33層，高114。1m2 建筑平面中心部位的三角形芯筒與三個翼肢的端筒形成主框架立柱。

15、3 每隔6層設(shè)置主框架箱型大梁。4 次框架6層、頂層為無柱空間、其它柱距4。0m。,圖例：深圳大酒店大廈結(jié)構(gòu)平面,圖例：巨型結(jié)構(gòu)（深圳新華大廈）,,深圳新華大廈結(jié)構(gòu)形式,1 。正方形平面，地上35層。2。主體結(jié)構(gòu)芯筒與外圈大型框架組成。3。平面四角大截面雙肢柱作為四邊主框架四根角柱在主框架大梁間設(shè)置3—10層此框架。,結(jié)構(gòu)體系選擇,主要考慮因素建筑物高度----結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度與抗震性能建筑物用途----建筑平面布置，空間利用

16、要求高層的控制因素水平荷載和剛度而不是豎向荷載和強度抗側(cè)移能力磚混結(jié)構(gòu)－框架結(jié)構(gòu)－框剪結(jié)構(gòu)－剪力墻結(jié)構(gòu)－框筒結(jié)構(gòu)－筒中筒結(jié)構(gòu)－成束筒結(jié)構(gòu)－巨型框架結(jié)構(gòu),各種結(jié)構(gòu)體系的適用層數(shù)：框架結(jié)構(gòu)—15層以下（最經(jīng)濟為10層）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)—30層以下（最適宜為11~25層）剪力墻結(jié)構(gòu)--40層以下（最適宜為16~40層）框筒結(jié)構(gòu)—30層以下筒中筒結(jié)構(gòu)—30層以上的超高層,房屋適用的最大高度與結(jié)構(gòu)體系,房屋類型與結(jié)構(gòu)體系,剪力墻

17、布置考慮結(jié)構(gòu)、建筑需求結(jié)構(gòu)要求：剪力墻面積復(fù)合剛度要求剛度中心與幾何中心盡量符合同時縱向與橫向剛度增強建筑要求：利用山墻、電梯井、樓體井周圍墻體作剪力墻剪力墻體與框架軸線復(fù)合,第三節(jié) 剪力墻的形狀和位置,一、剪力墻的形狀剪力墻對水平荷載的反應(yīng)與其形狀有關(guān)開口的—1型、L型、Z型、槽型、I型、T型封閉的—方形、三角形、圓形,二、剪力墻的布置原則,（一）總則1.房屋平立面體型要簡單均勻。2.剪力墻應(yīng)合理地，應(yīng)可能地離

18、開房屋重心,,3.剪力墻布置要對稱，以減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)不能對稱時，也要使剛度中心盡量和質(zhì)量中心接近，以減少地震力產(chǎn)生的扭矩。,4.剪力墻應(yīng)上下層位置對齊，而且宜貫通房屋全高。,5.應(yīng)盡可能采取措施增加剪力墻承擔(dān)的豎向荷載。6.在非地震區(qū)，可根據(jù)建筑物迎風(fēng)面大小、風(fēng)力大小設(shè)置剪力墻，縱橫兩個方向剪力墻數(shù)量可以不同。在地震區(qū)，由于兩個方向的地震力接近，在縱、橫方向上布置的剪力墻數(shù)量要盡量接近。,（二）全剪體系的剪力墻布置,縱橫向剪

19、力墻布置應(yīng)均衡。橫向剪力墻短而數(shù)量多，間距一般6~8m。縱向剪力墻一般設(shè)2~4道。,當(dāng)形狀任意時，在受力復(fù)雜處，剪力墻還應(yīng)加密一些。,（三）框-剪體系的剪力墻布置,剪力墻數(shù)量 以滿足位移限制為宜,剪力墻數(shù)量約5~12cm/m2建筑面積剪力墻的布置及間距 將剪力墻分散一些，當(dāng)做成單片墻時，不宜少于3道，最好是做成筒體形狀剪力墻間距不宜過大：現(xiàn)澆樓板，剪力墻間距L<=4B預(yù)制樓板，剪力墻間距L<=2.5B,,（4）在

20、兩片剪力墻（或兩筒體）之間布置框架時，樓蓋必須有足夠的平面內(nèi)剛度，才能將水平剪力傳遞到兩端的剪力墻上去，發(fā)揮剪力墻為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的作用。一般現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋L／B不能大于4.0；裝配式鋼筋混凝土樓蓋L／B不能大于3.0；,兩種框架-剪力墻體系結(jié)構(gòu)布置方式,1柱網(wǎng)和剪力墻正交布置房屋平面形狀由矩形單元正交組合的情形（1）橫向設(shè)置剪力墻,,,（2）縱橫向均設(shè)置剪力墻在抗震設(shè)防區(qū)一般采用縱橫向均設(shè)置剪力墻的布置當(dāng)房

21、屋較高而框架在縱橫向剛度都較差時盡可能把兩個方向的剪力墻組合在一起剪力墻在平面內(nèi)的位置盡量拉開距離,,2。柱網(wǎng)和剪力墻任意布置,房屋平面形狀任意時，剪力墻和柱網(wǎng)就不能采用正交布置,柱網(wǎng)和剪力墻任意布置時，剪力墻布置應(yīng)注意以下幾點：（1）橫向剪力墻應(yīng)布置在平面形狀或剛度變化處以及靠近房屋區(qū)段的兩端,（2）縱向剪力墻如布置在較長房屋的兩端且相距較遠時，應(yīng)進行溫度應(yīng)力驗算，并采取設(shè)置施工縫等措施，以減少溫度和收縮應(yīng)力（3）剪力墻的數(shù)量

22、要得當(dāng)，過多地布置剪力墻，并不能減少框架受力，反而增加了剪力墻的用量,（4）為了保證樓板剛度，剪力墻間距不宜過大,4-4 剪力墻的主要構(gòu)造要求,一、剪力墻的材料現(xiàn)澆鋼筋混凝土，混凝土強度等級不應(yīng)低于C20二、剪力墻的厚度按一級抗震等級設(shè)計時不應(yīng)小于樓層高度的1/20， 且不應(yīng)小于160mm；按二、三、四級抗震等級和非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于樓層高度的1/25，且不應(yīng)小于 140mm。有邊框時，剪力墻的厚度不應(yīng)小于墻體凈高的1/30

23、，且不應(yīng)小于 120mm ；無邊框時，剪力墻的厚度不應(yīng)小于樓層高度的1/25，且不應(yīng)小于 140mm。,三、剪力墻的配筋剪力墻厚度=200mm時，應(yīng)雙層配筋。山墻及相鄰第一道內(nèi)橫墻，樓梯間或電梯間墻及內(nèi)縱墻等都應(yīng)雙層配筋。,在剪力墻上往往需要開門窗或設(shè)備要求所需要的孔洞根據(jù)洞口的分布和大小的不同，可將剪力墻分為以下幾類：整體剪力墻整體小開口墻聯(lián)肢剪力墻多聯(lián)單獨剪力墻開有不規(guī)則大洞口的剪力墻,四、剪力墻的開洞,,,,開洞

24、原則：盡量不開洞，少開洞或開小洞。,門窗洞口應(yīng)盡量做到上下對齊，大小相同。,,洞口之間的聯(lián)系梁應(yīng)有足夠的高度 ，以加強左右兩段剪力墻的整體工作,洞口應(yīng)盡量遠離墻體邊緣。內(nèi)橫墻開洞時，洞邊離外縱墻內(nèi)邊距離>=30cm內(nèi)縱墻開洞時，洞邊離山墻內(nèi)邊距離>=200cm內(nèi)縱墻與內(nèi)橫墻交叉處不要四邊同時開洞，以免出現(xiàn)“四側(cè)無拉結(jié)”的現(xiàn)象,,,種類：沉降縫、伸縮縫或防震縫區(qū)別：伸縮縫和防震縫僅將基礎(chǔ)以上的房屋分開，而沉降縫則將

25、房屋連同基礎(chǔ)一起分開原則：在高層建筑中，目前的總趨勢是避免設(shè)縫，并從總體布置上或構(gòu)造上采取一些相應(yīng)的措施來減少沉降差、溫度收縮和體型復(fù)雜引起的問題。,第五節(jié) 變形縫的設(shè)置與構(gòu)造,沉降裂縫：形狀：斜的，由下向沉降較大的一側(cè)升高地點：土質(zhì)松軟、土層變化較大處基礎(chǔ)處理方法不同處房屋在高度、重量、剛度有較大變化處房屋平面形狀變化的凹角處,1、沉降縫,（1）建筑物建在不同的地基土壤上； （2）當(dāng)同一建筑物相鄰高度相差在兩層以

26、上或部分高度差超過10m時；（3）當(dāng)建筑物部分的基礎(chǔ)底部壓力值有較大差別時；（4）原有建筑物與新建建筑物之間；（5）當(dāng)相鄰的基礎(chǔ)寬度和埋置深度相差懸殊時；（6）平面形狀較復(fù)雜的建筑物，分成幾個形狀。 沉降縫縫寬：見下表，一般為30~70mm,設(shè)置條件：,斷開構(gòu)件：基礎(chǔ)及其以上 2. 沉降縫構(gòu)造 墻體、樓地層、屋頂：和伸縮縫相似，縫寬加大，采用鍍鋅鐵皮調(diào)節(jié)； 基礎(chǔ)：雙墻方案

27、 懸挑方案（三）防震縫： 防止地震對建筑物破壞 1. 設(shè)置條件： （1）房屋高差在6m以上 （2）房屋有錯層，且樓板高差較大 （3）各部分結(jié)構(gòu)剛度截然不同時,,,設(shè)沉降縫目的：避免地基不均勻沉降時在房屋構(gòu)件中產(chǎn)生裂縫方法：將結(jié)構(gòu)從屋頂?shù)交A(chǔ)整個斷開，使各部分自由沉降，以避免由沉降差引起的附加應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的危害。,不設(shè)沉降縫時，將高低部分的結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)連成整體，同時采取一些相應(yīng)減小

28、沉降差的措施：①利用壓縮性小的地基，減小總沉降量及沉降差；②高層與低層結(jié)構(gòu)之間設(shè)后澆施工縫；A.主體和裙房采用不同的基礎(chǔ)形式B.先施工主樓并發(fā)生沉降后，再施工裙房,③將裙房做在懸挑基礎(chǔ)上；,目的：避免溫度和混凝土收縮應(yīng)力使房屋構(gòu)件產(chǎn)生裂縫由于溫度變化而引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱溫度應(yīng)力,(2)伸縮縫,為了消除溫度和收縮對結(jié)構(gòu)造成的危害，混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定了結(jié)構(gòu)溫度區(qū)段的長度。表1－4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距,,,不設(shè)

29、伸縮縫，需采取的幾種措施：①設(shè)后澆縫(后澆帶) ②設(shè)控制縫③局部設(shè)伸縮縫④從布置及構(gòu)造方面采取措施減少溫度應(yīng)力的影響 雙層屋頂 高低錯落屋頂,,,幻燈片 77,,當(dāng)房屋平面復(fù)雜、不對稱或房屋和部分剛度、高度和重量相差懸殊時，在地震力作用下，房屋會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及復(fù)雜的振動狀態(tài)，在連接薄弱部位會造成震害。為了避免這種震害，就要采取設(shè)置防震縫的措施。,(3)防震縫,在房屋的下列部位

30、應(yīng)設(shè)防震縫：①建筑平面突出部分較長處（如L形、T型、I形、H形、U形平面等）；②房屋有錯層，且樓面高較大處；③房屋各部分的剛度、高度及重量相差懸殊處。,防震縫縫寬：與設(shè)防等級有關(guān)（1）房屋高度在15m及其以下時取70mm；（2）房屋高度超過15m時 a. 設(shè)防烈度為7度，高度每增加4m，縫寬增加20mm； b.設(shè)防烈度為8度，高度每增加3m，縫寬增加20mm； c.