2012年結(jié)構(gòu)工程師考試:小高層建筑中剪力墻設(shè)計(jì)1

　　一、剪力墻結(jié)構(gòu)$lesson$

　　(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(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)。

　　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。

　　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(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。

　　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(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。

　　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。

　　二、剪力墻設(shè)計(jì)

　　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(guò)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。可以按照剪力墻的受荷面積簡(jiǎn)單計(jì)算。

　　在水平荷載作用下，剪力墻受力分析實(shí)際上是二維平面問(wèn)題，精確計(jì)算應(yīng)該按照平面問(wèn)題進(jìn)行求解?？梢越柚谟?jì)算機(jī)，用有限元方法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算精度高，但工作量較大。在工程設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)不同類型剪力墻的受力特點(diǎn)，進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。

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