一、概述
1、利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu),稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻體同時也作為維護及房間分隔構(gòu)件。
2、剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制,一般為3~8m。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑,此時可省去大量砌筑填充墻的工序及材料,如果采用滑升模板及大模板等先進的施工方法,施工速度很快。
3、剪力墻沿豎向應(yīng)貫通建筑物全高,墻厚在高度方向可以逐步減少,但要注意避免突然減少很多。剪力墻厚度不應(yīng)小于樓層高度的1/25及160mm。
4、現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好,剛度大,在水平力作用下側(cè)向變形很小。墻體截面面積大,承載力要求也比較容易滿足,剪力墻的抗震性能也較好。因此,它適宜于建造高層建筑,在10~50層范圍內(nèi)都適用,目前我國10~30層的高層公寓式住宅大多采用這種體系。
5、剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點和局限性也是很明顯的,主要是剪力墻間距太小,平面布置不靈活,不適應(yīng)于建造公共建筑,結(jié)構(gòu)自重較大。
6、為了減輕自重和充分利用剪力墻的承載力和剛度,剪力墻的間距要盡可能做大些,如做成6m左右。
7、剪力墻上常因開門開窗、穿越管線而需要開有洞口,這時應(yīng)盡量使洞口上下對齊、布置規(guī)則,洞與洞之間、洞到墻邊的距離不能太小。
8、因為地震對建筑物的作用方向是任意的,因此,在建筑物的從縱橫兩個方向都應(yīng)布置剪力墻,且各榀剪力墻應(yīng)盡量拉通對直。
9、在豎向,剪力墻應(yīng)伸至基礎(chǔ),直至地下室底板,避免在豎向出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛度突變。但有時,這一點往往與建筑要求相矛盾。例如在沿街布置的高層建筑中,一般要求在建筑物的底層或底部若干層布置商店,這就要求在建筑物底部取消部分隔墻以形成大空間,這時也可將部分剪力墻落地、部分剪力墻在底部改為框架,即成為框支剪力墻結(jié)構(gòu),也稱為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。
10、當把墻的底層做成框架柱時,稱為框支剪力墻,底層柱的剛度小,形成上下剛度突變,在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大的內(nèi)力和塑性變形,致使結(jié)構(gòu)破壞。因此,在地震區(qū)不允許單獨采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
11、剪力墻的開洞:在剪力墻上往往需要開門窗或設(shè)備所需的孔洞,當洞口沿豎向成列布置時,根據(jù)洞口的分布和大小的不同,在結(jié)構(gòu)上就有實體剪力墻、整體小開口剪力墻、聯(lián)肢剪力墻、壁式框架等。
二、結(jié)構(gòu)布置
1、剪力墻結(jié)構(gòu)是由縱向和橫向鋼筋混凝土墻所組成,豎向荷載、風荷載及地震作用均由這些墻體承受。
2、高層剪力墻結(jié)構(gòu),墻體應(yīng)雙向或多向布置,形成對承受豎向荷載有利、抗側(cè)力剛度大的平面和豎向布局。在抗震結(jié)構(gòu)中、應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式,剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不宜過大。剪力墻間距不宜太密,宜采用大開間布置。剪力墻宜自下到上連續(xù)布置,避免剛度突變。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻,一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻。
4、高層剪力墻結(jié)構(gòu)的高寬比限值見表2.1和表2.2、表2.3。高層剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度(詳見第11章)。宜設(shè)置地下室。
5、較長的剪力墻可用跨高比不小于5的弱連梁分成較為均勻的若干個獨立墻段,每個獨立墻段可為整體墻或聯(lián)肢墻,每個獨立墻段的總高度和墻段長度之比不應(yīng)小于2,避免剪切破壞,提高變形能力。每個墻段具有若干墻肢,每個墻肢的長度不宜大于8m。當墻肢長度超過8m時,應(yīng)采用施工時墻上留洞,完工時砌填充墻的結(jié)構(gòu)洞方法,把長墻肢分成短墻肢,或僅在計算簡圖開洞處理。
6.應(yīng)控制剪力墻平面外的彎矩。當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時,應(yīng)至少采取以下措施中的一個措施,減小梁端部彎矩對墻的不利影響:(1)沿梁軸線方向設(shè)置與梁相連的剪力墻,抵抗該墻肢平面外彎矩;
(2)當不能設(shè)置與梁軸線方向相連的剪力墻時,宜在墻與梁相交處設(shè)置扶壁柱。扶壁柱宜按計算確定截面及配筋;
(3)當不能設(shè)置扶壁柱時,應(yīng)在墻與梁相交處設(shè)置暗柱,并宜按計算確定配筋;(4)必要時,剪力墻內(nèi)可設(shè)置型鋼。
(5)將梁端設(shè)計成鉸接或做成變截面梁(梁端截面減小),以減少梁在豎向荷載下的端彎矩對墻平面外彎曲的不利影響;
(6)梁與墻連接時,梁內(nèi)鋼筋應(yīng)錨人墻內(nèi),并有足夠的錨固長度。
(7) 剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻沿豎向宜連續(xù)分布,上到頂下到底,中間樓層不宜中斷。墻厚度沿豎向應(yīng)逐漸減薄,不宜變截面厚度時變化太大。厚度改變與混凝土強度等級的改變宜錯開樓層,避免結(jié)構(gòu)剛度突變。