第四章 剪力墙结构体系.ppt

1、第4章剪力墙结构体系，-1剪力墙结构的概念和结构效率4-2类型，剪力墙结构体系的特点和适用范围4-3剪力墙的形状和位置4-4剪力墙的主要结构要求，第1节剪力墙结构的概念和结构效率4-2类型，剪力墙结构体系的特点和适用范围，剪力墙结构体系的类型：(纯)剪力墙结构，框支剪力墙结构，框架-剪力墙结构，筒体结构，1。将建筑墙体作为承受竖向荷载和抵抗水平荷载的结构的概念称为剪力墙结构。1.剪力墙结构，具有：的优点：整体性好，刚度高，水平荷载下侧向变形小，容易满足承载力(强度)要求，房间内无梁柱外露。缺点：剪力墙不能相距太远，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求，而且结构重量往往过大。适用范围：小湾

2、住宅、酒店建筑、高层建筑。2.剪力墙的优缺点及其适用范围；3.剪力墙结构的变形特征，弯曲型，自下而上位移递增，类似于悬臂梁的弯曲变形曲线。因此，它被称为“弯曲型”。自下而上，位移增量越来越大，类似于悬臂梁的弯曲变形曲线。因此，它被称为“弯曲型”。图例：弯曲和剪切变形特征。适用范围：房屋刚度优于框架-剪力墙体系，适用层数较高。25层以上的房屋应全部采用剪力墙结构，理论上可以达到100，150层，但墙太厚，不经济，最好少于40层。二是框架-支撑剪力墙结构，底层作为商店或停车场。框架楼层扩展到23层，楼层高度逐渐变化，刚度逐渐减弱，避免突变2。设备层设置在框架的顶层，作为刚度过渡层3。一些剪力墙尽可

3、能延伸到底层，以加强整个房屋的刚度，避免房屋刚度的突然变化：结构转换层：水平结构、大横梁、一两层高功能：转换、改变下层柱的布置或转换上下剪力墙的不同位置。 从而获得特殊的楼层柱网，以创造大的空间，并将上部荷载转移到几个相对较小和较大的柱或墙下面，跳剪力墙结构，图例：大间距剪力墙。 板材厚度从120毫米增加到140毫米。每栋24层楼的成本节约：45万元。抗震性能得到增强。图例：剪力墙体系地震反应对比(示例)，大、小间距墙体方案，概念：框架体系房屋中设置部分剪力墙，以取代部分框架特点：以框架结构为主体的半刚性结构，剪力墙作为框架结构不足的辅助补救措施。剪力墙承受大部分水平荷载，而框架主要承受垂直荷

4、载。3.框架-剪力墙结构、应力和变形特征以及框架-剪力墙结构的类型。(1)框架-剪力墙结构，适用范围：楼层，高宽比不大于45，适用范围：25层以下的房屋，地震区5层以上的工业建筑，由于剪力墙的存在，最高不超过30层。在一定程度上，它限制了建筑布局的灵活性。该系统最适用于酒店、公寓、住宅和其他建筑。框架-筒体结构：平面剪力墙-空间薄壁筒体的发展，4。管状结构。特点：剪力墙集中在房屋内部或外部，形成一个封闭的管道。该管在水平荷载作用下呈垂直悬臂空心圆柱体，结构的空间刚度极高。抗扭性也很好。剪力墙的集中布置不妨碍房屋的使用空间。建筑物的布局很灵活。适用于各种高层公共建筑和商业建筑。实心腹板、框架、桁

5、架、管中管、2筒和3筒结构类型的基本形式。根据不同的建筑高度，可以使用不同的圆筒结构：电梯井、建筑井、管道井、服务室、e管中管：内管与外管相结合的多管组合：根据建筑平面的要求，多套管、组合管多管通过楼板相结合多管形成一个管束结构，管可以交错排列。中心核心筒采用电梯井、楼梯间、管道井和服务室作为核心筒，末端核心筒采用电梯井、楼梯间、管道井和服务室作为核心筒，外筒和外围外壁作为外筒。形成外管的壁是矩形网格状的壁框架管，其通过将具有密集外围空间的柱与每层的主体尺寸刚性连接而形成。外柱间距：深梁高度：低于楼层，外筒，五管筒结构，高于楼层，不应超过楼层，管筒结构：薄壁内筒结合密柱外框筒，内筒：筒结合竖向

6、通道，外筒：密柱外框筒结合建筑立面。地震后，大圆筒的连梁损坏，形成四个小圆筒，框架圆筒和桁架圆筒为外圆筒，实心腹圆筒为内圆筒，形成筒中筒结构。圆筒结构属于空间应力系统。(1)变形特征框架筒体的侧向变形仍以剪切型为主，而核心筒体通常为弯曲型。(2)受力特性框架筒体结构为箱形截面的悬臂构件，柱分为拉压杆，形成拉翼2。圆筒的主要特点是圆筒的四个壁做成桁架，形成桁架圆筒。桁架受轴向应力。与框架相比，它节省了更多的材料。中国银行香港分行采用了由钢斜撑、钢梁和钢筋混凝土柱组成的空间桁架体系，该体系建成后在全球高层建筑中排名第五。桁架管的力学特性，图例：巨型结构(中银香港)，中银香港大厦结构形式，1。地上7

7、0层，315米，底平面广场52 * 52平方米。沿着对角线分成四个三角形，每隔几层剪下一个三角形。3 .44层以上的平面是三角形的。4 .主体结构是8个巨型桁架。巨型桁架交叉处设置大型型钢混凝土柱，四个角柱的底部尺寸为4。8*4 .1米6 .正方形的中柱从屋顶一直延伸到第25层。六、多管系统管束管和巨型框架结构的使用条件：当建筑高度或其平面尺寸进一步增大，使框架管或管中管结构不能满足抗侧刚度要求时，必须采用多管系统。1.管束两个以上的框架(或其他圆柱体)排列在一起形成一个管束，称为管束。优点：与管中管结构相比，提高了结构的刚度和承载力；在高度方向上，管的数量可以一个一个减少，建筑物的平面尺寸可

8、以分段减小；结构刚度的逐渐变化可以有效地减少外管翼缘框架中的剪力滞现象，使内管或内柱能够充分发挥其作用；2.巨型框架以钢管为柱，每隔几层用巨型梁连接，巨型梁每隔几层或十层以上布置。一般来说，横截面是一层或几层楼高，圆柱和巨梁形成一个巨大的框架。巨型结构系统。特点：除了一般结构概念外，一般结构的横截面尺寸与高度有关。巨型结构由两层结构组成。第一层：该结构超越了楼层划分，形成了一个跨越几层的巨型柱和一个带有一层空间的巨型框架结构。巨型桁架结构第二层：巨型框架或桁架之间是一般的框架结构(小柱、梁和楼板)。在巨层下，可以设置一个没有柱子的大空间。巨型主框架施工完成后，可在各层同时施工巨型框架巨型开口形

9、成气流通道以降低风压，新加坡华侨银行1座巨型框架结构(8座)、新加坡华侨银行1座巨型框架结构(9座)、新加坡华侨银行1座巨型框架结构(5座)、台湾高雄银行东京市政厅大楼、上海证券交易所大楼，位于浦东新区陆家嘴金融贸易区，是一座多功能综合大楼，主要由证券交易所、综合办公楼等商业和服务设施组成。该项目地上30层，地下3层，总高度120米，总投资1.48亿美元。地上建筑面积79086m2，地下建筑面积16753m2，为巨型框架支撑明装体系。上海证券交易所大楼，图例：巨型结构(深圳亚洲酒店)，深圳酒店结构形式，地下室1层，地上33层，高114层。1m 2建筑平面中心的三角形核心筒和三翼端管构成主框架柱

10、。3.主框架箱梁每6层设置一次。第四个框架有6层，顶层没有柱间距，另一个柱间距为4。0米.图例：深圳大酒店结构平面，图例：巨型结构(深圳新华大厦)，深圳新华大厦结构形式，1。方形平面，离地35层。2 .主体结构核心筒和外环大框架。3 .四边主框架的四个角柱采用四角截面大的双肢柱，该框架的310层设置在主框架梁之间。结构体系选择，主要考虑的是建筑高度-结构横向刚度和抗震性能-建筑用途-建筑布局，空间利用要求高层控制因素水平荷载和刚度而不是垂直荷载和强度，横向位移抗力，砖混结构，框架-剪力墙结构，框架-筒体结构，管中筒结构，管束-筒体结构，巨型框架结构，各种结构体系的适用楼层：15层以下框架结构(

11、最经济的是10层)，30层以下框架-剪力墙结构(最合适的是1125层)， 40层以下的剪力墙结构(最适合的是1640层)，30层以下的框筒结构，30层以上的筒筒结构，适用于房屋的最大高度和结构体系，房屋类型和结构体系，剪力墙的布置考虑了结构和建筑的要求：剪力墙面积的综合刚度要求刚度中心和几何中心满足尽可能提高纵向和横向刚度的建筑要求：山墙周围的墙， 电梯井和建筑井作为剪力墙，剪力墙体与框架轴结合。 第三节：剪力墙的形状和位置，1。剪力墙的形状剪力墙对水平荷载的反应与其形状有关。开口为1形、L形、Z形、槽形、I形、T形、封闭形、正方形、三角形和圆形。2.剪力墙的布置原则。(1)概述1。房子的平立

12、面应该简单统一。2.剪力墙应合理并尽可能远离房屋的重心；3.剪力墙的布置应对称，以减少结构的扭转效应。当不可能对称时，刚度中心应尽可能靠近质心，以减少地震力产生的扭矩。4。剪力墙应与上层和下层对齐，并贯穿整个房屋高度。5.应尽可能采取措施增加剪力墙承受的竖向荷载。6.在非地震区，可根据建筑物迎风面的大小和风力设置剪力墙，剪力墙的数量在垂直方向和水平方向可以不同。在地震区，由于两个方向的地震力相近，所以纵向和横向布置的剪力墙数量应尽可能接近。(2)整个剪力墙体系的剪力墙布置，纵横向剪力墙布置应平衡。横向剪力墙短而多，间距一般为68m。通常有24个纵向剪力墙。当形状为任意形状时，剪力墙也应加密在复

13、杂受力处。(3)框剪体系剪力墙布置，剪力墙数量应满足位移限值，剪力墙数量约为512cm/m2。剪力墙的布局和间距会分散一些。制作单壁时，不应小于3，最好做成圆柱形。剪力墙的间距不宜过大：现浇楼板、预制楼板，间距L=4B，间距L=2.5b。(4)当框架布置在两个剪力墙(或两个筒体)之间时，楼板必须有足够的面内刚度，使水平剪力能传递到两端的剪力墙，剪力墙能起到主要抗侧力结构的作用。一般情况下，现浇钢筋混凝土楼板的LB不能大于4.0；装配式钢筋混凝土楼板的LB不能大于3.0；两种框架-剪力墙体系布置，1。柱网与剪力墙正交布置。房子的平面形状由矩形元素正交组合而成。(1)剪力墙水平设置、(2)抗震设防

14、区剪力墙水平和垂直设置。通常，剪力墙是垂直和水平设置的。当房屋高度较高且框架在垂直和水平方向的刚度较差时，两个方向的剪力墙应尽可能组合。当房屋平面形状任意时，柱网和剪力墙不能正交布置。当柱网和剪力墙任意布置时，应注意以下几点：(1)横向剪力墙应布置在平面形状或刚度变化处，靠近房屋截面两端；(2)如果纵向剪力墙布置在长房屋的两端，且相互远离，则应检查温度应力，并采取设置施工缝等措施。为降低温度和收缩应力，(3)剪力墙的数量应适当，过多的剪力墙不应降低框架应力，而应增加剪力墙的数量。(4)为保证楼板刚度，剪力墙间距不宜过大。4-4剪力墙的主要结构要求：1。剪力墙材料为现浇钢筋混凝土，混凝土强度等级

15、不应低于C20。2.按一级抗震等级设计时，剪力墙厚度不应小于楼层高度的1/20。按二、三、四级抗震设计，非抗震设计不应小于楼层高度的1/25，且不应小于140 mm。当有框架时，剪力墙的厚度不应小于墙净高的1/30，且不应小于120mm；无边框剪力墙的厚度不应小于楼层高度的1/25，且不应小于140毫米。三。剪力墙钢筋当剪力墙厚度=200毫米时，应采用双层钢筋。山墙、相邻的第一内部横向墙、楼梯井或电梯墙和内部纵向墙应采用双层加固。在剪力墙中，门窗经常需要根据设备要求打开或打孔。根据开洞的分布和大小，剪力墙可分为以下几类：整体剪力墙、整体小开洞墙、组合剪力墙、多剪力墙、不规则大开洞剪力墙和4。在

16、剪力墙上开孔。开启原则：尽量不要打开孔，少开一些孔或者开一些小孔。门窗洞口应尽可能上下对齐，大小一致。开口之间的连接梁应具有足够的高度，以加强左右剪力墙的整体工作，开口应尽可能远离墙的边缘。当在内横壁上开孔时，孔侧和外纵壁内侧之间的距离为30cm。当在内纵墙中打开一个洞时，洞的侧面和山墙的内侧之间的距离为=200厘米。不要在内纵壁和内横壁的相交处同时开孔，以免出现“四面无张力”的现象。类型：沉降缝、伸缩缝或抗震缝区别：伸缩缝和抗震缝仅将地基上方的房屋分隔开，沉降缝将房屋与地基连接起来。目前，总的趋势是避免设置接缝，并在总平面布置或结构中采取一些相应的措施来减少由沉降差、温度第五节变形缝、沉降裂

17、缝的设置和施工：形状倾斜，从底部向沉降大的一侧上升。位置：软土，土层变化大，地基处理方法不同，房屋高度，重量和刚度变化大，房屋平面形状变化的凹角。沉降缝，(1)建在不同地基土上的建筑物；(二)同一建筑物相邻高度之差超过两层或者部分高度之差超过十米的；(3)当建筑物基础底部的压力相差很大时；(4)原建筑与新建筑之间；(5)当相邻基础的宽度和埋置深度相差很大时；(6)平面形状复杂的建筑分为几种形状。沉降缝宽度：见下表，一般为3070毫米。设置条件：断开部件：基础及以上。2.沉降缝结构墙、楼、屋：与伸缩缝类似，增加了缝宽，并用镀锌铁皮调整；基础：双墙方案悬臂方案(3)抗震缝：防止建筑物地震破坏1。设置条件：(1)建筑高差大于6m；(2)建筑楼层交错，楼层高差大；(3)当各部分的结构刚度完全不同时，设置沉降缝目的：避免地基不均匀沉降时建筑构件出现裂缝方法