2023/11/261剪力墻結構概述§1

剪力墻結構概述1剪力墻結構出現(xiàn)于20世紀60年代,由于其具有抗側剛度大、能有效減少側移,對于分隔墻較多的建筑內(nèi)剪力墻可以將承重墻與分隔墻合二為一,在一定程度上節(jié)約了投資,較框架結構簡潔,室內(nèi)無露梁、露柱現(xiàn)象,便于室內(nèi)布置增加了使用面積等系列優(yōu)點而廣泛應用于鋼筋混凝土建筑中。

一、剪力墻結構的定義

用鋼筋混凝土剪力墻承受豎向荷載和抵抗側向力的結構稱為剪力墻結構。

剪力墻結構由一系列縱、橫向鋼筋混凝土墻及樓蓋所組成的空間結構。墻體是承受豎向力、風和地震等作用的構件，因此也稱為抗震墻結構。它是高層建筑中常用的結構形式，由于剪力墻在其自身平面內(nèi)的剛度很大，在水平荷載作用下，側移較小，因此這種結構抗震及抗風性能都較強，承載力要求也比較容易滿足，適宜于建造層數(shù)較多的高層建筑。2023/11/265剪力墻(shearwall)又稱抗震墻或抗風墻、結構墻。是房屋或其他構筑物中用來承受風荷載或地震作用引起的水平荷載的墻體。通常意義上的剪力墻是指鋼筋混凝土墻體。二、涉及剪力墻構件的結構體系類型1、框架-剪力墻結構：在框架的基礎上加入幾片剪力墻以增大結構抗側剛度。

框架－剪力墻結構

2、普通剪力墻結構：豎向構件全部由剪力墻組成的結構體系。當墻肢截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻為短肢剪力墻。普通剪力墻3、框支剪力墻結構當剪力墻結構的底部需要有大空間，剪力墻無法全部落地時，就需要采用底部框架支撐剪力墻的框支剪力墻結構。

框支剪力墻結構指建筑物下面為框架結構，上部為剪力墻結構，在中間以框支柱和框支梁作為結構轉(zhuǎn)換層的結構。框支剪力墻結構框支剪力墻結構框支剪力墻最重要的特點在于上下不同的須結構實現(xiàn)而設置的結構轉(zhuǎn)換層。

轉(zhuǎn)換層可分為三類：

1．上層和下層結構類型轉(zhuǎn)換。多用于剪力墻結構和框架－剪力墻結構，它將上部剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架，以創(chuàng)造一個較大的內(nèi)部自由空間。

2．上、下層的柱網(wǎng)、軸線改變。轉(zhuǎn)換層上、下的結構形式?jīng)]有改變，但是通過轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴大，形成大柱網(wǎng)，并常用于外框筒的下層形成較大的入口。

3．同時轉(zhuǎn)換結構形式和結構軸線布置。即上部樓層剪力墻結構通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)榭蚣艿耐瑫r，柱網(wǎng)軸線與上部樓層的軸線錯開，形成上下結構不對齊的布置。轉(zhuǎn)換層的結構形式：當內(nèi)部要形成大空間，包括結構類型轉(zhuǎn)變和軸線轉(zhuǎn)變時。為實現(xiàn)高層建筑內(nèi)部上、下層結構形式與柱網(wǎng)的變化，可以用以下的結構轉(zhuǎn)換形式：

1、梁式轉(zhuǎn)換由于它受力明確，設計與施工簡單，一般用于上層為剪力墻結構，下層為框架結構的轉(zhuǎn)換。國內(nèi)用得最多的是梁式轉(zhuǎn)換層。當縱、橫向同時需要轉(zhuǎn)換時，可采用雙向梁布置的轉(zhuǎn)換方式。

2、板式轉(zhuǎn)換層當上、下柱網(wǎng)、軸線有較大錯位，不便用梁式轉(zhuǎn)換層時，可以采用板式轉(zhuǎn)換方式。板的厚度一般很大，以形成厚板式承臺轉(zhuǎn)換層。它的下層柱網(wǎng)可以靈活布置，不必嚴格與上層結構對齊，但板很厚，自重很大，材料用量很多。

3、箱式轉(zhuǎn)換層當需要從上層向更大跨度的下層進行轉(zhuǎn)換時，若采用梁式或板式轉(zhuǎn)換層已不能解決問題，這種情況下，可以采用箱式轉(zhuǎn)換層。它很像箱形基礎，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉(zhuǎn)換。

4、桁架式轉(zhuǎn)換層這種形式的轉(zhuǎn)換層受力合理明確，構造簡單，自重較輕，材料節(jié)省，能適應較大跨度的轉(zhuǎn)換，雖比箱式轉(zhuǎn)換層的整體空間剛度相對較小，但比箱式轉(zhuǎn)換層少占空間。

5、空腹桁架式轉(zhuǎn)換層這種形式的轉(zhuǎn)換層與桁架式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點相似，但空腹桁架式轉(zhuǎn)換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉(zhuǎn)換層則具有斜撐竿?？崭硅旒苁睫D(zhuǎn)換層在室內(nèi)空間上比桁架式轉(zhuǎn)換層好，比箱式轉(zhuǎn)換層更好。

結構轉(zhuǎn)換層

三、剪力墻結構的建筑特點

1、剪力墻是主要承載構件，同時也是建筑物的分隔墻和圍護墻，因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結構布置的要求。2、剪力墻結構體系，承載能力高，整體性和空間作用強，比框架結構有更好的抗側力能力，因此，可建造15-50層的建筑物。

3、剪力墻結構的優(yōu)點是側向剛度大，在水平荷載作用下側移小，其缺點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，另外結構自重也較大，靈活性就差。一般適用住宅、公寓和旅館。4、剪力墻結構的樓蓋結構一般采用平板，可以不設梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。四、剪力墻構件的受力狀態(tài)

剪力墻結構中的墻體既承受豎向荷載，又承受水平荷載，其中承受平行于墻面的水平荷載是墻體的主要作用。剪力墻平面內(nèi)的剛度很大，而平面外的剛度很小，為了保證剪力墻的側向穩(wěn)定，各層樓蓋對它的支撐作用很重要。

在水平荷載作用下，墻體如同一根底部嵌固于基礎頂面的直立懸臂深梁，墻體屬于壓、彎、剪復合受力狀態(tài)。剪力墻體系中的縱向和橫向墻體，在水平荷載作用下，其工作狀況猶如一根底部嵌固于基礎頂面的懸臂深梁。2023/11/26232023/11/2624當房屋層數(shù)較少，墻體高寬比小于1時，墻體側移曲線呈剪切型。當房屋層數(shù)很多，墻體高寬比值大于4時，墻體側移曲線接近彎曲型。墻體的高寬比值介于1和4之間時，側移曲線呈彎剪型。五、墻體布置方案

1、小開間橫墻承重每開間設置一道承重橫墻，間距為2.7～3.92023/11/2625西苑飯店典型層結構平面

2、大開間橫墻承重每兩開間設置一道承重橫墻，間距一般為6～8m。2023/11/2626北京羅家園

3、大間距縱、橫墻承重

每兩開間設置一道橫墻，間距為8m左右。樓蓋或采用鋼筋混凝土雙向板，或在每兩道橫墻之間布置一根進深梁，梁支撐于縱墻上，形成縱、橫墻混合承重體系。

2023/11/2627360040008000800066000300036000300066000800080004000360070000785078502300廣州白云賓館

4、圓形平面的墻體布置

2023/11/2628圓形平面的墻體布置剪力墻多沿徑向布置成輻射狀，或者沿環(huán)向布置。六、剪力墻結構的分類根據(jù)洞口的有無、大小、形狀和位置等，剪力墻可劃分為以下幾類：1、整體剪力墻

2、整體小開口墻3、聯(lián)肢剪力墻4、壁式框架5、框支剪力墻2023/11/2629整截面墻聯(lián)肢墻壁式框架整體小開口墻2023/11/2630整體剪力墻幾何判定：（1）剪力墻無洞口（2）有洞口，墻面洞口面積不大于墻面總面積的16%，且洞口間的凈距及洞口至墻邊的距離均大于洞口長邊尺寸。受力特點：可視為上端自由、下端固定的豎向懸臂構件。1、整體剪力墻2023/11/2631整體小開口墻幾何判定：洞口稍大一些，且洞口沿豎向成列布置，洞口面積超過墻面總面積的16%但洞口對剪力墻的受力影響仍較小。受力特點：在水平荷載下，其截面應力可認為由墻體的整體彎曲和局部彎曲二者疊加組成，截面變形仍接近于整體剪力墻2、整體小開口墻，。2023/11/2632聯(lián)肢剪力墻幾何判定：沿豎向開有一列或多列較大的洞口，可以簡化為若干個單肢剪力墻或墻肢與一系列連梁聯(lián)結起來組成。受力特點：連梁對墻肢有一定的約束作用墻肢局部彎矩較大，整個截面正應力已不再呈直線分布。

3、聯(lián)肢剪力墻

，2023/11/2633壁式框架

幾何判定：當剪力墻成列布置的洞口很大，且洞口較寬、墻肢寬度相對較小、連梁的剛度接近或大于墻肢的剛度。受力特點：與框架結構相類似。4、壁式框架2023/11/2634當?shù)讓有枰蟮目臻g，采用框架結構支承上部的剪力墻時，就是框支剪力墻。墻體上、下剛度形成突變，對抗震極為不利。故在地震區(qū)不允許采用框支剪力墻結構體系。5、框支剪力墻剪力墻的形狀沒有限制，一般截面較少用一字，多設計成L形、Z形、T形、工形、∪形、□形、△形、○形七、剪力墻的布置原則（略）1、剪力墻宜沿主軸方向雙向或多向布置，不同方向的剪力墻宜分別聯(lián)結在一起，應盡量拉通、對直；抗震設計時，宜使兩個方向側向剛度接近，剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。2023/11/26362、剪力墻不宜布置得太密，使結構具有適宜的側向剛度；若側向剛度過大，不僅加大自重，還會使地震作用增大，對結構不利。2023/11/26373、剪力墻宜自下到上連續(xù)布置，避免剛度突變；允許沿高度改變墻厚和混凝土強度等級，或減少部分墻肢，使側向剛度沿高度逐漸減小。4、剪力墻長度較大時可通過開設洞口將長墻分成若干均勻的獨立墻段。墻段的長度不宜大于8m。，5、剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置。宜避免使用錯洞墻和疊合錯洞墻。2023/11/26386、當剪力墻與平面外方向的梁連結時，可加強剪力墻平