论剪力墙的力学原理

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1、剪力墙摘要：剪力墙是房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。它的内容包含剪力墙的概念和结构效能；剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围；剪力墙的分类；剪力墙的布置原则；剪力墙的主要构造要求；剪力墙所适应的最大高度和高宽比；关键词：剪力墙、效果、图像、适用范围、比值剪力墙（shearwall）：房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。防止结构剪切破坏。又称抗风墙或抗震墙、结构墙。分平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混泥土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇

2、或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。是一种典型的竖向构件。剪力墙如下所示：图剪力墙剪力墙的概念和结构效能剪力墙，即为刚度较大的，一般是钢筋混凝土的墙片。此墙片在水平力作用下的工作犹如悬臂的深梁。由于深梁的抗弯惯性矩大，其抗侧刚度比框架柱大大提高，抗剪强度也大得多。这种墙可为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度，所以一般称这种墙片为“抗剪墙“或“剪力墙”。当

3、房屋层数更多或高宽比更大时，骨架式框架结构的梁、柱截面将增大到不经济甚至不合理的地步。因为框架结构在水平荷载作用下表现出“抗侧力刚度小、水平位移大”的柔性特点，框架对水平荷载的动力反应特别敏感，故风荷载或地震作用成为高层房屋设计中的决定因素。因此，当房屋向更高层发展时，解决问题的正确途径，应该是对高层建筑从提高抗侧力刚度方面着手，而提高抗侧力刚度的有效措施，就是在房屋中设置一些墙片。层数很多的框架，意味着房屋的高宽比很大。这时，水平荷载对框架的威胁很严重不仅使到框架的弯矩会强大，而且，柱子负担的轴向力和剪力也很大，尤其是底层柱子的轴向力和剪力更是大得

4、惊人。从力的平衡关系看，因为房屋很高．水平荷载产生的倾覆力偶将很大，柱子要抵抗这个倾覆力偶就很吃力。柱子以很有限的截面尺才去承担那么大的轴向力和剪力就显得不容易对付。剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围剪力墙结构体系的类型：（纯）剪力墙结构框架-剪力墙结构框架在水平荷载作用下的内力图设置墙片水平作用下的墙片框支剪力墙结构简体结构剪力墙的特点剪力墙结构体系的优点：l结构整体性强．抗侧刚度大，侧向变形小，在承载力方面的要求易得到满足，适于建造较高的建筑。l集承重、抗风、抗震、围护与分隔为一体，经济合理地利用了结构材料；l抗震性能好，具有承受强烈地层裂而不

5、倒的良好性能；l用钢量较省；l与框架结构体系相比．施工相对简便与快速。l剪力培结构体系的缺点：l墙体较密，使建筑平面布置和空间利用受到限制，较难满足大空间建筑功能的要求l结构自重较大，加上抗侧刚度较大，结构自振周期较短，导致较大的地震作用。适用范围l关于基础平面图：底板下降处（如电梯间、水箱间、厕所水房的集水坑）应画详图，小集水坑如400X400X300可将板消弱，不必单独处理。应注意两个集水坑可能集中在一起或离墙较近处的集水坑可能坡出墙面。注意集水坑的盖板高度应与地面等高（厕所水房常垫起来）。靠墙处集水坑应画两个剖面，下降处底板斜坡应注角度，宜注角

6、度，不注坡长，剖面只画构造，配筋同底板筋。应将大部分钢筋拉通，仅大房间附加钢筋（包括上下铁），附加筋应标出作用范围，如从12轴到14轴。底板钢筋上铁向下锚固，锚固长度为从墙边锚入15d。下铁考虑承受一定的弯距，向上锚固40d。外侧墙体钢筋的锚固：锚入板底，直段长度200。注明暗柱锚入底板的长度，为施工方便，可加200的直段。门洞口下的暗梁取值：宽度=墙厚+2倍底板的h0，窗洞口下取窗底至基底和门下暗梁的较小值。基础出挑板的分布筋应改为直径12或14，不采用通长筋。电梯底座不落地时，板厚应取300，钢筋应留余量，一般可取14@150。基础底板出挑时，窗

7、井处应认为已经出挑，非窗井处做挑板，可出挑1至1.2m.l应避免将大梁穿过较大房间，在住宅中严禁梁穿房间。l高层剪力墙结构，当窗下墙改为填充墙时，周期可延长并节约造价。l关于洞口连梁：以下处应注意：1．人防内的厕所、水房等，由于使用要求一般要垫起来，故此处洞口要抬高增大，造成其上连梁与一般梁不同。2．剪刀梯入口处连梁，由于休息平台板的做法一般只有20厚，比一般楼板处较薄，此处连梁应按休息平台的标高考虑。3．跃层、楼梯间出屋面处洞口一般要抬高，其上下连梁不同。4．首层有窗井处因窗井采光的要求可能将其上的阳台及洞口抬高，造成上、下的连梁不同。5．其他有门

8、槛处上下连梁不同于一般连梁。l连梁配筋可取各层一致，当超筋时可采取：1.将连梁断面减小，按普通梁计算。2.将