1、 剪力墻結構布置方案n-1 剪力墻結構的概念和結構效能n4-2 剪力墻結構體系的類型、特點和適用范圍n4-3 剪力墻的形狀和位置n4-4 剪力墻的主要構造要求第一節 剪力墻結構的概念和結構效能4-2 剪力墻結構體系的類型、特點和適用范圍剪力墻結構體系的類型：（純）剪力墻結構框支剪力墻結構框架-剪力墻結構筒體結構n1、概念n利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結構，稱為剪力墻結構。一、剪力墻結構一、剪力墻結構n優點:整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側向變形小，承載力(強度)要求也容易滿足，房間內無梁柱外露。n缺點:剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求,結構自

2、重往往也較大。n適用范圍：較小開間的住宅及旅館建筑，高層建筑。2、剪力墻的優缺點及適用范圍、剪力墻的優缺點及適用范圍n3、剪力墻結構的變形特征、剪力墻結構的變形特征彎曲型彎曲型自底層向上，位移增量 越來越大，與懸臂梁的彎曲變形曲 線類似。故稱“彎曲型”剪力墻結構自底層向上，位移增量 越來越大，與懸臂梁的彎曲變形曲 線類似。故稱“彎曲型”圖例：彎、剪變形特點圖例：彎、剪變形特點n. 適用范圍：n房屋剛度比框架-剪力墻體系更好，適用的層數更高，層數超過25層的房屋宜采用全部剪力墻結構n理論上可達100150層，但墻體太厚，不經濟，以40層以下為宜二、框支剪力墻結構n底層作商店或停車場而需要大空間的

3、旅館或住宅缺點：房屋剛度突變n1。把框架層擴展到23層，層高逐漸變化，使剛度逐漸減弱而避免突變n2。在框架的最上面一層設置設備層，作為剛度的過渡層n3。盡可能把一部分剪力墻伸到底層以加強整個房屋的剛度避免房屋剛度突變的措施：n結構轉換層：水平結構，梁很大，一兩個樓層高n作用：過渡，改變下方樓層柱子的排列，或者過渡上下層剪力墻的不同位置，以此獲得特別的樓層柱網創造大空間并將上部荷載傳遞到下面相對少而大的幾根柱或幾片墻上圖例：大間距剪力墻體系（住宅）圖例：大間距剪力墻體系（住宅）上海仙霞村點式住宅上海仙霞村點式住宅大間距方案：墻體長度由242m減少到174m。板厚120mm增到140mm。24層住

4、宅每棟節約造價：45萬元。抗震性能加強。圖例：圖例： 剪力墻體系（實例）剪力墻體系（實例）大小間距墻體方案的地震反應比較n概念：在框架體系的房屋中設置一些剪力墻來代替部分框架特點：以框架結構為主，以剪力墻為輔助補救框架結構的不足的半剛性結構。剪力墻承擔大部分的水平荷載，框架以負擔豎向荷載為主三、框架-剪力墻結構n受力變形特點n、框架剪力墻結構的類型、框架剪力墻結構的類型(1)框架剪力墻結構框架剪力墻結構適用范圍：層，H/B不宜大于45n適用范圍：n25層以下的房屋，最高不宜超過30層n地震區的五層以上的工業廠房n由于剪力墻的存在，一定程度上限制了建筑平面布置的靈活性，這種體系用于旅館、公寓、住

5、宅等建筑最為適宜框框筒結構筒結構：平面剪力墻發平面剪力墻發展展-空間薄壁空間薄壁筒體筒體四、筒體結構n.特點：n將剪力墻集中到房屋的內部或外部形成封閉的筒體n筒體在水平荷載作用下好像一個豎向懸臂空心柱體，結構空間剛度極大，抗扭性能也好n剪力墻集中布置不妨礙房屋的使用空間，建筑平面布置靈活，適用于各種高層公共建筑和商業建筑 實腹筒實腹筒 框筒框筒 桁架筒桁架筒 筒中筒中筒筒2 筒體的基本形式筒體的基本形式3 筒體結構的類型筒體結構的類型n根據建筑高度不同，可采用不同筒體結構形式根據建筑高度不同，可采用不同筒體結構形式n內筒體內筒體：將電梯井、樓體井、管道井、服務間等集：將電梯井、樓體井、管道井、

6、服務間等集中成為一個核心筒體。中成為一個核心筒體。n外筒體外筒體：四周外墻由密排窗框諸與窗間墻梁組成：四周外墻由密排窗框諸與窗間墻梁組成-多孔墻體。建筑物內部可不設剪力墻。多孔墻體。建筑物內部可不設剪力墻。n筒中筒筒中筒：內筒體與外筒體相結合：內筒體與外筒體相結合n多筒體多筒體組合：根據建筑平面要求可采用：組合：根據建筑平面要求可采用：n多重套筒，組合筒多重套筒，組合筒-幾個筒體由樓板聯合幾個筒體由樓板聯合n束筒束筒-若干個筒體成束狀結構，筒體可錯落不齊。若干個筒體成束狀結構，筒體可錯落不齊。n內筒體內筒體中央核心筒式利用房屋中的電梯井、樓梯間、管道井以及服務間作為核心筒體盡端核心筒式利用房屋

7、中的電梯井、樓梯間、管道井以及服務間作為核心筒體外筒體外筒體利用四周外墻作為外筒體，形成外筒的墻是由外圍間距較密的柱子與每層樓面處的身量剛性連接在一起組成矩形網格樣子的墻體框架筒外圍柱距：深梁高度：層以下外筒體外筒體五五 筒中筒結構筒中筒結構層以上，不宜超過層筒中筒結構筒中筒結構：薄壁內筒與密柱外框筒相結合：薄壁內筒與密柱外框筒相結合內筒體：筒體與豎向通道結合內筒體：筒體與豎向通道結合外筒體：密柱外框筒，與建筑立面結合外筒體：密柱外框筒，與建筑立面結合大筒體地震后連梁破壞,形成四個小筒體n框筒及桁架筒做為外筒，實腹筒做為內筒，形成筒中筒結構，筒體結構屬于空間受力體系n（1）變形特點n框筒側向變

8、形仍以剪切型為主，而核心筒通常則是以彎曲型變形為主n（2）受力特點n框筒結構是具有箱形截面的懸臂構件，柱子分為受拉和受壓柱，形成受拉翼緣框架和受壓翼緣框架。2、筒體的主要特點、筒體的主要特點n將筒的四壁做成桁架，就形成桁架筒。n桁架為軸向受力，與框架相比，更節省材料n香港的中國銀行采用了鋼斜撐、鋼梁以及鋼骨鋼筋混凝土柱組成的空間桁架體系，建成后在世界高層建筑中高度名列第五。、桁架筒的受力特點圖例：巨型結構（香港中國銀行）圖例：巨型結構（香港中國銀行）香港中國銀行大廈結構形式香港中國銀行大廈結構形式1。地上。地上70層，層，315m，底平面正方形，底平面正方形52*52m2。沿對角線分四各三角形

9、，每隔若干層切去一。沿對角線分四各三角形，每隔若干層切去一各三角形。各三角形。3。44層以上平面為三角形。層以上平面為三角形。4。主體結構為。主體結構為8榀巨型桁架榀巨型桁架5。各巨型桁架交點設型鋼混凝土大型立柱，四。各巨型桁架交點設型鋼混凝土大型立柱，四角立柱底面尺寸角立柱底面尺寸4。8*4。1m6。正方形中心立柱從屋頂向下通到。正方形中心立柱從屋頂向下通到25層。層。六多筒體系六多筒體系成束筒及巨形框架結構成束筒及巨形框架結構n使用條件：當建筑高度或其平面尺寸進一步使用條件：當建筑高度或其平面尺寸進一步加大，以至于框筒或筒中筒結構無法滿足抗加大，以至于框筒或筒中筒結構無法滿足抗側力剛度要求

10、時，必須采用多筒體系側力剛度要求時，必須采用多筒體系n1、成束筒成束筒n兩個以上框筒（或其它筒體）排列在一起成兩個以上框筒（或其它筒體）排列在一起成束狀，稱為束狀，稱為成束筒成束筒。n優點優點：n結構的剛度和承載能力比筒中筒結構有所提高，沿高度方向，還可以逐個減少筒的個數，分段減少建筑平面尺寸，結構剛度逐漸變化n有效地減少外筒翼緣框架中的剪力滯后現象，使內筒或內部柱子充分發揮作用1-49層66-89層50-65層90-109層n2、巨形框架、巨形框架n利用利用筒體筒體作為作為柱子柱子，在各筒體之間，在各筒體之間每隔數層用每隔數層用巨形梁巨形梁相連，巨型梁每相連，巨型梁每隔幾層或十幾層樓設置一道

11、，截面隔幾層或十幾層樓設置一道，截面一般為一層或幾層高，筒體和巨型一般為一層或幾層高，筒體和巨型梁即形成巨型框架梁即形成巨型框架巨型結構體系巨型結構體系 特點：特點： 超越一般結構概念超越一般結構概念一般結構的截面尺寸與層高相關一般結構的截面尺寸與層高相關 巨型結構：由兩級結構組成巨型結構：由兩級結構組成第一級：結構超越樓層劃分，形成跨越幾個樓層的第一級：結構超越樓層劃分，形成跨越幾個樓層的巨柱以及一層空間的巨梁巨柱以及一層空間的巨梁巨型框架結構巨型框架結構巨型桁架結構巨型桁架結構第二級：巨型框架或桁架間為一般框架結構（小型第二級：巨型框架或桁架間為一般框架結構（小型柱、梁與樓板）。柱、梁與樓

12、板）。 在巨型層底下，可設無柱大空間。在巨型層底下，可設無柱大空間。n巨型結構外露與建筑立面相結合巨型結構外露與建筑立面相結合n空間利用靈活空間利用靈活n施工速度快，巨型主框架施工后，各層可同時施工施工速度快，巨型主框架施工后，各層可同時施工n巨型框架巨型框架-巨型開洞巨型開洞n形成氣流通道，減小風壓形成氣流通道，減小風壓1 巨型框架結構（8）q新加坡華僑銀行1 巨型框架結構（9）n新加坡華僑銀行1 巨型框架結構（5）q東京市政廳大廈 臺灣高雄銀行上海證券大廈位于浦東新區陸家嘴金融貿易區，是一個多功能性質的綜合建筑，主要由證券交易廳和綜合辦公樓以及其他商業、服務設施等組成，地上建筑30層，地下

13、3層，總高120m，總投資1.48億美元，地上建筑面積為79086m2，地面以下建筑面積16753m2，為巨型框架-支撐外露體系。 上海證券大廈 圖例：巨型結構（深圳亞洲大酒店）圖例：巨型結構（深圳亞洲大酒店）深圳大酒店結構形式深圳大酒店結構形式1 地下一層、地上地下一層、地上33層，高層，高114。1m2 建筑平面中心部位的三角形芯筒與三個翼肢的端筒建筑平面中心部位的三角形芯筒與三個翼肢的端筒形成主框架立柱。形成主框架立柱。3 每隔每隔6層設置主框架箱型大梁。層設置主框架箱型大梁。4 次框架次框架6層、頂層為無柱空間、其它柱距層、頂層為無柱空間、其它柱距4。0m。圖例：深圳大酒店大廈結構平面

14、圖例：巨型結構（深圳新華大廈）圖例：巨型結構（深圳新華大廈）深圳新華大廈結構形式1 。正方形平面，地上。正方形平面，地上35層。層。2。主體結構芯筒與外圈大型框架組成。主體結構芯筒與外圈大型框架組成。3。平面四角大截面雙肢柱作為四邊主框架四根角柱。平面四角大截面雙肢柱作為四邊主框架四根角柱在主框架大梁間設置在主框架大梁間設置310層此框架。層此框架。 結構體系選擇結構體系選擇n主要考慮因素主要考慮因素建筑物高度建筑物高度-結構抗側剛度與抗震性能結構抗側剛度與抗震性能建筑物用途建筑物用途-建筑平面布置，空間利用要求建筑平面布置，空間利用要求n高層的控制因素高層的控制因素水平荷載和剛度而不是豎向荷

15、載和強度水平荷載和剛度而不是豎向荷載和強度n抗側移能力抗側移能力磚混結構框架結構框剪結構剪力墻結構磚混結構框架結構框剪結構剪力墻結構框筒結構筒中筒結構成束筒結構巨型框架框筒結構筒中筒結構成束筒結構巨型框架結構結構n各種結構體系的適用層數：n框架結構15層以下（最經濟為10層）n框架-剪力墻結構30層以下（最適宜為1125層）n剪力墻結構-40層以下（最適宜為1640層）n框筒結構30層以下n筒中筒結構30層以上的超高層房屋適用的最大高度與結構體系房屋適用的最大高度與結構體系房屋類型與結構體系房屋類型與結構體系剪力墻布置考慮結構、建筑需求結構要求：剪力墻面積復合剛度要求剛度中心與幾何中心盡量符合

16、同時縱向與橫向剛度增強建筑要求：利用山墻、電梯井、樓體井周圍墻體作剪力墻剪力墻體與框架軸線復合 第三節 剪力墻的形狀和位置n一、剪力墻的形狀n剪力墻對水平荷載的反應與其形狀有關n開口的1型、L型、Z型、槽型、I型、T型n封閉的方形、三角形、圓形二、剪力墻的布置原則n（一）總則1.房屋平立面體型要簡單均勻。2.剪力墻應合理地，應可能地離開房屋重心n3.剪力墻布置要對稱，以減少結構的扭轉效應。當不能對稱時，也要使剛度中心盡量和質量中心接近，以減少地震力產生的扭矩。4.剪力墻應上下層位置對齊，而且宜貫通房屋全高。5.應盡可能采取措施增加剪力墻承擔的豎向荷載。6.在非地震區，可根據建筑物迎風面大小、風

17、力大小設置剪力墻，縱橫兩個方向剪力墻數量可以不同。在地震區，由于兩個方向的地震力接近，在縱、橫方向上布置的剪力墻數量要盡量接近。（二）全剪體系的剪力墻布置n縱橫向剪力墻布置應均衡。橫向剪力墻短而數量多，間距一般68m。n縱向剪力墻一般設24道。n當形狀任意時，在受力復雜處，剪力墻還應加密一些。（三）框-剪體系的剪力墻布置n剪力墻數量 以滿足位移限制為宜,剪力墻數量約512cm/m2建筑面積n剪力墻的布置及間距 將剪力墻分散一些，當做成單片墻時，不宜少于3道，最好是做成筒體形狀n剪力墻間距不宜過大：現澆樓板，剪力墻間距L=4B預制樓板，剪力墻間距L=2.5Bn（4）在兩片剪力墻（或兩筒體）之間布

18、置框架時，樓蓋必須有足夠的平面內剛度，才能將水平剪力傳遞到兩端的剪力墻上去，發揮剪力墻為主要抗側力結構的作用。n一般現澆鋼筋混凝土樓蓋LB不能大于4.0；n裝配式鋼筋混凝土樓蓋LB不能大于3.0；兩種框架-剪力墻體系結構布置方式n1柱網和剪力墻正交布置房屋平面形狀由矩形單元正交組合的情形n（1）橫向設置剪力墻n（2）縱橫向均設置剪力墻n在抗震設防區一般采用縱橫向均設置剪力墻的布置n當房屋較高而框架在縱橫向剛度都較差時n盡可能把兩個方向的剪力墻組合在一起n剪力墻在平面內的位置盡量拉開距離2。柱網和剪力墻任意布置n房屋平面形狀任意時，剪力墻和柱網就不能采用正交布置n柱網和剪力墻任意布置時，剪力墻布

19、置應注意以下幾點：n（1）橫向剪力墻應布置在平面形狀或剛度變化處以及靠近房屋區段的兩端n（2）縱向剪力墻如布置在較長房屋的兩端且相距較遠時，應進行溫度應力驗算，并采取設置施工縫等措施，以減少溫度和收縮應力n（3）剪力墻的數量要得當，過多地布置剪力墻，并不能減少框架受力，反而增加了剪力墻的用量（4）為了保證樓板剛度，剪力墻間距不宜過大4-4 剪力墻的主要構造要求n一、剪力墻的材料現澆鋼筋混凝土，混凝土強度等級不應低于C20n二、剪力墻的厚度n按一級抗震等級設計時不應小于樓層高度的1/20， 且不應小于160mm；n按二、三、四級抗震等級和非抗震設計時不應小于樓層高度的1/25，且不應小于 140

20、mm。n有邊框時，剪力墻的厚度不應小于墻體凈高的1/30 ，且不應小于 120mm ；n無邊框時，剪力墻的厚度不應小于樓層高度的1/25，且不應小于 140mm。 n三、剪力墻的配筋n剪力墻厚度=200mm時，應雙層配筋。n山墻及相鄰第一道內橫墻，樓梯間或電梯間墻及內縱墻等都應雙層配筋。n在剪力墻上往往需要開門窗或設備要求所需要的孔洞n根據洞口的分布和大小的不同，可將剪力墻分為以下幾類：n整體剪力墻n整體小開口墻n聯肢剪力墻n多聯單獨剪力墻開有不規則大洞口的剪力墻四、剪力墻的開洞整體彎曲應力局部彎曲應力n開洞原則：n盡量不開洞，少開洞或開小洞。門窗洞口應盡量做到上下對齊，大小相同。門窗洞口應盡

21、量做到上下對齊，大小相同。n洞口之間的聯系梁應有足夠的高度 ，以加強左右兩段剪力墻的整體工作n洞口應盡量遠離墻體邊緣。n內橫墻開洞時，洞邊離外縱墻內邊距離=30cmn內縱墻開洞時，洞邊離山墻內邊距離=200cmn內縱墻與內橫墻交叉處不要四邊同時開洞，以免出現“四側無拉結”的現象種類：種類：沉降縫沉降縫、伸縮縫伸縮縫或或防震縫防震縫區別：區別：伸縮縫和防震縫僅將基礎以上的房屋分開，而沉降縫則將房屋連同基礎一起分開原則：原則：在高層建筑中，目前的總趨勢是避免設縫，并從總體布置上或構造上采取一些相應的措施來減少沉降差、溫度收縮和體型復雜引起的問題。第五節第五節 變形縫的設置與構造變形縫的設置與構造n

22、沉降裂縫：沉降裂縫：形狀：斜的，由下向沉降較大的一側升高n地點：n土質松軟、土層變化較大處n基礎處理方法不同處n房屋在高度、重量、剛度有較大變化處n房屋平面形狀變化的凹角處1、沉降縫、沉降縫（1）建筑物建在不同的地基土壤上； （2）當同一建筑物相鄰高度相差在兩層以上或部分高度差超過10m時；（3）當建筑物部分的基礎底部壓力值有較大差別時；（4）原有建筑物與新建建筑物之間；（5）當相鄰的基礎寬度和埋置深度相差懸殊時；（6）平面形狀較復雜的建筑物，分成幾個形狀。 沉降縫縫寬：見下表，一般為3070mm設置條件：設置條件： 斷開構件：基礎及其以上 2. 沉降縫構造 墻體、樓地層、屋頂：和伸縮縫相似，縫寬加大，采用鍍鋅鐵皮調節； 基礎：雙墻方案 懸挑方案（三）防震縫： 防止地震對建筑物破壞 1. 設置條件： （1）房屋高差在6m以上 （2）房屋有錯層，且樓板高差較大 （3）各部分結構剛度截然不同時n設沉降縫目的：避免地基不均勻沉降時在房屋構件中產生裂縫n方法：將結構從屋頂到基礎整個斷開，使各部分自由沉降，以避免由沉降差引起的附加應力對結構的危害。n不設沉降縫時，將高低部分的結構及其基礎連成整體，同時采取一些相應減小沉降差的措施：n利用壓縮性小的地基，減小總沉降量及沉降差；n高層與低層結構之間設后澆施工縫；nA.主體和裙房采用不同的基礎形式nB.先施工主樓并發生沉降后