剪力墙结构体系.ppt

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1、第四章 剪力墙结构体系n-1 剪力墙结构的概念和结构效能n4-2 剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围n4-3 剪力墙的形状和位置n4-4 剪力墙的主要构造要求4.1 剪力墙结构的概念剪力墙结构的概念n4.1.1 剪力墙的概念和结构作用剪力墙的概念和结构作用4.1 剪力墙结构的概念剪力墙结构的概念n4.1.2 概述概述n剪力墙结构体系主要有：框架剪力墙结构体系主要有：框架-剪力墙结构、剪力墙结构、剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒体结构剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒体结构等四大类。等四大类。n1、概念概念n利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构。一、剪力墙结构一、剪力墙

2、结构n优点:整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力(强度)要求也容易满足，房间内无梁柱外露。n缺点:剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求,结构自重往往也较大。n适用范围：较小开间的住宅及旅馆建筑，高层建筑。2、剪力墙的优缺点及适用范围、剪力墙的优缺点及适用范围一、剪力墙结构一、剪力墙结构n3、剪力墙结构的变形特征、剪力墙结构的变形特征弯曲型弯曲型自底层向上，位移增量 越来越大，与悬臂梁的弯曲变形曲 线类似。故称“弯曲型”一、剪力墙结构一、剪力墙结构n. 适用范围：适用范围：n房屋刚度比框架-剪力墙体系更好，适用的层数更高，层数超过25层的房屋宜采用全部剪

3、力墙结构n理论上可达100150层，但墙体太厚，不经济，以40层以下为宜一、剪力墙结构一、剪力墙结构二、框支剪力墙结构二、框支剪力墙结构n框支剪力墙结构指在结构中的局部，部分剪力墙因建筑要框支剪力墙结构指在结构中的局部，部分剪力墙因建筑要求不能落地，直接落在下层框架梁上，再由框架梁将荷载求不能落地，直接落在下层框架梁上，再由框架梁将荷载传至框架柱上，这样的梁就叫框支梁，柱就叫框支柱，上传至框架柱上，这样的梁就叫框支梁，柱就叫框支柱，上面的墙就叫框支剪力墙。这是一个局部的概念，因为结构面的墙就叫框支剪力墙。这是一个局部的概念，因为结构中一般只有部分剪力墙会是框支剪力墙，大部分剪力墙一中一般只有部

4、分剪力墙会是框支剪力墙，大部分剪力墙一般都会落地的。般都会落地的。 n底层作商店或停车场而需要大空间的旅馆或住宅底层作商店或停车场而需要大空间的旅馆或住宅二、框支剪力墙结构二、框支剪力墙结构缺点：房屋刚度突变二、框支剪力墙结构二、框支剪力墙结构n1。把框架层扩展到23层，层高逐渐变化，使刚度逐渐减弱而避免突变n2。在框架的最上面一层设置设备层，作为刚度的过渡层n3。尽可能把一部分剪力墙伸到底层以加强整个房屋的刚度避免房屋刚度突变的措施：二、框支剪力墙结构二、框支剪力墙结构n结构转换层：水平结构，梁很大，一两个楼层高n作用：过渡，改变下方楼层柱子的排列，或者过渡上下层剪力墙的不同位置，以此获得特

5、别的楼层柱网创造大空间并将上部荷载传递到下面相对少而大的几根柱或几片墙上二、框支剪力墙结构二、框支剪力墙结构概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架框架.特点：以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框架结构特点：以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框架结构的不足的半刚性结构。的不足的半刚性结构。剪力墙剪力墙承担大部分的水平荷载，承担大部分的水平荷载，框架框架以负担竖向荷载为主以负担竖向荷载为主三、框架三、框架-剪力墙结构剪力墙结构三、框架三、框架-剪力墙结构剪力墙结构受力变形特点受力变形特点三、框架三、框架-剪力墙结构剪力墙结构n相关知识相

6、关知识适用范围：层，H/B不宜大于45三、框架三、框架-剪力墙结构剪力墙结构四、筒体结构四、筒体结构n概念：筒体结构由一个或多个竖向筒概念：筒体结构由一个或多个竖向筒体体(由剪力墙围成的薄壁筒或由密柱由剪力墙围成的薄壁筒或由密柱框架构成的框筒框架构成的框筒)组成的结构。组成的结构。 n1.特点：特点：n将剪力墙集中到房屋的内部或外部形将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体成封闭的筒体n筒体在水平荷载作用下好像一个竖向筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体，结构空间刚度极大，悬臂空心柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好抗扭性能也好n剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空剪力墙集中布置不妨碍

7、房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑高层公共建筑和商业建筑 实腹筒实腹筒 框筒框筒 桁架筒桁架筒 筒中筒筒中筒2 筒体的基本形式筒体的基本形式四、筒体结构四、筒体结构3 筒体结构的类型筒体结构的类型n根据建筑高度不同，可采用不同筒体结构形式根据建筑高度不同，可采用不同筒体结构形式n内筒体内筒体：将电梯井、楼体井、管道井、服务间等集：将电梯井、楼体井、管道井、服务间等集中成为一个核心筒体。中成为一个核心筒体。n外筒体外筒体：四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成：四周外墙由密排窗框诸与窗间墙梁组成-多孔墙体。建筑物内部可不设剪力墙。多孔墙

8、体。建筑物内部可不设剪力墙。n筒中筒筒中筒：内筒体与外筒体相结合：内筒体与外筒体相结合n多筒体多筒体组合：根据建筑平面要求可采用：组合：根据建筑平面要求可采用：n多重套筒，组合筒多重套筒，组合筒-几个筒体由楼板联合几个筒体由楼板联合n束筒束筒-若干个筒体成束状结构，筒体可错落不齐。若干个筒体成束状结构，筒体可错落不齐。四、筒体结构四、筒体结构n内筒体内筒体中央核心筒式利用房屋中的电梯井、楼梯间、管道井以及服务间作为核心筒体四、筒体结构四、筒体结构尽端核心筒式利用房屋中的电梯井、楼梯间、管道井以及服务间作为核心筒体尽端核心筒式尽端核心筒式四、筒体结构四、筒体结构利用四周外墙作为外筒体，形成外筒的

9、墙是由外围间距较密的柱子与每层楼面处的身量刚性连接在一起组成矩形网格样子的墙体框架筒外围柱距：深梁高度：层以下外筒体外筒体四、筒体结构四、筒体结构筒中筒结构筒中筒结构层以上，不宜超过层筒中筒结构筒中筒结构：薄壁内筒与密柱外框筒相结合：薄壁内筒与密柱外框筒相结合内筒体：筒体与竖向通道结合内筒体：筒体与竖向通道结合外筒体：密柱外框筒，与建筑立面结合外筒体：密柱外框筒，与建筑立面结合四、筒体结构四、筒体结构n框筒及桁架筒做为外筒，实腹筒做为内筒，形成筒中筒结构，筒体结构属于空间受力体系n（1）变形特点n框筒侧向变形仍以剪切型为主，而核心筒通常则是以弯曲型变形为主n（2）受力特点n框筒结构是具有箱形截

10、面的悬臂构件，柱子分为受拉和受压柱，形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。4、筒体的主要特点、筒体的主要特点四、筒体结构四、筒体结构n将筒的四壁做成桁架，就形成桁架筒。n桁架为轴向受力，与框架相比，更节省材料n香港的中国银行采用了钢斜撑、钢梁以及钢骨钢筋混凝土柱组成的空间桁架体系，建成后在世界高层建筑中高度名列第五。5、桁架筒的受力特点、桁架筒的受力特点四、筒体结构四、筒体结构图例：巨型结构（香港中国银行）图例：巨型结构（香港中国银行）香港中国银行大厦结构形式香港中国银行大厦结构形式1。地上。地上70层，层，315m，底平面正方形，底平面正方形52*52m2。沿对角线分四各三角形，每隔若干层切去一。

11、沿对角线分四各三角形，每隔若干层切去一各三角形。各三角形。3。44层以上平面为三角形。层以上平面为三角形。4。主体结构为。主体结构为8榀巨型桁架榀巨型桁架5。各巨型桁架交点设型钢混凝土大型立柱，四。各巨型桁架交点设型钢混凝土大型立柱，四角立柱底面尺寸角立柱底面尺寸4。8*4。1m6。正方形中心立柱从屋顶向下通到。正方形中心立柱从屋顶向下通到25层。层。六多筒体系六多筒体系成束筒及巨形框架结构成束筒及巨形框架结构n使用条件：当建筑高度或其平面尺寸进一步使用条件：当建筑高度或其平面尺寸进一步加大，以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗加大，以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗侧力刚度要求时，必须采用多筒体系

12、侧力刚度要求时，必须采用多筒体系n1、成束筒成束筒n两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成束状，称为束状，称为成束筒成束筒。四、筒体结构四、筒体结构n优点优点：n结构的刚度和承载能力比筒中筒结构有所提高，沿高度方向，还可以逐个减少筒的个数，分段减少建筑平面尺寸，结构刚度逐渐变化n有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后现象，使内筒或内部柱子充分发挥作用1-49层66-89层50-65层90-109层n2、巨形框架、巨形框架n利用利用筒体筒体作为作为柱子柱子，在各筒体之间，在各筒体之间每隔数层用每隔数层用巨形梁巨形梁相连，巨型梁每相连，巨型梁每隔几层或十几层楼设置

13、一道，截面隔几层或十几层楼设置一道，截面一般为一层或几层高，筒体和巨型一般为一层或几层高，筒体和巨型梁即形成巨型框架梁即形成巨型框架巨型结构体系巨型结构体系 特点：特点： 超越一般结构概念超越一般结构概念一般结构的截面尺寸与层高相关一般结构的截面尺寸与层高相关 巨型结构：由两级结构组成巨型结构：由两级结构组成第一级：结构超越楼层划分，形成跨越几个楼层的第一级：结构超越楼层划分，形成跨越几个楼层的巨柱以及一层空间的巨梁巨柱以及一层空间的巨梁巨型框架结构巨型框架结构巨型桁架结构巨型桁架结构第二级：巨型框架或桁架间为一般框架结构（小型第二级：巨型框架或桁架间为一般框架结构（小型柱、梁与楼板）。柱、梁

14、与楼板）。 在巨型层底下，可设无柱大空间。在巨型层底下，可设无柱大空间。n巨型结构外露与建筑立面相结合巨型结构外露与建筑立面相结合n空间利用灵活空间利用灵活n施工速度快，巨型主框架施工后，各层可同时施工施工速度快，巨型主框架施工后，各层可同时施工n巨型框架巨型框架-巨型开洞巨型开洞n形成气流通道，减小风压形成气流通道，减小风压1 巨型框架结构（8）q新加坡华侨银行1 巨型框架结构（9）n新加坡华侨银行1 巨型框架结构（5）q东京市政厅大厦 台湾高雄银行上海证券大厦位于浦东新区陆家嘴金融贸易区，是一个多功能性质的综合建筑，主要由证券交易厅和综合办公楼以及其他商业、服务设施等组成，地上建筑30层，

15、地下3层，总高120m，总投资1.48亿美元，地上建筑面积为79086m2，地面以下建筑面积16753m2，为巨型框架-支撑外露体系。 上海证券大厦 图例：巨型结构（深圳亚洲大酒店）图例：巨型结构（深圳亚洲大酒店）深圳大酒店结构形式深圳大酒店结构形式1 地下一层、地上地下一层、地上33层，高层，高114。1m2 建筑平面中心部位的三角形芯筒与三个翼肢的端筒建筑平面中心部位的三角形芯筒与三个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层设置主框架箱型大梁。层设置主框架箱型大梁。4 次框架次框架6层、顶层为无柱空间、其它柱距层、顶层为无柱空间、其它柱距4。0m。图例：深圳大酒店大厦结构

16、平面图例：巨型结构（深圳新华大厦）图例：巨型结构（深圳新华大厦）4.2 剪力墙结构体系的类型、剪力墙结构体系的类型、 特点和适用范围特点和适用范围n4.2.1 剪力墙分类剪力墙分类1、按施工工艺分类、按施工工艺分类l大模现浇剪力墙结构体系大模现浇剪力墙结构体系l滑模现浇剪力墙结构体系滑模现浇剪力墙结构体系l全装配大板结构休系全装配大板结构休系l内浇外挂剪力墙结构体系内浇外挂剪力墙结构体系在我国目前已建成的高层剪力墙建筑中，高层住宅占绝大多数，上述4种施工工艺中，大模现浇剪力墙结构体系的施工工艺及机械设备相对较简单，又有较好的技术经济指标，比较适合我国国情有很好的发展前景。据统计，北京、上海、天津的高层剪力墙住宅中，大模体系已经占据主导地位，北京对内浇外挂体系应用比较多。4.2.1 剪力墙的分类剪力墙的分类2、按剪力墙的整体性(墙体开洞大小)分（1）实体剪力墙）实体剪力墙当剪力墙未开洞或开洞较小时，剪力墙的整体工作性能较好，整个剪力墙犹如一个竖向放置的悬臂杆，剪力墙截面内的正应力分布在整个剪力墙截面高度范围内呈线性分布或接近线性分布。(2）双肢剪力墙4.2.1剪力墙的分类剪力墙的分类按剪