第三章剪力墙结构体系

剪力墙结构是全部由剪力墙承重而不设框架的结构体系。
剪力墙体系的墙体布置，实际上等于将砖混结构的砖墙换成
现浇的钢筋混凝土墙。由于剪力墙结构体系全部由纵横墙体
所组成，故房屋的刚度比框架—剪力墙体系更好，适用的层 数比框架—剪力墙结构更多。
从理论上说，这种结构体系可高达100—150层，不过，
这种特大超高层的探讨性设计表明，单靠剪力墙来抵抗侧向
建筑物高宽比不宜大于6。
剪力墙结构对于需要很多隔墙的高层住宅及高层 旅店的标准层十分适用，承重剪力墙可作为房间隔墙， 房间内无梁、柱外露。
目前我国正在研究发展底层大空间和大底盘大空 间剪力墙结构。这种体系上的上部各标准层为一般剪 力墙结构，在底层或1—3层把部分剪力墙改换框架， 其余剪力墙仍落至基础。使其他层刚度不发生突变， 根据建筑使用要求还可把下部几层扩大，形成大底盘 大空间。
结构体系
非抗震
设计
6度
框架
70
60
框架-剪力墙
150
130
剪 全部落地剪力墙 150
140
力
墙 部分框支剪力墙 130
120
筒 框架-核心筒
160
150
体
筒中筒
200
180
板柱-剪力墙
110
80
抗震设防烈度
7度
8度
0.20g
0.30g
50
40
35
Fra Baidu bibliotek
120
100
80
120
100
80
100
80
50
130
100
第二节 剪力墙结构体系的类型、特点和适 用范围
“剪力墙”作为抗侧力构件用于高层建筑 上，其主要效能在于提高房屋的抗侧力刚度。 随着房屋高度的不断增加，所需抗侧力刚度 的要求也逐渐增长，为了满足房屋在一定高 度时对刚度的要求能够得以实现，就必须运 用”剪力墙”这一手段，并创造出各式各样 的新型结构体系。当前，剪力墙结构体系主 要有：框架剪力墙结构、剪力墙结构、框支 剪力墙结构、筒式结构等四大类。
框架—剪力墙结构由于是以框架体系 为主体，以剪力墙为辅助补救框架结构之 不足的一种组合体系。因此，这种结构体 系属半刚性结构体系。这种结构适用于25 层以下的房屋，最高不宜超过30层(在设计 烈度为8度和8级以上的地震区，5层以上的 工业厂房也应采用框—剪体系)
这种结构体系，由于剪力墙的存在，
一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。 因此，这种体系用于旅馆、公寓、住宅等 建筑最为适宜。
90
150
120
100
70
55
40
9度
-50 60 不应采用 70 80 不应采用
二、剪力墙结构
随着房屋层数高度的进一步增加(一般当房屋 层数超过25层以上〕，水平荷载对房屋的影响更 加利害，如果仍然采用框架—剪力墙结构体系， 则需要设置的剪力墙数将要大幅度增加．以至整 个房屋中剩下的框架寥寥无几，为简化设计和施 工起见，则宜采用全部剪力墙结构。
力的剪力墙体系房屋，看来它的极限高度受到这些剪力所要
求的墙厚所限制(好像砖混结构房屋的极限可取层数被砖墙 厚度所限制一样)。墙体厚度太大时，无论从经济上或使用 上看，都是不好的。因此，全剪力墙结构体系用于40层以下 比较合适。
全剪力墙结构体系由于要求有很多永久固
定的间隔墙，因此建筑平面布置很不灵活，所 以用于旅馆、公寓、住宅等建筑较为适宜。而 旅馆建筑中的餐厅或会议室等需要较大的空 间．一般采用附加低层部分的办法来处理(广州 的白云宾馆的广州宾馆就是如此)。当然．也可 以把餐厅、会议室放在房屋的顶层，顶层部分 改用框架处理，而剪力墙则不全部到顶(电梯井 等间隔墙仍然到顶)，如广州市花园酒家旋转餐 厅就是放在上面的。
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——剪力墙。
为什么设置一些墙片就可提高抗侧力刚度?为什 么这些墙片叫做“剪力墙”?在下面的解释中将可获 得理解。
层数很多的框架，意味着房屋的高宽比很大。
事实上，绝大多数的高层房屋都是框 架—剪力墙结构，因为剪力墙的设置除了在 房屋内作平行墙体布置外，还可利用房屋的 山墙、电梯井或楼梯井周围的间墙，只要做 成现浇钢筋混凝土的墙体，即可作为剪力墙 之用。
框架—剪力墙结构的抗震、抗风性能优于纯框架结构。 建筑物的高宽比不宜大于4—5。
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）规 定A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
三、框支剪力墙结构
在旅馆或住宅等高层建筑中，往往底层作商 店或停车场而需要大空间，这种情况下，常采用 底层为框架的剪力墙结构，即所谓框支剪力墙结 构体系。
这时，水平荷载对框架的威胁很严重，不仅使得 框架的弯矩会很大，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矩将很大，反过来看， 由于房屋宽度相对很小，柱子要抵抗这个倾覆力 矩就很吃力，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。
第一节 剪力墙的概念和结构效能
在第二章曾经指出，当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。这时 采用高强度的结构材 料，虽然能够减少构件尺寸和减轻房屋的重量，但 反过来这样又会使房屋更加柔软，并且对于水平力 作用的反应更为敏感。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 持点，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。
一、框架—剪力墙结构
框架—剪力墙结构就是在框架体系的房屋中设置一 些剪力墙来代替部分框架。在整个体系中，框—剪同时 存在，剪力墙负担绝大部分的水平荷载，而框架则以负 担竖向荷载为主，两者共同受力、合理分工，物尽其用。
剪力墙作为加强框架体系的抗侧力之用，结构 体系的侧力刚度得以大大提高，房屋在水平荷载作 用下的侧移将大大减少。
在这情况下，有效的解决办法就是设置一些墙
片以代替框架。这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，换言之， 抗侧力刚度就大大提高了；同时，从这块大截面墙 片的受剪效能看，它的抗剪能力比框架强得多。这 种墙片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”。