剪力墙结构的布置原则剪力墙结构是利用建筑物墙体作为建筑物的竖向承载体系,并用它抵抗水平力的一种结构体系。其侧向刚度大,整体性好,用钢量较省,缺点是自重大。剪力墙间距一般为3m~5m
。平面布置的灵活性受到限制。由于其良好的抗侧性、整体性和抗震性能,可以建造较高的建筑物。剪力墙的布置原则为:剪力墙结构中全部竖向力和水平力都由剪力墙承受。所以一般应沿建筑物的主要轴线双向布置。特别是在抗震结构中,应避免仅单向有墙的结构布置形式,并宜使两个方向抗侧刚度接近,即两个方向的自振周期宜相近。剪力墙应尽量拉通对直,以增加抗震能力。门窗洞口上下各层对齐,形成明确的墙肢和连梁,使受力明确,计算简单。在抗震结构中,应尽量避免出现错洞剪力墙和叠合错洞墙。叠合错洞墙的特点是洞口错开距离很小,甚至叠合,不仅墙肢不规则,而且还在洞口之间形成薄弱部位,对抗震尤为不利。剪力墙沿竖向应贯通建筑物全高。剪力墙沿竖向改变时,允许沿高度改变墙厚和混凝土等级,或减少部分墙肢,使抗侧刚度逐渐减小,避免各层刚度突变,造成应力集中。剪力墙要避免洞口与墙边,洞口与洞口之间形成小墙肢。小墙肢宽度不宜小于三倍墙厚,并用暗柱加强。较长的剪力墙宜开设洞口,将其分为均匀的若干墙段,墙段之间宜采用弱梁连接,每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2
,墙长较小时,受弯产生的裂缝宽度较小,墙体配筋能够充分的发挥作用,因此墙肢截面高度不宜大于8m
。高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的结构形式,短肢墙应尽可能设置翼缘。在短肢剪力墙较多时,应布置筒体,以形成共同抵抗水平力的剪力墙结构。控制剪力墙平面外弯矩,应采取增加与沿梁轴线方向的垂直墙肢,或增加壁柱、柱等方式,来减少梁端部弯矩对墙的不利影响。对截面较小的楼面梁可设计为铰接或半刚接,减小墙肢平面外弯矩。不宜将楼面主梁直接支承在剪力墙之间的连梁上。
剪力墙既是承担竖向荷载的主要构件,更是承担水平力的主要构件,在地震中起第一道防线作用,因此在设计时要考虑底部剪力墙承担100%的水平地震作用,而框架只承担小部分的地震力作为安全储备。震害观测表明,底框砖房在地震时底层将发生变形集中,会出现过大的侧移而严重破坏甚至倒塌。有鉴于此,新规范在近十几年各地试验研究的基础上,对底框架结构剪力墙的布置做出了更科学的调整。
首先抗震墙间距要满足最大横墙间距限制,6、7、8度设防区最大横墙间距分别为21m、18m、和1 5m。
其次,剪力墙应沿2个主轴方向都有布置,使之形成直角以更好地发挥抗震作用。
另外要克服矫枉过正的偏见,有些设计人员认为既然底框结构底层薄弱就多布置一点剪力墙越强越好,实际上是走向另一个极端。剪力墙的设置应与上部砌体结构相协调,抗震设计的原则是沿楼层间侧移刚度应均匀变化 ,而不允许各层间发生突变。