剪力墻
編輯在結構工程中,剪力墻是系統的垂直元件,旨在抵抗平面內的側向力,通常是風和地震載荷。 在許多司法管轄區,國際建筑規范和國際住宅規范規范了剪力墻的設計。
剪力墻抵抗平行于墻平面的荷載。 收集器,也稱為阻力構件,將隔膜剪力傳遞到剪力墻和抗震系統的其他垂直構件。 剪力墻通常是帶有剪力板的輕型框架或支撐木墻、鋼筋混凝土墻、鋼筋磚石墻或鋼板。
膠合板是木(木)剪力墻中使用的傳統材料,但隨著技術和現代建筑方法的進步,其他預制選項已經可以將剪力組件注入落在開口兩側的窄墻中。 事實證明,鋼板和鋼背剪力板代替剪力墻中的結構膠合板可提供更強的抗震性。
結構設計注意事項
編輯加載和失敗機制
剪力墻在其主軸上的剛度比在其他軸上的剛度大。 它被認為是一種主要結構,它對作用在其平面內的垂直和水平力提供相對剛性的抵抗力。 在這種聯合加載條件下,剪力墻會產生相容的軸向、剪切、扭轉和彎曲應變,從而導致復雜的內應力分布。 通過這種方式,荷載垂直轉移到建筑物的地基上。 因此,有四種嚴重的故障機制; 如圖 1 所示。決定失效機制的因素包括幾何形狀、載荷、材料特性、約束和構造。
長細比
壁的長細比定義為有效高度除以壁截面的有效厚度或回轉半徑的函數。 它與細長極限高度相關,細長極限是被分類為細長或粗壯的元素之間的界限。 細長壁易受屈曲失效模式的影響,包括軸向壓縮引起的歐拉平面內屈曲、軸向壓縮引起的歐拉平面外屈曲和彎矩引起的橫向扭轉屈曲。 在設計過程中,結構工程師需要考慮所有這些失效模式,以確保墻體設計在各種可能的荷載條件下都是安全的。
剪力墻的耦合作用
在實際的結構系統中,剪力墻可以作為耦合系統而不是孤立的墻,這取決于它們的布置和連接。 當界面傳遞縱向剪切以抵抗變形模式時,可以認為兩個相鄰的墻板是耦合的。 只要截面受到彎曲應力或約束翹曲應力,就會產生這種應力,其大小取決于耦合元件的剛度。 根據這種剛度,耦合部分的性能將介于具有類似總體平面橫截面的理想均勻元件的性能與獨立組成部分的組合性能之間。 耦合的另一個優點是它提高了整體彎曲剛度與剪切剛度不成比例,從而導致較小的剪切變形。
不同功能建筑物的布置
編輯剪力墻的位置顯著影響建筑功能,例如自然通風和采光性能。 不同功能的建筑性能要求不同。
酒店及宿舍樓
酒店或宿舍樓需要很多隔斷,允許插入剪力墻。 在這些結構中,傳統的蜂窩結構(圖 2)是首選,并且使用了規則的墻布置,房間之間有橫向橫墻,中央走廊兩側有縱向脊柱墻。
商業建筑
大型建筑物中心的剪力墻結構(通常包裹電梯井或樓梯間)形成剪力核心筒。 在多層商業建筑中,剪力墻至少形成一個核心筒(圖 3)。 從建筑服務的角度來看,剪力核心筒包含公共服務設施,包括樓梯、電梯、廁所和服務立管。
建筑適用性要求需要正確布置抗剪核心筒。 從結構的角度來看,剪力核心筒可以增強建筑物對側向荷載(即風荷載和地震荷載)的抵抗力,顯著提高建筑物的安全性。
施工方法——混凝土
編輯混凝土剪力墻通過水平和垂直鋼筋進行加固(圖 4)。 鋼筋比定義為與鋼筋正交的截面的總混凝土面積之比。
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