1、第七章 剪力墙结构体系n7-1 剪力墙结构的概念和结构效能n7-2 剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围n7-3 剪力墙的形状和位置n7-4 剪力墙的主要构造要求7-1 剪力墙结构的概念和结构效能剪力墙结构的概念和结构效能剪力墙剪力墙筒体筒体落地剪力墙落地剪力墙框支剪力墙框支剪力墙核心筒核心筒框筒框筒7-2 剪力墙结构体系的类型、特点剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围和适用范围剪力墙结构体系的类型：（纯）剪力墙结构框支剪力墙结构框架-剪力墙结构筒体结构n1、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、剪力墙结构 剪力墙结构体系剪力墙结构体系优点
2、：侧向刚度大缺点：布置受限制广州白云宾馆广州白云宾馆33层，112.45米，剪力墙结构，1976年建成，国内首栋百米高层。360040008000800066000300036000300066000800080004000360070000785078502300北京国际饭店北京国际饭店1987年建成，27层，底层层高5m，标准值层层高2.9m，总高度104m，剪力墙厚度为200600mm。上海花园饭店上海花园饭店34层，123m，89年建成。n优点优点:整体性好，刚度大，在水平荷载整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力作用下侧向变形小，承载力(强度强度)要要求也容易满足，抗震
3、性能好；房间内求也容易满足，抗震性能好；房间内无梁柱外露。无梁柱外露。n缺点缺点:剪力墙间距不能太大，墙体较密，剪力墙间距不能太大，墙体较密，平面布置限制大，平面布置不灵活，平面布置限制大，平面布置不灵活，不能满足公共建筑的使用要求不能满足公共建筑的使用要求,结构自结构自重大，地震作用大。重大，地震作用大。n适用范围适用范围：墙体间距一般：墙体间距一般38米，适米，适用于较小开间的用于较小开间的住宅及旅馆住宅及旅馆建筑，建筑，高高层建筑。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
4、臂梁的弯曲变形曲 线类似。故称“弯曲型”剪力墙结构图例：弯、剪变形特点图例：弯、剪变形特点 1 1、墙的底部发生破坏，表现为受压区混凝土的大墙的底部发生破坏，表现为受压区混凝土的大 片压碎剥落，钢筋屈服。片压碎剥落，钢筋屈服。2 2、墙肢发生剪切破坏、墙肢发生剪切破坏。剪力墙的震害剪力墙的震害（了解）（了解）底层墙肢内力最大容易出现裂缝和破坏。底层墙肢内力最大容易出现裂缝和破坏。水平荷载下受拉的墙肢轴压力较小，甚至会水平荷载下受拉的墙肢轴压力较小，甚至会出现拉力，墙肢底部容易出现水平裂缝。出现拉力，墙肢底部容易出现水平裂缝。墙肢总高度和总宽度之比较小时，使总墙肢总高度和总宽度之比较小时，使总剪
5、跨比较小，墙肢中的斜向裂缝可能贯通剪跨比较小，墙肢中的斜向裂缝可能贯通发生剪切破坏。发生剪切破坏。某个剪力墙肢剪跨比较小时，可能出现某个剪力墙肢剪跨比较小时，可能出现局部墙肢的破坏。局部墙肢的破坏。图图6-20 6-20 剪力墙的破坏剪力墙的破坏3 3、剪力墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏剪力墙墙肢之间的连梁产生剪切破坏。主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，主要是由于连梁跨度小，高度大形成深梁，在反复荷载作用下形成在反复荷载作用下形成X X型剪切裂缝，为剪切型型剪切裂缝，为剪切型脆性破坏，尤其是在房屋脆性破坏，尤其是在房屋1/31/3高度处的连梁破坏高度处的连梁破坏更为明显。更为明显。墙肢按偏心
6、受力构件进行正截面和斜截面计算；由于楼盖的作用，连梁内的轴力可忽略不计，按受弯构件设计。剪力墙在竖向荷载和水平荷载作用下，墙肢和连梁内将产生轴力、弯距和剪力。墙肢连梁正截面承载力计算斜截面承载力计算正截面承载力计算斜截面承载力计算设计内容当内力组合包括地震作用时，承载力除以抗震承载力调整系数。n剪力墙结构的截面计算剪力墙结构的截面计算n.适用范围：适用范围：n房屋刚度比框架房屋刚度比框架-剪力墙体系更好，适用剪力墙体系更好，适用的层数更高，层数超过的层数更高，层数超过25层的房屋宜采层的房屋宜采用全部剪力墙结构用全部剪力墙结构n理论上可达理论上可达100150层，但墙体太层，但墙体太厚厚，不经
7、济，以不经济，以40层以下为宜层以下为宜二、框支剪力墙结构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缺点：房屋刚度突变缺点：房屋刚度突变n1。把框架层扩展到。把框架层扩展到23层，层高逐渐变化，使刚层，层高逐渐变化，使刚度逐渐减弱而避免突变度逐渐减弱而避免突变n2。在框架的最上面一层。在框架的最上面一层设置设备层，作为刚度的设置设备层，作为刚度的过渡层过渡层n3。尽可能把一部分剪力。尽可能把一部分剪力墙伸到底层以加强整个房墙伸到底层以加强整个房屋的刚度屋的刚度避免房屋刚度突变的措施：避免房屋刚度突变的措施：n结构转换层：水平结构，结构转换层：水平结构
8、，梁很大，一两个楼层高梁很大，一两个楼层高n作用：过渡，改变下方作用：过渡，改变下方楼层柱子的排列，或者楼层柱子的排列，或者过渡上下层剪力墙的不过渡上下层剪力墙的不同位置，以此获得特别同位置，以此获得特别的楼层柱网创造大的楼层柱网创造大空间并将上部荷载传递空间并将上部荷载传递到下面相对少而大的几到下面相对少而大的几根柱或几片墙上根柱或几片墙上图例：大间距剪力墙体系（住宅）图例：大间距剪力墙体系（住宅）上海仙霞村点式住宅上海仙霞村点式住宅大间距方案：墙体长度大间距方案：墙体长度由由242m减少到减少到174m。板厚板厚120mm增到增到140mm。24层住宅每栋节约造价：层住宅每栋节约造价：45
9、万元。万元。抗震性能加强。抗震性能加强。图例：图例：剪力墙体系（实例）剪力墙体系（实例）大小间距墙体方案的地震反应比较大小间距墙体方案的地震反应比较n概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来概念：在框架体系的房屋中设置一些剪力墙来代替部分框架代替部分框架特点：以框架结构为主，以剪力墙为辅助补救框特点：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。架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，框架框架以负担竖以负担竖向荷载为主。向荷载为主。三、框架三、框架-剪力墙结构剪力墙结构 框架框架剪力墙结构体系剪力墙结构体系94000=360007500
10、75002000北京民族饭店北京民族饭店 59年建成，12层框架剪力墙结构。上海明天广场上海明天广场60层，层，238m，最高的框架，最高的框架剪力墙结构，剪力墙结构，98年建成。年建成。n受力变形特点 框架框架剪力墙结构的变形剪力墙结构的变形框架剪力墙结构的简化分析模型一、空间问题的简化一、空间问题的简化在竖向荷载下，框架和剪力墙各自承担负荷范围内的楼面荷载，在竖向荷载下，框架和剪力墙各自承担负荷范围内的楼面荷载，内力计算比较简单；在水平荷载作用下，框架和剪力墙由于楼内力计算比较简单；在水平荷载作用下，框架和剪力墙由于楼盖的联结作用而协调变形，共同工作，其受力特点既不同于单盖的联结作用而协调
11、变形，共同工作，其受力特点既不同于单榀框架，也有别于单榀剪力墙。榀框架，也有别于单榀剪力墙。楼盖结构在其平面内的刚度为无限大，平面外刚度可忽略不计；楼盖结构在其平面内的刚度为无限大，平面外刚度可忽略不计；水平荷载的合力通过结构的抗侧刚度中心；水平荷载的合力通过结构的抗侧刚度中心；框架与剪力墙的刚度特征值沿结构高度为常量。框架与剪力墙的刚度特征值沿结构高度为常量。基本假定基本假定由前两条假定可以推断由前两条假定可以推断：在侧向荷载作用下，结构仅有沿荷载方向的位移，在同一楼层标高处，各榀框架和各榀剪力墙的侧移值是相等的。于是：于是：可以将所有的框架等效成综合框架；将所有的剪力墙等效成综合剪力墙。将
12、综合框架和综合剪力墙放在同一平面进行分析，而在综合将综合框架和综合剪力墙放在同一平面进行分析，而在综合框架与综合剪力墙之间用轴向刚度为无限大的连杆（铰接体框架与综合剪力墙之间用轴向刚度为无限大的连杆（铰接体系）或连梁（刚接体系）相连接。系）或连梁（刚接体系）相连接。框架框架剪力墙铰接体系与刚接体系剪力墙铰接体系与刚接体系p综合剪力墙综合框架连杆框架框架剪力墙铰接体系剪力墙铰接体系p综合剪力墙综合框架连梁框架框架剪力墙刚接体系剪力墙刚接体系框架结构剪力墙结构自顶层向下，层间位移越来越大，呈上凹形，与悬臂梁的剪切变形曲线类似。故称“剪切型”自底层向上，位移增量越来越大，呈下凹形，与悬臂梁的弯曲变形
13、曲线类似。故称“弯曲型”框架与剪力墙的共同工作性能一、结构的侧移特性一、结构的侧移特性uy/H较大较小00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.81相对侧移相对高度剪力墙框剪框架由于楼盖的刚性连接作用，两者的变形必须协调，称由于楼盖的刚性连接作用，两者的变形必须协调，称“弯剪型。具弯剪型。具体形状随刚度特征值体形状随刚度特征值 而变化：当而变化：当 较小时，侧移曲线较接近剪力较小时，侧移曲线较接近剪力墙结构；当墙结构；当 较大时，侧移曲线较接近框架结构。较大时，侧移曲线较接近框架结构。二、结构的内力分布特征二、结构的内力分布特征pwpfp00.010.0
14、20.030.040.050.060.070.080.090.100.10.20.30.40.50.60.70.80.91相对高度(z/H)层间位移剪力墙框剪框架PV00WVfVn、框架剪力墙结构的类型、框架剪力墙结构的类型(1)框架剪力墙结构框架剪力墙结构适用范围：层，H/B不宜大于45n适用范围：n25层以下的房屋，最高不宜超过30层n地震区的五层以上的工业厂房n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，这种体系用于旅馆、公寓、住宅等建筑最为适宜框框筒结构筒结构：平面剪力墙发平面剪力墙发展展-空间薄壁空间薄壁筒体筒体四、筒体结构n.特点：特点：n将剪力墙集中到房屋的内部或外部
15、形成封闭的将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体筒体n筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心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，抗扭性能也好柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好n剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑剪力墙集中布置不妨碍房屋的使用空间，建筑平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商平面布置灵活，适用于各种高层公共建筑和商业建筑业建筑 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 筒中筒结构的平面布置和楼板布置筒中筒结构的平面布置和楼板布置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
16、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
17、状结构，筒体可错落不齐。n内筒体内筒体中央核心筒式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为核心筒体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外筒体外筒体利用四周外墙作为外筒体，形成外筒的墙是由外围利用四周外墙作为外筒体，形成外筒的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组成矩形网格样子的墙体框架筒外围柱距：外围柱距：深梁高度：深梁高度：层以下层以下外筒体外筒体 框架框架筒体结构体系筒体结构体系南京金陵饭店
18、南京金陵饭店37层，108米，框架-筒体结构，1983年建成。广州中信大厦广州中信大厦37层，322米高，97年建成上海金茂大夏上海金茂大夏 1998年建成，框架部分采用了钢骨混凝土，88层，总高度达到421米，是目前中国最高的建筑。深圳地王大厦深圳地王大厦68层，325m，框架部分为钢结构，96年建成。上海金茂大厦上海金茂大厦8888层，建筑高层，建筑高度度420.5m420.5m，建筑面，建筑面积积28.928.9万平方米，万平方米，于于19981998年年8 8月月2828日日竣工。钢筋混凝土竣工。钢筋混凝土核心筒，外框钢骨核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。混凝土及钢柱。上海金贸大厦采用的是
19、框架上海金贸大厦采用的是框架核心筒结构，建筑物核心筒结构，建筑物88层层，高，高420.5米。钢筋混凝土核米。钢筋混凝土核心筒呈八角形，周边心筒呈八角形，周边8根钢骨根钢骨混凝土柱底部截面混凝土柱底部截面1.5mX5m，柱中配置，柱中配置2根焊接根焊接H型钢。型钢。金茂大厦内部结构金茂大厦内部结构 深圳帝王大厦深圳帝王大厦81层，高层，高325米。是我国目前最高的钢米。是我国目前最高的钢混凝土组合结构，混凝土组合结构，58层以下采用钢骨混凝土柱。层以下采用钢骨混凝土柱。马来西亚双塔楼马来西亚双塔楼88层，450米，框筒结构，1996年建成。巨型框架结构体系巨型框架结构体系香港汇丰银行香港汇丰银
20、行五五 筒中筒结构筒中筒结构层以上，不宜超过层层以上，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：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外筒结合内筒体：筒体与竖向通道结合外筒体：密柱外框筒，与建筑立面结合体：密柱外框筒，与建筑立面结合大筒体大筒体地震后连梁破坏地震后连梁破坏,形成四个小筒体形成四个小筒体n框筒及桁架筒做为外筒，实腹筒做为内筒，形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成筒中筒结构，筒体结构属于空间受力体系n（1）变形特点）变形特点n框筒侧向变形框筒侧向变形仍以仍以剪切型剪切型为主，而为主，而核心筒核心筒通常通常则是
21、以则是以弯曲型弯曲型变形为主变形为主n（2）受力特点）受力特点n框筒结构框筒结构是具有箱形截面的悬臂构件，柱子分是具有箱形截面的悬臂构件，柱子分为受拉和受压柱，形成受拉翼缘框架和受压翼为受拉和受压柱，形成受拉翼缘框架和受压翼缘框架。缘框架。2、筒体的主要特点、筒体的主要特点筒体结构受力特点FBF2B/3TCB整个截面变形基本符合平截面假定。水平荷载下，不仅腹板参与工作，翼缘也完全参与工作。一、实腹筒一、实腹筒剪力墙既承受弯矩又承受剪力作用；而筒体的弯矩主要由翼缘承担，剪力主要由腹板承担。当筒体高宽比小于1时，侧移以剪切变形为主，位移曲线呈剪切型；当高宽比大于4时，侧移以弯曲变形为主，位移曲线呈
22、弯曲型；当高宽比介于14之间时，侧向位移曲线介于剪切型与弯曲型之间。二、框筒二、框筒L实际应力实际应布实体筒应力B水平荷载普通框架仅考虑平面内的承载能力和刚度，而忽略平面外的作用；框筒结构的水平剪力主要有腹板框架承担，整体弯矩则主要有一侧受拉，另一侧受压的翼缘框架承担。框筒的腹板框架和翼缘框架在角区附近的应力大于实腹筒体，而在中间部分的应力均小于实腹筒体，这种现象称为剪力滞后。5.13.437.04.04.04.04.04.03.45.122.835.14.53.33.34.53.93.93.93.93.916.8广东国际大厦广东国际大厦 1990年建成，63层，底层层高4m，标准层3m，总高
23、200.18米。外筒平面尺寸35.1m37m，由24根中柱和4根异形角柱组成；内筒为16.8m22.8m的矩形平面，壁厚300700mm。香港中环中心广场香港中环中心广场60层，374米，92年建成。n将筒的四壁做成桁架，就形成桁架筒。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，更节桁架为轴向受力，与框架相比，更节省材料省材料n香港的香港的中国银行中国银行采用了钢斜撑、钢梁采用了钢斜撑、钢梁以及钢骨钢筋混凝土柱组成的空间桁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架体系，建成后在世界高层建筑中高度名列第五。度名列第五。、桁架筒的受力特点图例：巨型结构（
24、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。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
25、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一步加大，以至于框筒或筒中筒结构无法满足抗侧力刚度要求时，必须采用多法满足抗侧力刚度要求时，必须采用多筒体系筒体系n1、成束筒成束筒n两个以上框筒（或其它筒体）排列在一两个以上框筒（或其它筒体）排列在一起成束状，称为起成束状，称为成束筒成束筒。美国西尔斯大厦美国西尔斯大厦110层，443米，束筒钢结构，1974年建成。允许位移900mm，实测460mm。用钢76000吨，砼55700立方米，安装了102部高速电梯。150层5166层6790层91层以上 芝加哥西尔斯大
26、芝加哥西尔斯大厦厦(Sears Tower)是是世界第二美国第一世界第二美国第一高楼，仅次于吉隆高楼，仅次于吉隆坡石油大厦双塔，坡石油大厦双塔，110层层443米，建成米，建成于于1974年。结构体年。结构体系为模数化的束筒系为模数化的束筒结构，由九个单筒结构，由九个单筒组成，每个筒体平组成，每个筒体平面为边长面为边长22.86米的米的正边形，沿高度分正边形，沿高度分段截断。段截断。FBI确信，纽约确信，纽约的地理坐标世界贸的地理坐标世界贸易大厦倒塌后，作易大厦倒塌后，作为芝加哥地理坐标为芝加哥地理坐标的西尔斯大厦，已的西尔斯大厦，已经成为恐怖分子的经成为恐怖分子的下一个目标。下一个目标。n优
27、点优点：n结构的刚度和承载能力结构的刚度和承载能力比筒中筒结构有所提高，比筒中筒结构有所提高，沿高度方向，还可以逐沿高度方向，还可以逐个减少筒的个数，分段个减少筒的个数，分段减少建筑平面尺寸，结减少建筑平面尺寸，结构刚度逐渐变化构刚度逐渐变化n有效地减少外筒翼缘框有效地减少外筒翼缘框架中的剪力滞后现象，架中的剪力滞后现象，使内筒或内部柱子充分使内筒或内部柱子充分发挥作用发挥作用 筒体外伸筒体外伸结构体系结构体系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一道，截面隔几层或十
28、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 巨型框架结构体系巨型框架结构体系香港汇丰银行香港汇丰银行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楼层的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第二级：巨型框架或桁架间为一般框架结
29、构（小型柱、梁与楼板）。（小型柱、梁与楼板）。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新加坡华侨银行新加坡华侨银行1 巨型框架结构（巨型框架结构（9）n新加坡华侨银行新加坡华侨银行1 巨型框架结构（巨型框架结构（5）q东京市政厅大厦东京市政厅大厦 台湾高雄银行台湾高雄银行上海证券大厦位于浦东新区陆上
30、海证券大厦位于浦东新区陆家嘴金融贸易区，是一个多功家嘴金融贸易区，是一个多功能性质的综合建筑，主要由证能性质的综合建筑，主要由证券交易厅和综合办公楼以及其券交易厅和综合办公楼以及其他商业、服务设施等组成，地他商业、服务设施等组成，地上建筑上建筑3030层，地下层，地下3 3层，总高层，总高120m120m，总投资，总投资1.481.48亿美元，地亿美元，地上建筑面积为上建筑面积为79086m79086m2 2，地面以，地面以下建筑面积下建筑面积16753m16753m2 2，为巨型框，为巨型框架架-支撑外露体系。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
31、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）深圳新华大厦结构形式1。正方形平面，地上。正方形平面，地上35层。层。2。主体结构芯筒与外圈大型框架组成。主体结构芯筒与外圈大型框架组成。3
32、。平面四角大截面双肢柱作为四边主框架四根角柱。平面四角大截面双肢柱作为四边主框架四根角柱在主框架大梁间设置在主框架大梁间设置310层此框架。层此框架。结构体系选择结构体系选择n主要考虑因素主要考虑因素建筑物高度建筑物高度-结构抗侧刚度与抗震性能结构抗侧刚度与抗震性能建筑物用途建筑物用途-建筑平面布置，空间利用建筑平面布置，空间利用要求要求n高层的控制因素高层的控制因素水平荷载和刚度而不是竖向荷载和强度水平荷载和刚度而不是竖向荷载和强度n抗侧移能力抗侧移能力砖混结构框架结构框剪结构剪力砖混结构框架结构框剪结构剪力墙结构框筒结构筒中筒结构成束墙结构框筒结构筒中筒结构成束筒结构巨型框架结构筒结构巨型
33、框架结构n各种结构体系的适用层数：各种结构体系的适用层数：n框架结构框架结构15层以下（最经济为层以下（最经济为10层）层）n框架框架-剪力墙结构剪力墙结构30层以下（最层以下（最适宜为适宜为1125层）层）n剪力墙结构剪力墙结构-40层以下（最适宜层以下（最适宜为为1640层）层）n框筒结构框筒结构30层以下层以下n筒中筒结构筒中筒结构30层以上的超高层层以上的超高层房屋适用的最大高度与结构体系房屋适用的最大高度与结构体系高规高规的相关规定的相关规定 钢筋混凝土房屋适用的最大高度（钢筋混凝土房屋适用的最大高度（m m）表表5-25-2 钢筋混凝土房屋适用的最大高度（钢筋混凝土房屋适用的最大高
34、度（m m）表表5-35-3房屋类型与结构体系房屋类型与结构体系剪力墙布置考虑结构、建筑需求剪力墙布置考虑结构、建筑需求结构要求：结构要求：剪力墙面积复合刚度要求剪力墙面积复合刚度要求刚度中心与几何中心尽量符合刚度中心与几何中心尽量符合同时纵向与横向刚度增强同时纵向与横向刚度增强建筑要求：建筑要求：利用山墙、电梯井、楼体井周围墙体作利用山墙、电梯井、楼体井周围墙体作剪力墙剪力墙剪力墙体与框架轴线复合剪力墙体与框架轴线复合 7.3 剪力墙的形状和位置n一、剪力墙的形状一、剪力墙的形状n剪力墙对水平荷载的反应与其形状有关剪力墙对水平荷载的反应与其形状有关n开口的开口的1型、型、L型、型、Z型、槽型
35、、型、槽型、I型、型、T型型n封闭的封闭的方形、三角形、圆形方形、三角形、圆形二、剪力墙的布置原则n（一）总则（一）总则1.房屋平立面体型要简单均匀。房屋平立面体型要简单均匀。2.剪力墙应合理地，应可能地离开房屋重心剪力墙应合理地，应可能地离开房屋重心n3.剪力墙布置要对称，以减少结构的扭转效应。剪力墙布置要对称，以减少结构的扭转效应。当不能对称时，也要使刚度中心尽量和质量中当不能对称时，也要使刚度中心尽量和质量中心接近，以减少地震力产生的扭矩。心接近，以减少地震力产生的扭矩。4.剪力墙应上下层位置对齐，而且宜贯通剪力墙应上下层位置对齐，而且宜贯通房屋全高。房屋全高。5.应尽可能采取措施增加剪
36、力墙承担的竖向应尽可能采取措施增加剪力墙承担的竖向荷载。荷载。6.在非地震区，可根据建筑物迎风面大小、在非地震区，可根据建筑物迎风面大小、风力大小设置剪力墙，纵横两个方向剪力风力大小设置剪力墙，纵横两个方向剪力墙数量可以不同。在地震区，由于两个方墙数量可以不同。在地震区，由于两个方向的地震力接近，在纵、横方向上布置的向的地震力接近，在纵、横方向上布置的剪力墙数量要尽量接近。剪力墙数量要尽量接近。7.高宽比超过限值需进行整体稳定性和抗高宽比超过限值需进行整体稳定性和抗倾覆验算倾覆验算 高规高规关于房屋高宽比的限值关于房屋高宽比的限值 表表5-45-4 剪力墙结构布置剪力墙结构布置（熟悉）（熟悉）
37、剪力墙结构和部分框支剪力墙结构中的剪剪力墙结构和部分框支剪力墙结构中的剪力墙设置，应符合下列要求力墙设置，应符合下列要求:1 1 较长的剪力墙宜开设洞口，将一道剪力墙较长的剪力墙宜开设洞口，将一道剪力墙分成长度较均匀的若干墙段，洞口连梁的跨高分成长度较均匀的若干墙段，洞口连梁的跨高比宜大于比宜大于6 6，墙段的高宽比不应小于，墙段的高宽比不应小于2 2。2 2 墙肢的长度沿结构全高不宜有突变；剪力墙肢的长度沿结构全高不宜有突变；剪力墙有较大洞口时，以及一、二级剪力墙的底部墙有较大洞口时，以及一、二级剪力墙的底部加强部位，洞口宜上下对齐。加强部位，洞口宜上下对齐。3 3 矩形平面的部分框支剪力墙
38、结构，其框支矩形平面的部分框支剪力墙结构，其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的侧向刚度的50%50%；框支层落地剪力墙间距不宜框支层落地剪力墙间距不宜大于大于24m24m，框支层的平面布置尚宜对称，且宜，框支层的平面布置尚宜对称，且宜设抗震筒体。设抗震筒体。（二）全剪体系的剪力墙布置n纵横向剪力墙布置应均衡。横向剪力墙短而数量纵横向剪力墙布置应均衡。横向剪力墙短而数量多，间距一般多，间距一般68m。n纵向剪力墙一般设纵向剪力墙一般设24道。道。n当形状任意时，在受力复杂处，剪力墙还应加密一些。当形状任意时，在受力复杂处，剪力墙还应加密
39、一些。（三）框（三）框-剪体系的剪力墙布置剪体系的剪力墙布置n剪力墙数量剪力墙数量 以满足位移限制为宜以满足位移限制为宜,剪力墙剪力墙数量约数量约512cm/m2建筑面积建筑面积n剪力墙的布置及间距剪力墙的布置及间距 将剪力墙分散一些，将剪力墙分散一些，当做成单片墙时，不宜少于当做成单片墙时，不宜少于3 3道，最好是做道，最好是做成筒体形状成筒体形状n剪力墙间距不宜过大：剪力墙间距不宜过大：框架剪力墙结构中的剪力墙间距n（4）在两片剪力墙（或两筒体）之间布置框）在两片剪力墙（或两筒体）之间布置框架时，楼盖必须有足够的平面内刚度，才能将架时，楼盖必须有足够的平面内刚度，才能将水平剪力传递到两端的
40、剪力墙上去，发挥剪力水平剪力传递到两端的剪力墙上去，发挥剪力墙为主要抗侧力结构的作用。墙为主要抗侧力结构的作用。框架框架剪力墙结构布置剪力墙结构布置（熟悉）（熟悉）剪力墙的布置位置剪力墙的布置位置 s 一般不在伸缩缝、防震缝两侧同时设置剪力墙一般不在伸缩缝、防震缝两侧同时设置剪力墙 s 竖向荷载较大处竖向荷载较大处 s 平面形状变化处平面形状变化处 s 楼梯间和电梯间楼梯间和电梯间 剪力墙的合理的数量剪力墙的合理的数量 剪力墙的剪力墙的“刚刚”与与“柔柔”之之争争 s 纵向剪力墙宜布置在中部，避免纵向端部约纵向剪力墙宜布置在中部，避免纵向端部约束而使结构受到较大温度和收缩应力束而使结构受到较大
41、温度和收缩应力。抗震墙的一般布置原则是抗震墙的一般布置原则是“均匀、分散、对称、周边均匀、分散、对称、周边”。框架框架-剪力墙结构的结构布置剪力墙结构的结构布置1 1、抗震墙布置的基本原则、抗震墙布置的基本原则 框架框架-抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布抗震墙结构中的抗震墙宜沿主轴方向双向布置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为置，贯通房屋全高，且横向与纵向抗震墙宜相连，互为翼墙，以提高其刚度和承载能力。翼墙，以提高其刚度和承载能力。一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形一般情况下，宜布置在竖向荷载较大处，平面形状变化处和楼梯间、电梯间等。状变化处和楼梯间、电梯间等。2 2
42、、抗震墙布置位置的选择、抗震墙布置位置的选择 房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。房屋较长时，纵向抗震墙不易设置在端开间。3 3、抗震墙布置的具体要求、抗震墙布置的具体要求（1 1）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不）楼（电）梯间、竖井等使楼面开洞的竖向通道，不 宜设在结构单元端部角区及凹角处；宜设在结构单元端部角区及凹角处；这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。这种竖向通道不宜独立设在柱网之外的中间位置。（2 2）纵横向抗震墙成组布置）纵横向抗震墙成组布置纵横向抗震墙宜合并布置为纵横向抗震墙宜合并布置为L L形、形、T T形和口字形。形和口字形。两片墙组成联肢墙两片墙组成
43、联肢墙（3 3）合理调整抗震墙的长度）合理调整抗震墙的长度 为了保证抗震墙具有足够的的延性为了保证抗震墙具有足够的的延性,不发生脆性的不发生脆性的剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联剪切破坏，每一道抗震墙（包括单片墙、小开口墙和联肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于肢墙）不应过长，总高度与总长度之比宜大于2 2。较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的较长的单片墙可以留出结构洞口，划分成联肢墙的两个墙肢。两个墙肢。（4 4）抗震墙的最大间距）抗震墙的最大间距抗震墙间距不应过大。抗震墙间距不应过大。抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比宜满足下抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽
44、比宜满足下表要求：表要求：不宜采用不宜采用装配式楼盖装配式楼盖现浇、叠合梁扳现浇、叠合梁扳9度度8度度6、7度度结构结构4335.22 抗震墙之间楼、屋盖的长宽比抗震墙之间楼、屋盖的长宽比 抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。抗震墙之间的楼、屋盖有较大开洞时，长宽比还应减小。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。当超过上述要求时，应计入楼盖平面内的变形影响。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。4 4、抗震墙的边框梁、柱、抗震墙的边框梁、柱框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。暗梁的高度、纵筋、箍筋与
45、明梁相同，配置在墙身内。暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。两种框架-剪力墙体系结构布置方式n1柱网和剪力墙正交布置柱网和剪力墙正交布置房屋平面形状由矩形单元正交组合的情形房屋平面形状由矩形单元正交组合的情形n（1）横向设置剪力墙）横向设置剪力墙n（2）纵横向均设置剪力墙）纵横向均设置剪力墙n在抗震设防区一般采用纵横向均设置剪力墙在抗震设防区一般采用纵横向均设置剪力墙的布置的布置n当房屋较高而框架在纵横向刚度都较差时当房屋较高而框架在纵横向刚度都较差时n尽可能把两个方向的剪力墙组合在一起尽可能把两个方向的剪力墙组合在一起n剪力墙在平面内的位置尽量拉开距离剪力墙在平面内的位置尽量拉开
46、距离2。柱网和剪力墙任意布置。柱网和剪力墙任意布置n房屋平面形状任意时，剪力墙和柱网就不能采用房屋平面形状任意时，剪力墙和柱网就不能采用正交布置正交布置n柱网和剪力墙任意布柱网和剪力墙任意布置时，剪力墙布置应置时，剪力墙布置应注意以下几点：注意以下几点：n（1）横向剪力墙应布）横向剪力墙应布置在平面形状或刚度置在平面形状或刚度变化处以及靠近房屋变化处以及靠近房屋区段的两端区段的两端n（2）纵向剪力墙如布置在较长房屋的两）纵向剪力墙如布置在较长房屋的两端且相距较远时，应进行温度应力验算，端且相距较远时，应进行温度应力验算，并采取设置施工缝等措施，以减少温度和并采取设置施工缝等措施，以减少温度和收
47、缩应力收缩应力n（3）剪力墙的数量要得当，过多地布置）剪力墙的数量要得当，过多地布置剪力墙，并不能减少框架受力，反而增加剪力墙，并不能减少框架受力，反而增加了剪力墙的用量了剪力墙的用量（4）为了保证楼板刚度，剪力墙间距不宜过大）为了保证楼板刚度，剪力墙间距不宜过大高规高规相关内容相关内容竖向布置竖向布置 规则、均匀，避免过大的外挑和内收。规则、均匀，避免过大的外挑和内收。竖向规则建筑：竖向规则建筑：立面局部收紧尺寸不大于该方向总尺寸的立面局部收紧尺寸不大于该方向总尺寸的25%；楼层刚度不小于相邻上层刚度的楼层刚度不小于相邻上层刚度的70%，且连，且连续三层的总刚度下降不超过续三层的总刚度下降不
48、超过50%。对于底层大开间建筑，通过增加落地墙体的厚度对于底层大开间建筑，通过增加落地墙体的厚度或提高混凝土等级等措施，使上下层刚度比应控或提高混凝土等级等措施，使上下层刚度比应控制在一定范围。制在一定范围。7-4 剪力墙的主要构造要求剪力墙的主要构造要求n一、剪力墙的材料一、剪力墙的材料现浇钢筋混凝土，混凝土强度等级不应低于现浇钢筋混凝土，混凝土强度等级不应低于C20n二、剪力墙的厚度二、剪力墙的厚度n 剪力墙的厚度，一、二级不应小于剪力墙的厚度，一、二级不应小于160mm 且且不应小于层高的不应小于层高的1/20，三、四级不应小于，三、四级不应小于140mm且不应小于层高的且不应小于层高的
49、1/25。底部加强部。底部加强部位的墙厚，一、二级不宜小于位的墙厚，一、二级不宜小于200mm 且不宜且不宜小于层高的小于层高的1/16；无端柱或翼墙时不应小于层；无端柱或翼墙时不应小于层高的高的1/12。n三、剪力墙的配筋三、剪力墙的配筋n剪力墙厚度剪力墙厚度=200mm时，应双层配筋。时，应双层配筋。n山墙及相邻第一道内横墙，楼梯间或电梯间墙及山墙及相邻第一道内横墙，楼梯间或电梯间墙及内纵墙等都应双层配筋。内纵墙等都应双层配筋。n在剪力墙上往往需要开门窗或设备要求所需要在剪力墙上往往需要开门窗或设备要求所需要的孔洞的孔洞n根据洞口的分布和大小的不同，可将剪力墙分根据洞口的分布和大小的不同，
50、可将剪力墙分为以下几类：为以下几类：n整体剪力墙整体剪力墙n整体小开口剪力墙整体小开口剪力墙n联肢剪力墙联肢剪力墙n壁式框架壁式框架四、剪力墙的开洞四、剪力墙的开洞(a)(b)(c)(d)剪力墙的受力特点试验研究发现，当剪力墙上的洞试验研究发现，当剪力墙上的洞口较小时（图口较小时（图 a a），剪力墙水平），剪力墙水平截面内的正应力接近线性分布，截面内的正应力接近线性分布，仅在洞口附近局部区域有应力集仅在洞口附近局部区域有应力集中现象发生，但从整体来讲，洞中现象发生，但从整体来讲，洞口对墙体内力的影响可以忽略不口对墙体内力的影响可以忽略不计，这类剪力墙称为整截面剪力计，这类剪力墙称为整截面剪力
