墻體的承重方案(剪力墻承重的抗震原理,框架墻承重與縱墻承重的區(qū)別)
墻體的承重方案是建筑結構設計中的關鍵組成部分,直接影響到建筑物的安全性和穩(wěn)定性。在抗震設計中,剪力墻因其獨特的抗側力特性而被廣泛采用。剪力墻通過其內(nèi)部鋼筋的相互作用,能夠有效地抵抗水平方向上的力,從而減少建筑物在地震作用下的傾斜和倒塌風險??蚣軌Τ兄叵到y(tǒng)利用梁柱之間的連接來承擔豎直荷載,而縱墻則主要承受水平和垂直荷載,兩者在承重方式和受力特點上存在顯著差異。
墻體的承重方案
一、按墻體結構類型分類
(一)墻體自重承重
- 原理及適用范圍:墻體自重承重是指墻體自身的重量承擔建筑物的荷載。這種承重方案適用于磚墻、混凝土墻等傳統(tǒng)墻體結構。例如在一些普通的單層或多層住宅中較為常見。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:結構簡單,施工方便,不需要特殊的施工工藝。對于小型建筑或者對建筑空間和承載要求不高的情況比較適用,能夠較為便捷地完成建筑構建。
- 缺點:承載能力有限,難以滿足大型建筑物的需要。隨著建筑物高度的增加或者對空間利用要求的提高,墻體自重承重難以提供足夠的支撐力。
(二)框架墻承重
- 原理及適用范圍:框架墻承重是指墻體與框架結構相結合,共同承擔建筑物的荷載。適用于高層建筑、大跨度建筑等需要承載大荷載的建筑物。在現(xiàn)代城市中的高層寫字樓、大型商場等建筑多采用這種承重方案。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:承載能力強,適用范圍廣。框架結構可以承受較大的垂直和水平荷載,為大型建筑提供穩(wěn)定的結構支撐。
- 缺點:施工難度大,需要精密的施工工藝,成本較高??蚣芙Y構的搭建需要精確的測量和專業(yè)的施工團隊,并且框架材料的成本相對較高,增加了建筑的總體造價。
(三)剪力墻承重
- 原理及適用范圍:剪力墻承重是指墻體的橫向受力能力,通過剪力墻的抗剪能力來承擔建筑物的荷載。適用于地震帶、風力較大的地區(qū)。在地震頻發(fā)或者風力強勁的區(qū)域,如日本的許多建筑、我國東南沿海地區(qū)的部分建筑會采用這種承重方案。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:適用范圍廣,抗震能力強。剪力墻在抵抗地震力和風力等水平荷載方面具有良好的性能,能夠有效保障建筑物在惡劣自然條件下的結構穩(wěn)定性。
- 缺點:建筑空間布局相對受限。由于剪力墻需要滿足一定的結構要求,其布局可能會對建筑內(nèi)部空間的劃分產(chǎn)生一定的限制,不利于空間的自由靈活設計。
(四)框剪結合墻承重
- 原理及適用范圍:這種承重方案結合了框架結構和剪力墻結構的優(yōu)點,在建筑物中同時采用框架和剪力墻共同承擔荷載。適用于對建筑功能要求較高、結構受力復雜的建筑物,如綜合性商業(yè)建筑、多功能高層建筑等。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:兼具框架結構的空間靈活性和剪力墻結構的高承載能力、良好抗震性能。能夠在滿足建筑復雜功能需求的同時,保障建筑的結構安全和穩(wěn)定性。
- 缺點:設計和施工較為復雜。需要綜合考慮框架和剪力墻的布局、受力分配等多方面因素,對設計和施工團隊的技術水平要求較高。
二、按墻體與水平承重構件的關系分類
(一)橫墻承重
- 原理及適用范圍:橫墻承重是將樓板及屋面板等水平承重構件,擱置在橫墻上。樓面及屋面荷載依次通過樓板、橫墻、基礎傳遞給地基。適用于小開間的建筑,如住宅中的小戶型單元。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:樓板跨度小、房屋空間剛度大、整體性好。橫墻能夠有效地將荷載傳遞到基礎,保證建筑結構的穩(wěn)定性。
- 缺點:建筑空間組合劃分不夠靈活。橫墻的布局相對固定,限制了建筑內(nèi)部空間的自由組合和改造。
(二)縱墻承重
- 原理及適用范圍:縱墻承重是將樓板及屋面板等水平承重構件,擱置在縱墻上。此時的橫墻只起分隔和連接縱墻的作用。適用于需要較大房間的建筑,如會議室、展廳等。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:空間劃分靈活,能分割出較大的房間。可以根據(jù)功能需求靈活安排縱墻的位置,從而實現(xiàn)較大空間的營造。
- 缺點:構件規(guī)格少,但門窗洞口尺寸受到一定的限制,且剛度較差。由于主要依靠縱墻承重,其結構的穩(wěn)定性相對較弱,在受到外力作用時可能更容易發(fā)生變形。
(三)縱橫墻承重
- 原理及適用范圍:縱橫墻承重方式平面布置靈活,兩個方向的抗側力都很好。適用于開間和進深尺寸較大、平面復雜的建筑,如一些大型的商業(yè)綜合體、文化藝術場館等。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:能夠在不同方向上有效抵抗外力,結構穩(wěn)定性好。同時,平面布置的靈活性可以滿足復雜的建筑功能需求。
- 缺點:樓板類型較多,增加了施工的復雜性和成本。由于縱橫墻都參與承重,需要根據(jù)不同的荷載傳遞路徑設計不同類型的樓板,在施工過程中需要更加精細的操作和管理。
(四)半框架承重
- 原理及適用范圍:半框架承重方案是在建筑內(nèi)部采用梁、柱組成框架承重,四周采用墻體承重,樓板的荷載由梁、柱或墻共同承擔。適用于內(nèi)部需要較大空間的建筑,如商場、展覽館等。
- 優(yōu)缺點
- 優(yōu)點:平面劃分靈活,室內(nèi)空間較大,空間剛度好。內(nèi)部框架結構可以實現(xiàn)較大空間的無柱化設計,提高空間的使用效率,而四周的墻體又能提供較好的側向支撐。
- 缺點:設計和施工的協(xié)調(diào)要求較高。需要準確計算梁、柱和墻體之間的荷載分配關系,確保結構的安全可靠,在施工過程中也需要各個工種之間密切配合。
三、其他承重方案
(一)傳統(tǒng)的承重方案
- 墻體構造及適用情況:使用實心磚塊或混凝土墻體,墻體厚度通常在20厘米以上。常用于對承重和隔音效果要求較高的建筑,如一些傳統(tǒng)的住宅、倉庫等。
- 施工流程
- 建筑設計師根據(jù)建筑物的設計要求,制定墻體厚度和強度的標準。
- 墻體施工前,必須進行基礎的地基處理工作,確保地基承載能力符合要求。
- 在地基處理完成后,根據(jù)設計要求在地面鋪設防潮層,再進行混凝土澆筑和砌磚工作。
- 在砌磚過程中,要嚴格按照設計要求進行墻體強度的控制和檢驗。
- 墻體建成后,需要進行水平和垂直方向的測量和調(diào)整,確保墻體的垂直度和水平度符合要求。
- 最后進行墻面的粉刷、裝修等工作,使墻體達到美觀和實用的效果。
(二)輕集成墻體承重方案
- 墻體構造及適用情況:主要由外墻保溫板、內(nèi)墻骨架、填充保溫材料和石膏板組成。具有隔音性能好、保溫效果顯著、施工便捷等優(yōu)點,適用于對節(jié)能和施工效率要求較高的建筑,如現(xiàn)代的節(jié)能住宅、輕型商業(yè)建筑等。
- 施工流程
- 設計師根據(jù)建筑物的結構和要求制定輕集成墻體的厚度和強度標準。
- 進行地基處理工作,根據(jù)設計要求安裝外墻保溫板、內(nèi)墻骨架和填充保溫材料。
- 進行框架的安裝和固定,并進行檢驗和調(diào)整。
- 在骨架空間內(nèi)填充保溫材料,如聚苯乙烯等。
剪力墻承重的抗震原理
框架墻承重的施工難點
橫墻承重與縱墻承重的區(qū)別
半框架承重方案的應用案例
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