[科普中国]-空心墙

在我国的多层小高层住宅多用钢筋混凝土剪力墙结构。对这种结构体系,存在的问题是结构刚度很大、结构自重大、地震作用大、部分墙体容易脆性破坏,特别是外墙开窗洞部位的窗间墙,墙肢刚度大小不同,剪压比大小不同,极其容易引起脆性破坏。剪力墙开洞口,结构效应复杂,即非板式结构亦非杆系结构,应力分布极不均匀。建议使用壁式框架空心墙结构体系。壁式框架空心墙结构体系可以减少地震作用,避免脆性破坏,节约用材。

壁式框架空心墙结构体系的特点(1)壁柱的剪跨比大于2,壁柱厚300mm。它可以避免脆性的剪切破坏、剪弯破坏和小偏压破坏。因此它的塑性变形能力很好。

(2)壁式框架可以做到梁铰机构,延性耗能较多,地震作用较小。

(3)和异型柱结构体系比较,壁柱滞回曲线是对称的而异形柱有时不对称。

(4)在室内角点也不露柱角。实心大片内墙,自重较大,刚度大和地震作用大。空心墙减少了墙身重量和刚度,地震作用相应减少。空心墙,受剪承载力减少。如果减少墙身面积所降低的受剪承载力,等于地震作用的减少,就可能实现不降低抗震安全度。1

壁式框架空心墙的构造要求壁式框架空心墙房屋适用高度为不超过45m。壁柱的宽厚比在2-5范围内,壁柱厚度不小于300mm以避免局部压坏。纵墙壁柱高度在3000mm以下。壁式框架结构的独立单元内,墙体布置和刚度宜均匀对称,否则应计入扭转影响。壁式框架不宜少于3跨。壁式框架结构房屋可以设置地下室,设置地下室时应将部分横墙连续到基础。如果地上设置框支层,不宜再设地下室。

框支层中,落地墙数量不宜低于普通层墙量的50%。框支层刚度不应低于相邻普通层刚度的80%。框支层连续不设墙的间数不能大于3间。框支层横墙应用实心的钢筋混凝土墙。梁的跨高比宜大于4。壁式框架梁厚应与柱厚相同。空心墙与实心墙按承载需要结合应用,如高层建筑的加强层用实心墙,上部大部用空心墙,是为优化设计。1

壁式框架空心墙的节能减排按所用钢材和水泥用量计算,节省81.gt标准煤性产原材料时的消耗),即每平方米省煤约7kg,总共减排二氧化碳226.98t,即每平方米减排19.4kg。壁式框架结构体系比异型柱结构体系抗震性能更好。做到了抗震安全条件下节能减排。单位建筑节省资源、节能、减排的数量不大,如果在全国范围内每个设计都能想办法点滴的节省,将积少成多。既为人民造福,又取得混凝土结构的科学发展。1

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学