Re: [问题] 请问结构墙的判定要找谁?

楼主: javator (热情)   2017-10-16 03:48:00
先讲结论,
小心避免只根据墙厚度、有无开口判断是否为剪力墙,或拆除与否,
需看实际整个结构系统情况,整栋大楼强、弱轴、立面不规则,
或潜在危险(现有剪力裂缝,或挠曲裂缝等),配合竣工图分析,
结构行为涉及材料力学、静力、动力学,建议找建筑师或委托结构技师服务,
以下先就个人所知,分享基本原理
A.墙的结构作用
建筑物主要受以下力交互影响:
建筑物自重(活载重+静载重,向下)、地震力(水平加速度g)、风力(水平力),
在结构行为里,墙所扮演的角色如下-
1.承重:
墙可为轴向劲度高之 R.C.、砖石造、钢构,
承受、并传递建筑物之自重至基础,再借由土壤反力(或加水浮力)平衡
就算在R.C.构架中,仍有承重意义
2.抗剪(及抗剪能力原理):
剪力的观念是,当一个集中侧向力 P 往右推挤构件上端 B(如柱顶),
此时在柱底 A(固定端)会产生大小相同,方向相反的力 VA(向左),与外力平衡,
而这柱子的柱头内部为了构件内力平衡,
也会产生和柱底大小相同,方向相反的力 VB (向右 ),
这就是剪力基本原理,所以柱 (或墙 )两端会受一对力反向拉扯如剪刀。
换句话说,要抵抗剪力,必须从平行受力方向提供反力,
而构件抗剪能力 (侧向劲度 )要从材料力学判断。
概算如下 -
构件侧向劲度 K=12EI/L^3,
其中 E=弹性模数,和材料本身特性有关,I=惯性矩,和构件尺寸有关,
假设柱为长方形,柱A断面(俯视尺寸)h:b=30cm:15cm,墙h:b=100cm:15cm
矩形构件断面之惯性矩Ixc = bh^3/12,如果受力为平行 h方向,
可以发现,抗剪能力,墙比柱高了37倍(100^3/30^3)。
因此在真实的建筑物中,
梁、柱组成的构架主要是抗弯矩(上下旋转)、抗轴力(垂直),
抗剪力并非梁柱专长 (因I值低,故侧向劲度低,地震与风力皆视为水平),
所以我们才需要配置剪力墙。
B.为何由厚度不一定可判断是否为剪力墙 ?
由上面的侧向劲度得知,
惯性矩中I的h值才是关键,抗剪能力和受力方向的构件长度立方成正比,
假设材料相同 (E值相同),
墙A-厚24cm(8吋),长300cm,墙B-厚12cm(4吋),长400cm
墙B在h向的抗剪能力却是墙A的1.6倍 (10935*10^5/648*10^6 ),
因此,墙体厚度不是重点,力作用方向长度和材料才是关键,
薄墙也能提供良好的抗剪能力,如:钢板剪力墙,甚至斜撑
并且由于单面墙只能抵抗单一方向的剪力,
对另一向抗剪能力却非常弱,(921校舍沿走廊向破坏原因)
所以剪力墙一定要对称、均匀配置,或视设计之抗剪弱处补强。
例如在耐震补强中,原有R.C柱两侧增筑R.C.翼墙(窄而高 ),
也可以有效增强抗剪能力,这些墙体只要宽厚比大 (h/b),材料强度够,
并确保构件长向平行弱轴(抗剪不足)方向,就是经济安全的做法。
因此判断是否为剪力墙,还需看整体系统的强、弱轴,
换句话说,只要非轻隔间墙,绝对都提供了抗剪和承重能力,
在未完全厘清前(竣工图+现场勘验),贸然拆除会使抗剪能力变化,
导致应力重新分配,地震力会在软弱层或抗剪不足处破坏。
另外,剪力墙并非不能开口,抗剪力构件也不一定要是R.C.墙(砖墙.斜撑也可),
只要整道剪力墙,上下楼层开口尺寸、位置、材料一致,
仍然不会造成应力重新分配,所以万万不可以看到有开口的墙就拆,
结构系统是看整体的平衡,开口处只要符合力学行为或额外加强均可。
如:桥梁多为箱型梁中间中空,以及住宅之中空楼版,
甚至剪力墙也能开缝 (开缝剪力墙,增加韧性,控制破坏)
C.墙为什么不能乱拆?
除了上述抗剪原因外,在未仔细分析的情况下,
拆除墙体会造成上下楼刚度不一致,质量不一致、轴力传递中断等,
地震力一来,容易因为刚心、质心偏移太多(平立面不规则造成),
产生偏心扭矩(使建筑物平面旋转),破坏在私自拆除的软弱楼层
再加上原本各住户,几十年来自行增筑之隔间材料密度、尺寸、位置不一,
还有各自家具等活载重分配不均,
原本就已经够不规则,再增加变量实在非常不建议。
更重要一点,屋龄32年的房子,
法规未完善,施工品质不良,二次增建多,
耐震力完全不足(箍筋不足、钢筋续接方式、位置、混凝土强度、抗剪强度等),
建议的反而是要补强构件劲度和韧性(吸收变形能力),而非拆除,
如果要变更隔间,非拆不可,
请事务所帮你规划钢梁、钢柱、斜撑等补强方式,一样可以做的很有味道。
作者: cheese20 (异乡人)   2017-10-16 08:51:00
太专业
作者: memorymaker (无夜游民)   2017-10-16 09:07:00
内容专业,消化需要点时间,简单说阳台外推不可取。
作者: cheermama   2017-10-16 09:15:00
大推
作者: youngpool (母鸡)   2017-10-16 15:32:00
之前做大陆的case,我们也是看一看不敢拆被业主打枪换掉呢XD业主连柱子也想拆
作者: niceshotse (头文字K)   2017-10-16 17:46:00
那个业主是想把自己活埋吗?
作者: chewie (北极熊)   2017-10-16 18:09:00
推 中国大陆那边剪力墙结构多 真的要小心
作者: a386036 (骷髅怪)   2017-10-16 18:11:00
柱子我敢拆,业主自己找结构技师签证,并提供施工图说
作者: ellemichelle (谢谢你爱我)   2017-10-17 00:23:00
万分感谢J大的回文解释(鞠躬)
作者: steadylife (平凡中找乐趣)   2017-10-19 20:22:00
专业,推一个
作者: griswold (窘境)   2017-10-20 00:38:00
长知识了

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