如何區分剪力墻、承重墻、擋土墻、填充墻?

    墻體是什么大家都知道,基本上,一段墻體是一個三維空間里的長方體,厚度方向的尺寸相對比較小。三維長方體共有六個面,兩兩相對,共分三組。我們劃分的依據,就是這三個墻體受力的方向。
   

  如果外力作用在墻體的上下表面,我們就說這段墻體是「承重墻」。外力一直大一直大,墻體就會被壓裂、壓碎。

   

   如果外力作用在墻體厚度一側的側表面,我們就說這段墻體是「剪力墻」。外力一直大一直大,墻體就會開裂。極限狀態,就像你推倒一堆摞起來的積木那樣,轟然倒地。

   

   如果外力作用在墻體寬度一側的側表面,我們就說這段墻體是「擋土墻」。外力一直大一直大,墻體就會傾倒。極限狀態,就像你推倒一個直立的紙箱一樣,上半截墻體整個歪過去。

  三維空間內的三個坐標方向,對應我們的三種結構墻體。不管哪個方向的外力,我們都有相應的結構墻體來抵抗。這才保證了結構在三維空間內的穩定。

   這三種基本墻體排列組合,可以得出基本上所有的結構墻體:

   
   承重墻 

   單純的承重墻多見于農村自建房。沒有任何混凝土構造柱的磚墻,基本可以認為是純承重墻。因為這樣的墻體,只能承受豎直方向的荷載。另外兩個水平方向,一施加外力,磚墻就不行了。不是傳說有些搏擊高手徒手就能打穿磚墻么,農村的磚墻,估計普通卡車撞一下是肯定能撞倒的。因為不能承受水平方向的外力,所以這種墻體的抗震性能極差,幾下就晃散架了。這也是為什么歷次地震農村自建房都受損嚴重的原因。

  剪力墻 

   純粹的剪力墻更少見,基本只有鋼板剪力墻、留縫剪力墻符合這個條件。在普通的框架結構里,塞進一片片的鋼板剪力墻,它們不承受重力荷載,只有在地震到來的時候才發揮作用,抵抗地震帶來的水平力。對于普通建筑來說,幾乎不會用到純粹的剪力墻。

    擋土墻 

   建筑結構里,單純的擋土墻多見于花壇、水池的側壁。一邊是空氣,一邊是土或者水,擋土墻的作用就是「擋住」土或者水。某種意義上,大壩就是巨型的純粹的擋土墻。

    承重墻+剪力墻 

   這是最最常見的墻體形式,所有的豎向荷載和水平荷載均由墻體承擔。基本上,大多數的多層、高層商品房住宅,包括磚混結構、剪力墻結構,都是這種墻體。磚混結構用的「承重墻+剪力墻」是由磚頭做的,剪力墻結構用的「承重墻+剪力墻」是由現澆混凝土做的,兩者性能有高下之分,區別僅此而已。北美地區的木結構住宅,其實也是「承重墻+剪力墻」,只不過是用木格柵做的。

     
    承重墻+擋土墻 

   單純的地下車庫的外墻,就屬于「承重墻+擋土墻」。一方面要承受頂板外加覆土的豎向重力荷載,另一方面要同時承受外側土體的側向土壓力。一般來說,基于抗側力性能和防滲透的要求,這類墻體以現澆混凝土墻體居多。

  剪力墻+擋土墻 

   剪力墻高層的墻體一直伸入地下室,直達基礎。對于外圍沒有墻體的部位,比如窗口部位,在地下室那一層也要補充上墻體,這類墻體就屬于「剪力墻+擋土墻」。或者說,框架、框剪結構的地下室外圍墻體,也是類似的情況。這些墻體相對來說沒有豎向荷載,但承受土壓力,又提供抗側剛度,為地下室頂板的嵌固提供足夠的強度。

    承重墻+剪力墻+擋土墻 

   如果地下室外墻的上方有墻體,那么上方墻體的豎向荷載要通過這段墻體傳遞到基礎。同時,這段墻體也要承受土壓力,還要承受側向水平力,所以,這樣的墻體屬于「承重墻+剪力墻+擋土墻」,三個方向都受力。對于磚混結構來說,一般上部結構的「承重墻+剪力墻」用的是磚頭,地下室的「承重墻+剪力墻+擋土墻」則會用現澆混凝土。

   三個方向都不受力 

   三個方向都不受力的墻體,一般不屬于結構工程師的工作范圍。這樣的「墻體」一般稱之為「填充墻」。其實,也可以叫「屏風」「隔斷」等等。「填充墻」可以用各種材料,最常見的是磚頭,因為便宜又耐用,其次有玻璃、輕鋼、石膏板、木材等等。

   填充墻 

   框架結構的墻體是填充墻,起圍護和分隔作用,重量由梁柱承擔,填充墻不承重。框架結構分全框架和半框架,全框架沒有承重墻,半框架有承重墻。
    

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