什么是剪力墙,剪力墙有哪些特点呢

剪力墙,顾名思义就是承受“剪力”的墙。

那么,什么是“剪力”呢?

看字面意思,剪,可以理解为就是剪刀。那么“剪力”,也就是剪刀力。

用剪刀剪东西有什么特点呢?我们举例分析分析。

请你拿起一张硬纸片,拿起剪刀,剪开它。

你会发现,顺着剪刀剪过的地方,有一道整齐的切线面,纸就是在这个地方被剪刀剪开了。

我们离剪刀近一点观察,不难发现,剪刀的上下两个刀片是相互交错的。

剪刀相互交错作用在纸片上,这一点,不同于用一个刀片直接去裁纸。我们知道,用一个刀片去裁纸的时候,要把纸对折起来,这样,对折的纸片两边受到的力是同一个方向的,也就是与裁纸方向相反。

而剪刀相互交错的特点,相当于两个刀片去裁剪纸,而且,两个刀片裁剪的是纸的同一个地方。既然可以把剪刀剪纸理解成是刀片裁纸,那么纸应该有一个对折点才对吧?所以纸的“对折点”在哪呢?

我们离纸近一点看,不能发现,纸片被裁开的边线那里,实际上不是平直顺滑的,而是被压扁了。那被压扁的地方,实际上就是对折点。

也就是说,剪刀的两个刀片,互相起到了对折纸片的作用,互相成就了对方。正是这种互相作用,共同完成了对纸片的裁剪,这种裁剪在宏观上不需要对折纸片,只是在微观上要对折那么“一点点”。

这也就是工程力学里面,把剪力定义成一对受力点相同,方向相反的力的原因。

有了上面这些通俗的基础理论,我们再把这一套理论放到建筑工程上看看,到底这个“剪力墙”是个什么东西。

首先,它是一面墙。比如说是你家的“院墙”。

你家的院墙,是干什么用的?

首先是防贼的。还有呢?

抗风。比如外面刮大风了,当你走进你家院子,这风就会小一点。这是因为风被墙挡住了。

那么,刮风的时候,这堵墙的受力有什么特点呢?

我设想,你家是普通家庭,你家的院墙,应该是砖墙,这堵墙地面以下30cm是毛石基础,上面是水泥砂浆砌筑的240砖墙。

这样,我们就知道,这堵墙之所以没有被刮翻,正是因为这堵墙受到了大小相等,方向相反的一对力。而受力点,就集中在了墙体与地面的相交处。(当然,实际的受力情况要更复杂一些,这里只是理想化的模型分析,在建筑工程力学中,一般都采用这种分析方法。)

大小相等,方向相反的一对力,作用在同一个切面上,正是前面我们说过的“剪力”的特点。也就是说,墙体在这个时候受到了风引起的剪力作用。

根据我们朴素的生活常识,一堵墙如果想要更加牢固,那就最好做的厚一点,尤其是地面相交处一定范围内的墙体,最好更厚或者更强。

极端一点说,假如墙不是正面受风,而是侧面受风,那么,墙体的抗剪力是不是就更强?答案很显然是肯定的。

说到这里,我想,朋友们应该对工程力学中的剪力墙有了一个初步的理解和认识。

现在我们走向建筑工程的剪力墙,说一说目前最流行的“框架剪力墙结构”。

先简单说一下框架结构,很简单,就是用梁,柱形成的受力结构。看起来就像一个空荡荡的立方体。我们知道,立方体是由长方形杆件搭建起来的结构,而长方形杆件可以被压扁,不稳定。(类比:三角形具有稳定性。)

由于长方形不稳定,所以由长方形搭建起来的立方体继承了这种不稳定,也就是说,立方体同样存在被压扁的可能性。而这种可能性在受力达到临界点的时候,会瞬间爆发,造成不可挽回的严重损失。

经过简单的分析不难发现,框架结构在受到风力的时候,跟墙体受到风力好有一比。因此我们很容易就能感觉到,柱子不能做的太细太小,不然绝对抵抗不了风的力量。

但是实际情况中,我们绝对不可能把柱子做的太大,这一点不用我再说吧。所以应该怎么办呢?

前面说过,对于墙体来说,如果风是从侧面吹来的,那么墙体的稳定性就会大大提高。可是我们怎么保证风一直从侧面吹来呢?

答案是,我们不能保证风一直从侧面吹来。

那怎么办?就没办法了嘛?当然不是,我们有办法。

办法就是:一根筷子容易断,团结起来力量大。

既然墙体的侧面能力更强大,那么我们就把这一堵墙正面受到的力,想办法传给另一堵墙的侧面,然后让墙体互相帮扶,形成一个闭环。(当然,这种传递有一个复杂的临界点,太长了传不过去,具体情况有点高深,我们就不深究了。)

扯了这么多,关于剪力墙,应该已经说的差不多了,其他的,朋友们可以结合自己的生活实际,慢慢体会。

我用最通俗方式解释一下。假如你用四根棍子和一块木板作一张桌子,把棍子固定在木板四角后做成的桌子感觉并不牢固,推动桌面会晃动,为了防止晃动于是在各腿之间加斜撑,这种做法建筑术语上叫做抗剪力措施,如果围绕四个腿钉四块木板就会发现不再晃动。这四块板换作建筑称谓就是剪力墙。当然,在房屋结构上它同时还有承载房屋重量作用,这样一来就可以省掉四个“”退“”,这类建筑就叫剪力墙建筑结构,它主要应用在高层住宅,我们把剪力墙通俗地叫做承重墙,但在砖混结构建筑中由于已经有了“”桌腿“”(柱子),所以它的承重墙主要功能是抗剪力,承重只是次要功能,这类结构常用在低层建筑。至于砖结构建筑往往都属于简易类型建筑,老住宅楼还能看到它的身影,目前已经淘汰。

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