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经典剪力墙疑问及解答(范文推荐)

时间:2022-11-02 19:55:16  阅读:

下面是小编为大家整理的经典剪力墙疑问及解答(范文推荐),供大家参考。

经典剪力墙疑问及解答(范文推荐)

 

 经典 剪力墙疑问及解答 一、

 剪力墙及框支剪力墙结构的底部加强区:

 剪力墙的底部加强区高度按《抗规》GB50011-2001 第 6.1.10 条和《高规》JGJ3-2002 第 7.1.9 条、第 10.2.4 条规定取用,结构大师取用原则如下:

  ( (1 )一般剪力墙(无地下室)

 图 图 1.4.2-1

 一般剪力墙(无地下室)

 图 图 1.4.2-2

 一般剪力墙(有地下室)

  当墙肢总高度 H<150m 时,底部加强区高度取墙肢总高度的 1/8 和底部二层高度(图 1.4.2-1 阴影区)二者较大值;当墙肢总高度 H≥150m 时,取墙肢总高度的 1/10 和底部二层高度(图 1.4.2-1 阴影区)二者较大值;墙肢总高度 H 从基底 Base(±0.00 标高)起算。参见图 1.4.2-1 示意。

 ( (2 )一般剪力墙(有地下室)

 当墙肢总高度 H<150m 时,底部加强区高度取墙肢总高度的 1/8 和底部二层高度再加上地下一层的层高(图 1.4.2-2 阴影区)二者较大值;当墙肢总高度 H≥150m 时,取墙肢总高度的 1/10 和底部二层高度再加上地下一层的层高(图 1.4.2-2 阴影区)二者较大值;墙肢总高度 H 从 B1F 顶面(±0.00标高)起算。参见图 1.4.2-2 示意。

 ( (3 )带转换层结构中落地剪力墙(无地下室)

  图 图 1.4.2-3 落地剪力墙( 无地下室)

 图 图 1.4.2-4 落地剪力墙( 有地下室)

 图 图 1.4.2-5 非落地剪力墙

  当墙肢总高度H<150m时,底部加强区高度取墙肢总高度的1/8和底部至转换层以上二层的高度(图1.4.2-3 阴影区)二者较大值;当墙肢总高度 H≥150m 时,取墙肢总高度的 1/10 和底部至转换层以上二层的高度(图 1.4.2-3 阴影区)二者较大值;墙肢总高度 H 从基底 Base(±0.00 标高)起算。参见图 1.4.2-3 示意。

 ( (4 )带转换层结构中落地剪力墙(有地下室)

 当墙肢总高度 H<150m 时,底部加强区高度取墙肢总高度的 1/8 和底部至转换层以上二层的高度再加上地下一层的层高(图 1.4.2-4 阴影区)二者较大值;当墙肢总高度 H≥150m 时,取墙肢总高度的 1/10 和底部至转换层以上二层的高度再加上地下一层的层高(图 1.4.2-4 阴影区)二者较大值;墙肢总高度 H 从 B1F(±0.00 标高)起算。参见图 1.4.2-4 示意。

 ( (5 )带转换层结构中非落地剪力墙 当墙肢总高度 H<150m 时,底部加强区高度取墙肢总高度的 1/8 和转换层以上二层高度(图 1.4.2-5阴影区)二者较大值;当墙肢总高度 H≥150m 时,取墙肢总高度的 1/10 和转换层以上二层高度(图1.4.2-5 阴影区)二者较大值;墙肢总高度 H 从转换层顶起算。参见图 1.4.2-5 示意。

 ( (6 )大底 盘多塔结构剪力墙底部加强区的设定 底盘部分与塔楼部分分别考虑,即二者所属剪力墙的总高度计算分别取各自剪力墙的总高度,不考虑二者相关联的影响。

 二、

 塑性铰 什么是塑性铰

  * ************************* 1、适筋梁(或柱,当主要是梁)受拉纵筋屈服后,截面可以有较大转角,形成类似于铰一样的效果。称作塑性铰。

 2、塑性铰是一种特殊的铰,它能承受肯定方向的弯矩,这是它区分于一般铰最本质的特征。在抗震设计中,做到强柱弱梁就是为了保证让梁消失塑性铰,此时梁的变形较大,但是还能受力。塑性铰对抗震设计来说,是一个重要的概念,由于在塑性铰形成的过程中能吸取大量的地震能量,所以在设计中恰到好处地设计塑性铰形成的位置(比如在梁端而不是柱),可有效降低震害,不至于消失快速倒塌的后果(满意抗震设防要求)

 3、塑性铰与一般抱负铰的区分在于:塑性铰不是集中在一点,而是形成一小段局部变形很大的区域;塑性铰为单向铰,仅能沿弯矩作用方向产生肯定限度的转动,而抱负铰不能承受弯矩,但可以自由转动;塑性铰在钢筋屈服后形成,截面能承受肯定的弯矩,但转动力量受到纵筋配筋率、钢筋种类和砼极限压应变的限制。

 配筋率越大或截面相对受压区高度越大,塑性铰的转动力量却越小。

 对于直接承受动荷载的构件,以及要求不消失裂缝或处于侵蚀环境等状况下的结构,不应采纳考虑塑性内力充分布的分析方法。

 《高规》5.23.3 条指出,在竖向作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。

 为什么要进行支座负弯矩调幅呢?

  弯矩调幅来源于受力全过程和截面的塑性特性。要理解弯矩调幅首先要知道塑性铰的概念,塑性铰主要来源于钢筋屈服以及混凝土塑性变形所产生的塑性,它的力学特征是在截面所承受的弯矩不变的状况下有肯定的转动力量,(类似于铰,区分在于铰不能承受弯矩,而塑性铰可以承受弯矩)。塑性铰的的消失导致了连续梁的内力重分布,负弯矩的弯矩保持不变,而跨中弯矩增大,最终跨中也达到极限承载力而破坏!

 所以考虑塑性内力重分布的受力过程是:第一阶段:首先荷载较小,跨中支座弯矩线形增加,支座弯矩大于跨中弯矩(支座弯矩始终是大于跨中弯矩的)。随着荷载增大,支座达到承载力量极限,形成塑性铰。进入其次阶段:此时支座弯矩不变(事实上还有小许增加),跨中弯矩连续增加,最终跨中也消失塑性铰,结构成为机动体系,结构破坏。

 在工程设计中,每次按两阶段来设计不仅繁琐,而且增加难度;因此引入了弯矩调幅这个方法,弯矩调幅,通过调低支座弯矩,来实现内力重分布的目的,但是调幅的目的不是简洁的调低弯矩,而是调整跨中和支座的负弯矩!因此可以不变支座配筋通过增加跨中配筋来提高构件的极限承载力,也可以通过削减支座配筋(同时可能要增加跨中配筋)来保持按弹性计算所需的承载力。

 总结:弯矩调幅法是考虑塑性内力重分布的分析方法,是与弹性设计相对的。其目的是增加构件的承载力量,充分发挥材料(混凝土)的力量。所以用了弯矩调幅法,不肯定要削减支座配筋。这里的关键是塑性铰和内力重分布。这跟抗震里的“强柱弱梁”没有本质的联系,千万不要再说强柱弱梁,事实上对负弯矩调幅后是有利于抗震的。对于弯矩调幅法也不是处处能用的,对于承受动力荷载,使用上要求不消失裂缝的以及处于腐蚀性环境的都不能用该方法。

 支座负弯矩调幅的优点:

 1、求得结构的经济。充分挖掘混凝土结构的潜力和采用其优点。增加支座的配筋不如增加跨中的配筋来的经济,由于跨中还可以采用 T 形截面的优势,而支座不能。

 2、增加结构的抗震性能及牢靠度。

 3、使得内力匀称。框架结构的边框架柱子顶层,这里假如不调幅的话,柱子的配筋是比较大的。

 三、

 轴压比 关 于轴压比,有两个问题不知道大家都有些什么想法:、为什么框(支)架柱对轴压比的要求是全高度的,而剪力墙只针对底部加强部位? 1、 在地震力的作用下,框架柱全高度各楼层都可能消失塑性铰,为了使塑性铰有足够的转动力量,就要保证框架柱全高度具有肯定的延性,其有效的措施之一就是掌握其轴压比,把框架柱限制在大偏心受压范围内;而剪力墙的塑性铰一般都消失在其底部(关于剪力墙的塑性铰可以看看高规 7.1.9 的条文说

 明),因此仅掌握其底部加强部位的轴压比就可以了。

 2、 轴压比指标反映的是构件在地震作用下的延性,那么是否就比较简洁理解了,依据构件延性要求的不同,规定不同的轴压比限值是合理的。框架(支)柱相对剪力墙来说,其延性要求相对较高,抗震力量相对较低,所以轴压比要求提高是正常的。其实轴压比这个概念还与结构竖向总位移有关。对一般的结构来说,掌握轴压比是可行的,但当对特殊高层建筑或大震下的结构验算时,就不能仅看轴压比而不顾结构总位移了。剪力墙,顾名思义,其主要作用是抗剪的,也就是反抗水平力的,所以在以前的法律规范中才有所忽视。

 四、

 结构形式受力特征 框架-剪力墙结构,俗称为框剪结构。主要结构是框架,由梁柱构成,小部分是剪力墙。墙体全部采纳填充墙体,由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。

 主要特征 框架与剪力墙结构体系的结合

  框剪结构是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的特长,既能为建筑平面布置供应较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以采用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。

 框剪结构的变形为剪弯型

  众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。

 水平荷载主要由剪力墙承受

  从受力特点看,由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用下,一般状况下,约 80%以上用剪力墙来担当。因此,使框架结构在水平荷载作用下所安排的楼层框架剪力墙结构兼具了框架布置敏捷、延性好和剪力墙刚度大的优点,二者通过水平刚度较大的楼盖协同工作,在水平作用下呈弯剪型位移曲线,层间变形趋于匀称,比纯框架结构侧移小,非结构性破坏轻,其中剪力墙为主要抗侧力构件,框架起到二级防线作用,比剪力墙体系延性好,布置敏捷。因此,框剪结构是一种抗剪性能较好的结构体系。但由于剪力墙和框架的层间位移角弹性极限值相差很远,当结构遭受剧烈地震时,剪力墙在其底部首先越过弹性变形阶段消失裂缝进而屈服,在出铰部位刚度大幅降低,刚度沿竖向发生突变,在塑性铰区发生塑性转动,从而带动上部的墙体发生刚体位移,再加上弯曲变形,顶部侧移激增,给与之相连的框架施加了很大的附加剪力。而此刻结构的层间侧移角还远小于框架的弹性变形值,框架尚未充分发挥其自身的水平抗力。剪力墙和框架之间刚度比值的变化也会引起地震作用的重新安排,增加了框架的负担,使得框架的延性降低,无法有效地担当起二道防线的作用。此外,框剪结构多用于 10~25 层左右的商住楼,依据工程设计实践,这一类层数的房屋自振周期大都在 0.7~1.7s,与某些地区的地震卓越周期较接近。如 1985 年墨西哥太平洋岸的 8.1 级地震,共有 164 幢 6~20 层的房屋倒塌,其中倒塌率最高是 10~15 层的建筑,而 5 层以下和 25 层以上的破坏较轻。在 1975 年我们国家海城地震、1977 年罗马尼亚的弗兰恰地震(卓越周期 1.4s?)中,倒塌最多的也是十几层的建筑物。当楼层多于 14 层时,地震力的大小和破坏率都有一个明显的陡然增大的趋势。因此,实行一些经济有用的方法来改善框剪结构的抗震性能,提高结构的牢靠度就显得尤为必要。结构掌握理论为多种建 (构 )筑物的抗震设计供应了一条有效可行的新途径。?

 编辑本段改善框剪结构抗震性能的有关措施 综述

  结构掌握理论将结构的弹塑性分析与抗震相结合、抗震与消震相结合、能动掌握与设计相结 合,通过主动或被动的掌握措施,调整结构的刚度、强度和质量分布,掌握结构实现最佳耗能机构,以增大结构的延性和耗能力量,增加结构对地震作用下强迫变形的适应力量,使其满意抗震设防三水准要求。抗震结构

 按两阶段设计,即在弹性阶段按强度掌握,在弹塑性阶段按变形掌握。这样设计的结构,既有肯定的强度,又具有较大的延性和耗能力量,能肯定程度地适应剧烈地震使结构产生的强迫变形。?

 提高剪力墙抗震性能?

  1、将剪力墙做成四周有梁柱的带边框墙。边框(明框和暗框)可阻挡斜裂缝向相邻进展,还可在墙板破坏后作承重构件代替墙板承重且有肯定延性。边框应具有足够的斜截面受剪承载力,以担当因墙身通裂对边框梁柱引起的附加剪力。?

 2、掌握每肢墙的高宽比。必要时可设结构洞口或结构竖缝使变成双肢墙或多肢墙,可掌握裂缝和屈服部位消失在结构竖缝和洞口连梁处,形成耗能机构,同时使原剪力墙一分为二,刚度降低,避开发生剪切破坏和底部墙体过早屈服。?

 3、剪力墙的刚性连梁,其跨高比往往仅为 1 左右。而试验表明:当连梁的跨高比为 5 时,延性和耗能很好,连梁两端相对竖向位移的延性系数都在 8 以上,滞回曲线也相当饱满;当跨高比降至 1 时,延性系数则降至 3 左右,滞回曲线严峻捏扰,耗能很小,最终弯剪破坏。因此,需要对它的组成和构造实行肯定措施。?

 措施之一是在 1/2 梁高的中性面上留一水平通缝,在缝的上、下两侧各埋置钢板,钢板上开有椭圆形螺栓孔,用高强螺栓把两钢板连结。在竖载、风载和小震下,高强螺栓把水平通缝分开的两部分连梁连结成整体工作,使连梁具有肯定的"刚性"。在大震作用时,两钢板发生相对滑动,原来跨高比为 1 的刚性连梁将被分成两根跨高比为 2 的小梁协同工作, 试验表明, 这样可使延性系数由原来的 3 提高为 10 左右。?

 提高框架的抗震性能

  1、加强框架的角柱。角柱是连结纵横框架的枢纽,要增加框架的空间整体性,就要加强角柱的抗剪性能。2、沿周圈框架平面按 K 形支撑和 X 形支撑布置肯定数量的钢筋砼抗剪墙板或配筋砌块抗剪墙板,能有效克服框架的剪力滞后现象,显著提高框架的整体性和抗推刚度,削减结构的整体侧移,特殊有利于减小层间侧移。但这种结构的延性较差,因此,可以在墙板上开十字形结构竖缝使之消失薄弱部位,形成延性耗能墙板。?

 3、设置偏交斜撑等赘余杆件,用弯曲耗能代替轴变耗能,其中折曲撑由钢纤维砼杆制造,偏心连结支撑可用钢杆或劲性钢筋砼杆组成(如图 2 和图 3)。在剧烈地震作用下,一方面可采用这些赘余杆件的先期屈服和变形来耗散能量,另一方面当赘余杆件破坏或退出工作后,使得结构由一种稳定体系过渡到另一种稳定体系,引起结构自振周期的转变,以避开地震卓越周期的长时间持续作用所引起的共振...

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