不同洞口水平位置和墙厚的剪力墙受力性能比较
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八、剪力墙开洞钢筋计算在建筑结构设计中,剪力墙开洞是一个常见的情况。
而正确计算剪力墙开洞处的钢筋用量,对于保证结构的安全性和稳定性至关重要。
接下来,让我们详细探讨一下剪力墙开洞钢筋计算的相关知识。
剪力墙作为一种主要承受水平荷载的结构构件,其开洞会改变墙体的受力状态。
开洞会导致剪力墙的刚度降低,同时也会在洞口周边产生应力集中现象。
为了弥补这些不利影响,就需要对洞口周边的钢筋进行合理的配置和计算。
首先,我们来了解一下剪力墙开洞的类型。
常见的剪力墙开洞包括门窗洞口、设备洞口等。
不同类型和尺寸的洞口,其钢筋计算方法也会有所不同。
对于较小的洞口,通常可以按照构造要求进行钢筋配置。
比如说,洞口宽度小于一定数值时,在洞口两侧设置加强钢筋,其直径和间距根据规范要求确定。
而对于较大的洞口,则需要进行详细的计算。
计算时需要考虑的因素众多,包括洞口的尺寸、位置、墙体的厚度、混凝土强度等级、钢筋的强度等级等。
在计算剪力墙开洞钢筋时,一般要先确定洞口周边的受力情况。
洞口上方的墙体会形成一个类似梁的构件,称为连梁;洞口两侧的墙体则类似于柱,称为边缘构件。
连梁的钢筋计算需要考虑其承受的弯矩、剪力和扭矩等内力。
弯矩的计算通常采用结构力学的方法,根据墙体的受力状态和洞口的位置来确定。
剪力的计算则要考虑水平荷载的作用以及连梁与墙体之间的协同工作。
扭矩的计算相对较为复杂,需要考虑洞口的形状和偏心等因素。
边缘构件的钢筋计算同样重要。
边缘构件通常需要配置纵向钢筋和箍筋。
纵向钢筋的数量和直径要根据墙体的轴压比、洞口的尺寸以及边缘构件的抗震等级等因素来确定。
箍筋的间距和直径则要满足抗剪和抗震的要求。
在实际计算中,还需要考虑钢筋的锚固长度和搭接长度。
锚固长度是指钢筋伸入混凝土中的长度,以保证钢筋与混凝土之间能够有效地传递应力。
搭接长度则是指钢筋在连接时重叠的长度,以保证连接部位的强度。
此外,还需要注意钢筋的布置方式。
钢筋的布置要保证其间距均匀,并且要满足规范中对于最小间距和最大间距的要求。
建筑结构设计中剪力墙结构受力分析发表时间:2019-06-03T10:50:36.177Z 来源:《防护工程》2019年第4期作者:马金山[导读] 剪力墙结构设计对于建筑结构的稳定性起到了直接的影响作用,从受力角度出发主要分为壁式框架剪力墙、小开口剪力墙等类型,既要发挥承重功能,也要确保水平方向的均匀承载力,因此相较于普通墙体来说对于建筑材料、施工技术、工程造价等提出了更高的要求。
武清区规划建筑设计所天津 301700摘要:剪力墙结构设计对于建筑结构的稳定性起到了直接的影响作用,从受力角度出发主要分为壁式框架剪力墙、小开口剪力墙等类型,既要发挥承重功能,也要确保水平方向的均匀承载力,因此相较于普通墙体来说对于建筑材料、施工技术、工程造价等提出了更高的要求。
关键词:建筑结构;剪力墙;结构设计引言剪力墙结构之所以能够在建筑结构设计中得到非常广泛的应用,还是要从结构体系上的很多优势说起。
剪力墙结构整体性好,侧向刚度大,承载力高,弹塑性变形能力大,具有良好的抗震性。
从历次地震中的结果来看,剪力墙结构的震害比框架结构轻得多,由于变形能力不足或承载力不足而导致倒塌的剪力墙结构极少。
当然,并不是所有的建筑结构都要用到剪力墙结构,设计者需要严格按照建筑设计要求和特点,进行剪力墙结构的应用分析和规划,才能确保其良好的应用效果。
1剪力墙结构在建筑结构中的设计原则 1.1墙体受力剪力墙结构的主要施工材料为钢筋混凝土,在以往的高层或多层建筑中,多设计为框架梁柱结构,剪力墙结构设计的应用,能够通过钢筋混凝土结构承载建筑内力,确保建筑整体的水平承载力。
剪力墙结构设计需要科学计算墙体受力状况,深入分析墙体结构的各部位受力因素,由于建筑项目中墙体属于平面构件,因此需要多个方向受力,无论是水平剪力还是竖向压力,都需要在设计中充分计算,确保设计完成之后墙体能够承受各个方向的剪力,使墙体强度达到建筑项目的实际要求和标准。
1.2墙体搭接剪力墙结构是建筑结构设计中的特殊结构设计,由此该结构在同一平面需要承载的压力、剪力以及刚度都相对较大,平面外的压力、剪力、刚度则相对较弱,由此墙体搭接就尤为重要。
剪力墙的设计方法在建筑结构设计中,剪力墙是一种重要的抗侧力构件,其设计的合理性直接关系到建筑物在地震、风等水平荷载作用下的安全性和稳定性。
剪力墙的设计需要综合考虑多种因素,包括结构体系、荷载情况、建筑功能要求等。
下面我们就来详细探讨一下剪力墙的设计方法。
一、剪力墙的类型剪力墙根据其开洞情况和受力特点,可以分为整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、双肢剪力墙和多肢剪力墙等。
整截面剪力墙没有洞口或洞口很小,其受力性能类似于悬臂梁,在水平荷载作用下,墙肢内的弯矩和剪力分布比较均匀。
整体小开口剪力墙的洞口面积较小,墙肢的整体性较好,在水平荷载作用下,其变形仍以弯曲变形为主,但墙肢内的局部弯矩会有所增加。
双肢剪力墙和多肢剪力墙则是通过连梁将多个墙肢连接在一起,其受力性能相对复杂,在水平荷载作用下,墙肢和连梁会协同工作,共同抵抗水平力。
二、剪力墙的布置原则剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边和分散的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的抗侧刚度相近,避免出现扭转效应;对称布置可以减小结构在水平荷载作用下的扭转;周边布置可以增强结构对周边框架的约束作用,提高结构的整体性;分散布置则可以避免剪力墙集中在某一区域,导致结构刚度分布不均匀。
在实际设计中,剪力墙应尽量布置在建筑物的周边、楼梯间、电梯间等位置,同时要考虑建筑功能的要求,避免影响房间的使用。
对于高层建筑,剪力墙的数量和布置应根据建筑物的高度、地震烈度、风荷载等因素进行计算确定。
三、剪力墙的截面设计1、墙肢厚度剪力墙的墙肢厚度应根据建筑物的高度、抗震等级和墙体的受力情况确定。
一般来说,对于多层建筑,墙肢厚度不宜小于 160mm;对于高层建筑,底部加强部位的墙肢厚度不宜小于 200mm,其他部位不宜小于 180mm。
2、墙肢长度墙肢长度不宜过长或过短。
过长的墙肢容易在地震作用下发生脆性破坏,过短的墙肢则可能导致稳定性不足。
一般来说,墙肢长度不宜大于 8m。
3、边缘构件剪力墙的边缘构件包括约束边缘构件和构造边缘构件。
剪力墙种类判别依据和受力特点剪力墙作为建筑结构中的重要构件之一,其承担着重要的受力作用。
而剪力墙的种类多样,不同种类的剪力墙在受力特点上也有所不同。
在建筑设计和施工过程中,如果我们能够掌握剪力墙种类的判别依据和受力特点,就能更好地进行合理的设计和施工,提高建筑结构的安全性和稳定性。
一、剪力墙的种类1、墙板式剪力墙:墙板式剪力墙的结构特点是以顶板、底板和竖向加劲筋为主,中间填充混凝土或轻质混凝土。
在地震和风的作用下,墙板受到荷载作用而变形,使剪切力可以得到较好的分散和抵抗。
2、纵向墙件式剪力墙:纵向墙件式剪力墙的结构特点是由混凝土或砖石墙体和垂直的混凝土或钢筋混凝土墙件共同组成,具备相对较好的抗震性能。
3、约束式剪力墙:约束式剪力墙的结构特点是在中心开洞的混凝土或砖墙处加设框架,并与框架连续构成刚性约束,从而提高其受力承载能力和变形能力。
4、框架式剪力墙:框架式剪力墙的结构特点是在墙面内设立一定数量和间距的框架,在墙的抗震性能上有很大的提高。
二、剪力墙的受力特点1、受弯作用:在水平荷载的作用下,剪力墙受到弯曲的作用,产生剪力和弯矩。
2、剪切作用:在水平荷载作用下,剪力墙产生剪力作用,抵抗建筑结构的侧移。
3、抗压作用:剪力墙可以承受建筑结构的自重和容许荷载,通过其厚实的墙体对荷载进行垂直承受。
4、隔震作用:剪力墙在承受水平荷载的同时还起到隔震的作用,最大程度上减轻地震对建筑结构和人员的危害。
三、剪力墙种类的判别依据1、空间限制:考虑建筑空间对墙体的限制,尤其是居民住宅、商业中心等,因此在剪力墙的形式上需考虑设计的空间限制。
2、结构变形:以某种机理设计的剪力墙,必须主张在稳定的设计状态下进行变形。
3、抗震性:建筑物自身抗震性能时剪力墙建成的原因之一。
四、结论剪力墙的种类和受力特点对于建筑结构的稳定性和安全性至关重要。
设计师和工程师在进行设计和施工时,必须对剪力墙的种类和受力特点有充分的了解和掌握。
只有这样,建筑结构才能具备更好的抗震性能和稳定性,保障人们的生命和财产安全。
剪力墙的分类与受力特点
1.关于剪力墙结构的基本假定
剪力墙结构体系建筑是由一系列纵向和横向剪力墙及楼盖组成的空间结构。
剪力墙承受竖向和水平荷载作用。
在竖向荷载作用下,各片剪力墙受力分析比较简单,但
(1)
1/10 (2)
·(3)
算为竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。
对于沿竖向刚度比较均匀的结构,各片剪力墙可以按下式之一计算其等效刚度。
均布荷载、倒三角形荷载、顶点集中荷载。
2.剪力墙的分类和受力特点为
(1)一般剪力墙的墙肢截面高度uh和厚度ub之比大于8;短肢剪力墙的墙肢高度与厚度之比为5~8。
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(2)一般剪力墙根据墙面开洞大小情况,分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
它们的受力特点如下:
①整截面剪力墙。
当剪力墙不开门窗洞口或虽开有洞口,但洞口很小时(洞口面积不大于剪力墙总面积的15%、且洞口净矩及洞口至墙边的净距都大于洞口长边的尺寸),把其看作整截面墙(如图4.21(a)所示)。
此时,它们的受力性能犹如一悬臂杆,截面
所示)
架的变形以剪切型为主。
(3)剪力墙的墙肢截面高度wh与厚度wb之比小于5时,称为小墙肢。
其中,当之比≤3时,宜按框架柱进行截面设计。
建筑剪力墙结构9.1 剪力墙的概念和结构效能剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内隔墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构。
剪力墙既能承受竖向荷载,又能承受水平力。
一般来说,剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同,宽达十几米或更大,高达几十米以上。
而它的厚度则很薄,一般为160 ~300 mm,较厚可达500 mm。
图9.1 剪力墙结构平面布置图9.2 剪力墙的变形由于受楼板跨度的限制,剪力墙结构的开间一般为3 ~8 m,适用于住宅、旅馆等建筑。
剪力墙结构采用现浇钢筋混凝土,整体性好,承载力及侧向刚度大。
合理设计的延性剪力墙具有良好的抗震性能。
在历次地震中,剪力墙的震害一般比较轻。
剪力墙结构的适用高度范围大,10 ~30 层的住宅及旅馆都可应用。
在剪力墙内配置钢骨,成为钢骨混凝土剪力墙,可以改善剪力墙的抗震性能。
剪力墙结构平面布置不灵活,空间局限,结构自重大。
图9.1 是剪力墙结构平面布置的示意。
在侧向力作用下,剪力墙结构的侧向位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大,如图9.2 所示。
剪力墙结构主要由墙肢组成,连接墙肢的是连梁。
由于墙肢承受比较大的水平力,在墙肢端部容易形成集中的拉力和压力。
因此,在墙肢受力的端部经常设计为暗柱,以承受集中荷载作用。
剪力墙是平面构件,在其自身平面内有较大的承载力和刚度,平面外的承载力和刚度小,结构设计时一般不考虑平面外的承载力和刚度,计算模型如图9.3 所示。
剪力墙结构体系主要有:框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒体结构4 大类。
本章主要介绍剪力墙结构。
图9.3 剪力墙计算模型9.2 剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围▶9.2.1 剪力墙的形状剪力墙的横截面(即水平面)一般是狭长的矩形。
有时将纵横墙相连,则形成工字形、Z 形、L 形、T 形等,如图9.4 所示。
图9.4 剪力墙的截面形式▶9.2.2 剪力墙的布置(1)剪力墙结构的平面布置宜简单、规则剪力墙宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置,两个方向的侧向刚度不宜相差过大;剪力墙应尽量拉通、对直,不同方向的剪力墙宜分别联结在一起,以具有较好的空间工作性能。
剪力墙受力及特点剪力墙受力及特点一、剪力墙的定义及作用剪力墙是指由墙体形成的承载结构,用于反抗水平荷载(如风荷载和地震荷载)的作用。
其主要作用是将水平荷载转化为垂直向递至基础的力,从而保证建造结构的稳定性和安全性。
二、剪力墙的受力分析1. 剪力墙的受力机理剪力墙受力主要有两种方式:(1)无舒曼力模型:墙体的等效面积按照剪切变形的平均切线斜率进行计算,以确定剪切力的大小和位置。
(2)分布载荷摹拟模型:将水平载荷沿墙面分布,通过计算剪切力和弯矩的分布来确定剪力墙的受力情况。
2. 剪力墙的关键参数剪力墙的受力特点主要取决于以下几个关键参数:(1)剪力墙的形状:墙体的高度、厚度和长度等决定了墙体的刚度和承载能力。
(2)剪力墙的布局:墙体的布置方式和位置决定了剪力墙在结构系统中的作用。
(3)荷载分布:水平荷载的大小和分布情况直接影响到剪力墙的受力情况。
(4)墙体材料和强度:墙体的材料和抗剪强度决定了其承载能力。
三、剪力墙的特点1. 高刚度和高抗剪能力由于墙体构成的剪力墙具有较大的厚度和高度,其具有较高的刚度和抗剪能力,能够有效地反抗水平荷载的作用。
2. 空间利用率高剪力墙通过将荷载传递到基础,减少了结构之间的支撑构件,从而提高了空间利用率。
3. 施工简便剪力墙可在施工现场进行浇筑,施工过程简单,不需要额外的连接构件。
4. 适合范围广剪力墙适合于各种建造类型,包括住宅、商业和工业建造等。
5. 抗震性能好由于剪力墙具有较好的抗剪能力和刚度,能够有效地反抗地震荷载,提高建造物的抗震性能。
四、附件:本文档所涉及的附件如下:附件1:剪力墙受力分析计算表格附件2:剪力墙设计示意图附件3:剪力墙的构造图纸五、法律名词及注释:本文档所涉及的法律名词及其注释如下:1. 建造法:指规范了建造物的设计、建设和使用的法律法规。
2. 结构设计规范:指对建造结构设计的要求和规范进行规定的文件。
力墙的类别:一短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。
剪般按照剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式,将剪力墙分为以下几种类型:①整体墙没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时,可以忽略洞口的存在,这种剪力墙即为整体剪力墙,简称整体墙。
当门窗洞口的面积之和不超过剪力墙侧面积的15%,且洞口间净距及孔洞至墙边的净距大于洞口长边尺寸时,即为整体墙。
②小开口整体墙门窗洞口尺寸比整体墙要大一些,此时墙肢中已出现局部弯矩,这种墙称为小开口整体墙。
③联肢墙剪力墙上开有一列或多列洞口,且洞口尺寸相对较大,此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢,故称连肢墙。
④框支剪力墙当底层需要大空间时,采用框架结构支撑上部剪力墙,就形成框支剪力墙。
在地震区,不容许采用纯粹的框支剪力墙结构。
⑤壁式框架在联肢墙中,如果洞口开的再大一些,使得墙肢刚度较弱、连梁刚度相对较强时,剪力墙的受力特性已接近框架。
由于剪力墙的厚度较框架结构梁柱的宽度要小一些,故称壁式框架。
⑥开有不规则洞口的剪力墙有时由于建筑使用的要求,需要在剪力墙上开有较大的洞口,而且洞口的排列不规则,即为此种类型。
需要说明的是,上述剪力墙的类型划分不是严格意义上的划分,严格划分剪力墙的类型还需要考虑剪力墙本身的受力特点。
4短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱在现代高层住宅的地下室和下部几层,由于停车和商业用房需较大空间,就得通过转换层来实现。
在短肢剪力墙结构中,一般都只将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地,其于剪力墙框支。
框支剪力墙结构当转换层位置较高时,转换层附近层间位移角及内力分布急剧突变,内力的传递仅转换层一层楼板的间接传力途径很难实现;转换层下部的’框支’结构易于开裂和屈服,转换层上部几层墙体易于破坏。
这种结构体系不利于抗震。
高烈度区(9度及9度以上)不应采用;8度区可以采用,但应限制转换层设置高度,可考虑不宜超过3层;7度区可适当放宽限制。
不同洞口水平位置和墙厚的剪力墙受力性能比较
作者:渠强曾恒富
来源:《城市建设理论研究》2014年第01期
摘要:本文通过考虑剪力墙的洞口水平位置、墙厚两方面因素的情况下,分析了剪力墙的类型,计算了均布荷载作用下剪力墙的整体工作系数、等效刚度、顶点位移,并得出结论,希望对指导实践有一定的帮助。
关键词:剪力墙;洞口位置;墙厚
中图分类号:TU973+.2文献标识码: A
0引言
剪力墙结构在高层建筑中应用十分广泛,为满足使用要求,剪力墙常开洞。
理论分析和试验研究表明,剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙开洞情况。
洞口存在与否、洞口的大小、形状及位置都将影响剪力墙的受力性能。
对这一问题的研究与探索,不仅具有一定的理论价值而且具有一定的实用价值。
1剪力墙类型判别
剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体墙、小开口整体墙、联肢墙和壁式框架等几种类型。
不同类型的剪力墙,其相应的受力特点和计算方法不相同,计算其内力和位移时需采用相应的计算方法。
判断剪力墙受力特点及划分类别,一方面要从墙肢截面上的应力分布去分析(也即墙的整体性,反应在数值上就是整体系数α)另一方面要从沿墙肢高度上弯矩的变化情况来分析。
1.1 整体墙
洞口开孔面积不超过墙面面积的15%,且孔间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸时,为整体墙。
1.2 小开口整体墙
整体小开口墙是指由成列洞口划分成若干墙肢,各墙肢和各列连梁的刚度比较均匀且满足下式要求的剪力墙。
当α≥10 且IA/ I≤ Z或IA/I≤Zi时按整体小开口墙计算
1.3 联肢墙
当α< 10 且IA/ I≤ Z或IA/I≤Zi时按联肢墙计算
物理意义:整体性不很强,墙肢不出现(或很少出现)反弯点。
1.4 壁式框架
当α≥10且IA/ I
物理意义:整体性很强,但墙肢多出现反弯点。
2影响剪力墙的因素分析
影响剪力墙刚度、变形特征、应力大小及分布的主要因素有剪力墙的开洞率、洞口的形状、洞口的开设位置、墙厚以及洞口的排列方式等。
(1)剪力墙的开洞率。
一般来说,当洞口比较规则且洞口率小于 15%时可按整体墙来处理;当洞口比较规则但洞口率大于 65%时按普通框架来处理;当洞口比较规则但洞口率介于40%~65%时,根据剪力墙的整体系数和反弯点的情况来具体分类。
(2)洞口的形状和开设位置。
在同样开洞率的情况下,如果洞口过于宽扁(柱宽很小)、过于狭长(梁高过小)或开设位置靠边,对剪力墙的工作性能都是不利的。
(3)洞口的排列方式。
洞口的排列方式对剪力墙的刚度影响比较严重,当剪力墙的开洞率相同而洞口的排列位置不同时,剪力墙的刚度会表现出很大的差别。
(4)剪力墙的厚度。
剪力墙的厚度对结构刚度、地震效应、层间位移角等各项指标都有影响。
3 计算分析
以不同洞口水平位置和墙厚的单片剪力墙为例,宽度为 15m,高度为 45m,以 3m作为层高,相当于 15层的建筑,各层均开同一规格的洞口为 6m×1.5m,开洞率为 20%,采用手算简便算法,对剪力墙在弹性阶段的刚度、顶点位移进行讨论,探讨洞口水平位置、墙厚对剪力墙受力性能的影响。
3.1 构件信息
选用开洞率 20%,洞口水平位置不同的三片混凝土剪力墙,宽度为 15m,高度为 45m,洞口宽 6.0m,高 1.5m,每片剪力墙都有150mm 200mm 250mm 300mm 350mm五种厚度,具体位置如图 1所示。
下端采用固支,水平力从一侧均布施加。
(a)洞口位置一(b)洞口位置二(c)洞口位置三
图 1 不同洞口位置的剪力墙示意图
3.2 手算分析
(1)首先以 250mm厚的剪力墙分析洞口水平位置对剪力墙的影响。
对剪力墙进行类型判别,结果如表 1所示,可以看到,三种开洞位置的剪力墙均属于双肢墙,等效刚度的计算见表2。
水平施加 3kN/m 的均布荷载时的顶点位移见表 3。
表 1 不同洞口位置的剪力墙类型判别表
不同洞口位置的剪力墙类型判别表
洞口位置D ζ T 类型
一 0.04430 1.000 0.8543 双肢墙
二 0.04430 1.000 0.9259 双肢墙
三 0.04430 1.000 0.9423 双肢墙
表 2 不同洞口位置的剪力墙等效刚度计算表洞口位置
不同洞口位置剪力墙等效刚度及顶点位移
洞口位置D α12 T γ2 Ψα EcIeq
一 0.04430 24.5345 0.8543 0.004532 0.09654 961243536.9
二 0.04430 38.9448 0.9259 0.002855 0.07030 992699688.5
三 0.04430 47.2530 0.9423 0.002353 0.05990 998046087.8
表 3 不同洞口位置的剪力墙顶点位移表(手算结果)/mm
洞口位置一二三
Δ 1.5997 1.5490 1.5407
因此从表2和表3可以看出:洞口水平位置对剪力墙刚度和顶点位移的影响比较大,洞口位于剪力墙中间时,剪力墙的刚度要大于洞口位于剪力墙两侧时的情况。
可见洞口位于剪力墙中间会使剪力墙构件有着更加优越的性能
(2)在次选用洞口水平位置如图 1的三片混凝土剪力墙,此时分析每片剪力墙都有
150mm 200mm 250mm 300mm 350mm五种厚度,计算剪力墙的整体工作系数α、等效刚度、顶点位移,得出以下图表。
表 4 不同墙厚度剪力墙的整体工作系数α
洞口位置 150mm 200mm 250mm 300mm 350mm
一 7.1432 7.1345 7.1443 7.1453 7.1425
二 6.5941 6.6048 6.5925 6.6015 6.6110
三 5.3372 5.3410 5.3412 5.3431 5.3359
图2 不同洞口位置下顶点位移随墙厚的变化
图 3不同洞口位置下等效刚度随墙厚的变化
通过以上数据分析可以得到以下几点:
(a) 由表4得出,洞口水平位置的一定的情况下,剪力墙的整体工作系数α随墙厚的变化不大,在墙厚一定的条件下,随着位置靠近剪力墙的中部,其整体工作系数α越大。
(b) 由图2、图3得出,洞口水平位置的不变的情况下,随着墙厚的增加,剪力墙的等效刚度是线性增加的,剪力墙墙厚每增加25%,等效刚度平均能增加28%,而剪力墙的顶点位移随刚度的增大是逐渐减小的但不是线性变化。
4结论与建议
通过手算的简便算法,对剪力墙在弹性状态下的的刚度、顶部位移等参数进行了计算、探讨和对比,得出了以下几点结论,供日后设计中作为参考:
(1)洞口水平位置和墙厚对剪力墙的静力性能都有影响,其中剪力墙厚度的影响要大一些,洞口位置的影响相对要小一些,总的来说,剪力墙厚度越小,越靠近剪力墙的两侧,剪力墙承受静力水平荷载的能力相对也越差,反之亦然;
(2) 当需要调整结构的整体工作系数,不能通过改变墙厚的方法使剪力墙的整体系数发生改变,结构的刚度与剪力墙厚度成线性关系的,当结构的刚度不能控制在规范的范围内时,我们可以通过调整剪力墙墙厚来使结构处于合理的刚度。
但是通过增加剪力墙厚度来增大刚度时要综合的考虑各方面的因素。
(3) 剪力墙洞口率、洞口的位置、墙厚和混凝土等级、结构层数,结构层高等等因素都会对剪力墙的受力性能有影响,由于篇幅的限制文中只分析了因此设计人员在进行剪力墙设计时要综合考虑到各个方面的因素。
参考文献:
[ 1 ] 《建筑抗震设计规范》( GB50011-2001) [ S ] . 北京: 中国建筑工业出版社, 2001.
[ 2 ] 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 J186-2002) [ S] .北京: 中国建筑工业出版社, 2000.
[ 3 ]赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1992
[ 4 ]沈蒲生,梁兴文.混凝土结构设计.北京:高等教育出版社,2003,163-165。