型钢混凝土短肢剪力墙承载力分析
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短肢剪力墙的受力分析及在多层建筑中的应用摘要:短肢剪力墙是在一般剪力墙基础上结合框架柱的优点形成的结构体系,具有平面及房间布置灵活、方便,室内不出现柱棱、不露梁的优点,在多层、小高层建筑中应用日益广泛。
但短肢剪力墙也有抗震性能较一般剪力墙差,且受力状态复杂的缺点。
因此,本文首先采用有限元软件ANSYS对“L”、“T”形短肢剪力墙进行了水平力和竖向力作用下的受力分析.通过分析发现,短肢剪力墙的柔性比一般剪力墙好,且在受力方向上的位移随轴压比的增大而增大。
关键字:多层建筑;短肢剪力墙1.前言短肢剪力墙是在一般剪力墙基础上,吸收了框架柱的优点,逐步发展形成的能更好的适应人们新的住宅观念的结构形式,具有能充分利用墙体的承载能力、空间布置灵活性强等优点,在多层、小高层建筑中应用日益广泛。
然而短肢剪力墙也有自身抗震性能差和受力状态复杂的特点,因此有必要对短肢剪力墙在荷载作用下的受力情况以及其在结构整体中的抗震设计进行分析。
1.短肢剪力墙受力分析本文采用SOLID65单元整体式建模方式模拟钢筋混凝土剪力墙。
本文中的钢筋和混凝土的本构关系均采用线弹性模型。
剪力墙模型的边界条件简化为一端完全自由,另一端完全约束。
本节首先对这两种形状的短肢剪力墙与一般剪力墙进行了对比分析,接着对其在不同轴压比下的受力及变形进行了分析。
模型中的“L”、“T”形短肢剪力墙和普通剪力墙试件按1:1比例建模,墙肢截面厚度均为200mm,层高为2.90m,截面及尺寸如图1所示。
模型中,短肢剪力墙纵向钢筋配筋率为1.0%,水平向配筋率为0.2%,普通剪力墙的纵向和水平向配筋率均为0.2%。
(1)“L”、“T”形短肢剪力墙与一般剪力墙的对比分析本节对“L”、“T”形短肢剪力墙墙肢在单位力作用下的受力及变形进行了模拟分析。
“L”、“T”形短肢剪力墙和普通剪力墙在顶部施加1KN的水平力下的变形情况如图2、3所示,“L”、“T”形短肢剪力墙墙肢的应力分布如图4所示。
钢筋混凝土剪力墙在荷载力作用下的抗剪承载力分析何茜(西昌学院工程技术学院,四川西昌615013)摘要:钢筋混凝土剪力墙是将钢筋与混凝土进行有机结合,把这两种材料结合为一体能够进一步提高剪力墙的抗剪性能。
钢筋混凝土剪力墙作为一种新型装配构件具有多方面优势,相比传统剪力墙更便于生产,采用现场组装的方式为高层建筑提供建筑基础。
为对钢筋混凝土剪力墙在荷载力作用下的抗剪承载力进行分析,先组建力学模型,利用其中的软化拉压模型来计算抗剪力承载力,实现荷载受力模拟。
在荷载力的作用下,通过有限元分析法对装配组件结构内部受力变化和墙体变形变化进行分析,并可以计算出钢筋混凝土剪力墙承载力。
本文采用2块钢筋混凝土剪力墙作为试件进行荷载实验,对其进行多次不同程度的破坏,观察荷载力作用下的墙体的破坏形态,得到剪力墙抗剪承载能力。
把理论计算结果与实验数据进行对比,可得本文的分析方法得到的结论与实际实验结果吻合度良好。
关键词:荷载力作用;钢筋混凝土剪力墙;抗剪承载力中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1001-7119(2017)04-0101-04DOI:10.13774/ki.kjtb.2017.04.023Analysis of Shear Tolerance Capacity of Reinforced Concrete Shear WallUnder Load ForceHe Qian(Engineering and Technology Institute Xichang College ,Xichang 615013,China )Abstract :Reinforced concrete shear wall is an organic combination of steel and concrete,the combination of the two materials can further improve the shear performance of shear walls.Reinforced concrete shear wall is a new type of component,which has many advantages.It is easier to produce than traditional shear wall.In order to analyze the shear bearing capacity of reinforced concrete shear wall under the action of load,the mechanical model is firstly established,and the model is used to calculate the shearcapacity.Under the action of the load,the internal force and the deformation of the components are analyzed by the finite element method,and the bearing capacity of the reinforced concrete shear wall is calculated.This paper adopts 2pieces of reinforced concrete shear wall specimens as the load test,thenumber of different degrees of damage,damage morphology of load force of the wall,obtained shear wall shear capacity.By comparing the theoretical results with the experimental data,the results obtained by this method are in good agreement with the experimental results.Keywords :loadforce ;reinforced concrete shear wall ;shear tolerance capacity收稿日期:2016-05-25作者简介:何茜(1983-),女,四川西昌人,硕士研究生,讲师,研究方向:工程管理与土木工程施工。
高层建筑中短肢剪力墙承载力及连梁作用浅析城市离不开建筑,建筑又是创造生活的一种手段。
如今,高层建筑已成为城市建筑、地域生活的主流。
本文从剪力墙设计的基本概念谈起,详细谈了剪力墙各面的承载力问题以及高层建筑中连梁作用,以供设计者参考。
标签:剪力墙设计承载力钢筋混凝土0引言近年来随着人们对住宅,特别是小高层及多层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露构件,普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。
于是经过不断的实践和改进,以异型柱和剪力墙为基础,并吸取框架的优点,逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系。
“短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系,只不过是采用较短的剪力墙肢。
短肢剪力墙结构将传统的剪力墙方案合理地减少墙体用量,在结构上采用开洞使之成为短肢剪力墙,然后再用轻质墙体材料作为填充。
作为框架和全剪力墙结构之间的一种过度型结构,短肢剪力墙结构体系与框架结构相比也具有更多适用于高层住宅的特点。
这样的结构形式能使建筑取得较好的经济效果和建筑功能效果。
1剪力墙各面的承载力问题1.1短肢剪力墙正截面极限承载力钢筋混凝土短肢剪力墙以承受轴向压力N为主,同时承受剪力V和弯矩M等内力作用。
在构件设计时,需要计算轴向压力N以及弯矩M的共同作用下的正截面和弯矩M、剪力V和轴向压力N的共同作用下的斜截面极限承载能力。
1.1.1全过程分析方法目前,钢筋混凝土短肢剪力墙正截面极限承载力计算多采用构件截面分析的一般方法一全过程分析方法。
全过程分析方法能够反映材料的非线性应力一应变关系,把构件从受荷开始直到破坏的各阶段的应力、内力及变形计算贯通起来,求出工程中需要的构件若干特征值。
全过程分析不考虑构件剪切刚度,剪应力不影响截面的正应力分布。
压弯构件的正截面极限承载力也可以采用全过程分析方法求解。
1.1.2轴心受压短肢剪力墙正截面承载力计算问题根据轴向力位置的不同,“T”形截面短肢剪力墙可分为轴心受压与偏心受压,当轴向力的偏心距等于零,或者换言之,在一般偏心受压柱承受M,N的作用,如果M=0,即为轴心受压柱,所以,实际上轴心受压柱也可视为偏心受压柱当M=0的特例。
短肢剪力墙结构的受力性能与设计要点摘要:短肢剪力墙结构是近年来发展迅速的一种新型结构形式,具有空间大、自重轻、布置灵活等优点,广泛应用于高层建筑当中。
本文结合笔者多年实践经验,简要介绍了短肢剪力墙结构的特点,重点针对短肢剪力墙结构的受力情况及设计要求进行分析,为短肢剪力墙结构的应用提供借鉴。
关键词:短肢剪力墙;判定;受力分析;抗震随着我国经济建设发展速度的加快,高层建筑的数量日益增加。
人们对建筑的使用功能、面积和房间组合等提出较高要求,传统的框架结构和剪力墙结构已无法满足当前高层建筑的需要。
短肢剪力墙结构作为一种新型的结构形式,能够满足各种建筑物建设的需要。
它吸收了原有剪力墙结构的特点和框架结构的优点,与传统的剪力墙结构相比较,短肢剪力墙结构具有更好的经济性、且结构布置灵活,同时它的抗侧向变形性能好,可适应更高的建筑高度。
但是,短肢剪力墙结构的实际应用时间不长,关于结构的受力性能、抗震性能和破坏性态等方面的研究还不够深入。
因此,分析短肢剪力墙结构的受力情况和设计方法,提高短时剪力墙结构的可靠性,确保该结构能安全应用于工程当中显得很有必要。
1短肢剪力墙结构体系简介短肢剪力墙结构体系便于利用中部竖向交通区形成较为完整的筒体,外围布置短肢剪力墙保持墙面平整,墙肢布置灵活,同时降低了建筑结构的混凝土用量,为此,应用较为广泛。
短肢剪力墙结构体系具有以下特点:1)竖向构件的布置可结合建筑平面,布置在隔墙位置处。
如中心竖向交通区可处理成筒体或短肢剪力墙,基本不会与建筑使用功能相冲突,底部能与商场等服务用房相结合。
2)墙的多少和墙肢长短主要视抗侧力的需要而定,布置灵活,还可通过不同的尺寸和布置调整刚度和刚心的位置。
可供选择的方案较多,较易处理楼盖的支承。
3)连结各墙的梁,亦随墙肢位置而位于间隔墙竖平面内,属于隐蔽型的。
4)利用部分轻质砌体代替剪力墙,房屋总重量可以减轻,加快施工速度,还可减轻地震时结构所受的地震作用。
钢筋混凝土短肢剪力墙结构问题浅析摘要:本文就钢筋混泥土断肢剪力墙结构的判别、设计、制作、施工等问题进行详细阐述和分析,鉴于短肢剪力墙结构抗震性能较差,根据工程实例中遇到的一些常见的质量和安全问题展开讨论,并提出改进意见。
关键词:短肢剪力墙;异形柱结构;底部楼层一、短肢剪力墙结构的判别该某住宅楼的钢筋混凝土短肢剪力墙结构,地上20层,地下1层,层1高为4.5m,层2~20为标准层,层高为3m,结构标准层平面见图1~3,工程位于7度(0•10g)抗震设防区,场地类别为Ⅱ类。
关于短肢剪力墙结构的定义,目前有如下三种不同的判别方法:第一种方法是依据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)[1](简称《高规》)7•1•2条“注”解释,短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙,一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙,但《高规》对短肢剪力墙结构没有做很明确的定义,一般认为短肢剪力墙结构是指短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩达到结构总底部地震倾覆力矩的40%~50%的剪力墙结构;第二种方法是根据《北京市建筑设计技术细则(结构专业)》[2](简称《技术细则》)5•5•5条规定,当由短肢剪力墙负荷的楼面面积与全部楼面面积的比值超过50%时,应定义为短肢剪力墙结构;第三种方法是依据《广东省实施〈高层建筑混凝土结构技术规程〉(JGJ3—2002)补充规定》[3](简称《高规补充规定》)3•2•3条剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8时为短肢剪力墙,3•2•4条还定义短肢剪力墙结构是指短肢墙的截面面积占剪力墙总截面面积50%以上的剪力墙结构。
本文就钢筋混泥土断肢剪力墙结构的判别、设计、制作、施工等问题进行详细阐述和分析,鉴于短肢剪力墙结构抗震性能较差,根据工程实例中遇到的一些常见的质量和安全问题展开讨论,并提出改进意见。
广东科技2008.06.总第189期住宅建筑中短肢剪力墙的结构设计问题分析□刘娟1短肢剪力墙优点及应用钢筋混凝土短肢剪力墙是近年来在我国兴起的一种新型的抗侧力构件。
新《高层建筑混凝土结构技术规程》对短肢剪力墙的定义为:墙肢截面高厚比为5 ̄8的剪力墙。
与普通的剪力墙相比,短肢剪力墙结构体系具有以下特点:(1)布置灵活,容易满足建筑功能,尤其适用于建造11 ̄20层的小高层住宅,且造价相对于普通的剪力墙结构要低。
(2)可以开较大的洞口,结构自重较轻。
故侧移则刚度较小、结构柔,地震作用较小;建筑上可以获得良好的采光与通风效果。
(3)短肢剪力墙一般为高剪力墙,故水平荷载作用下墙体的破坏一般都呈弯曲型,同时连梁的跨度比大,故连梁的破坏也呈弯曲型。
所以短肢剪力墙具有较好的延性。
随着我国这几年的房地产产业的兴起,由于短肢剪力墙的具有以上这些特点,这些年这种结构体系也得到了越来越多的应用,目前建造的20层以下的小高层住宅有很多都采用了短肢剪力墙结构。
由于《高层建筑混凝土结构技术规程》规定不得全部采用短肢墙,故通常都是利用中部的紧身交通区设置较多的普通剪力墙或筒体,而其它部分则根据建筑的要求布置短肢墙。
2短肢剪力墙的受力特点目前,对于短肢剪力墙为何定义为墙肢高度比为5 ̄8的剪力墙并没有明确说明理由。
事实上,短肢剪力墙介于联肢墙与异形框架柱之间,它属于联肢墙的一种界限情况,与一般的联肢墙相比,它的墙肢截面高度要短一些,但它仍属于剪力墙的范畴。
下面以双肢墙为例来说明短肢剪力墙的受力特点。
它由两个T形截面的墙肢和一系列连梁组成的联肢墙。
设水平荷载在离墙底为Z的高度处产生的弯矩为M,由平衡条件知:M=M1+M2+Nl式中:M1、M2分别为离墙底高度为Z的水平截面上,由墙肢1、2单独承担的变矩,它使单个墙肢截面产生弯曲,称为局部弯矩;N为该处墙肢截面的轴向力;L为两墙肢截面形心之间的距离L=L1+L2。
显然NL表示由两个墙肢整体工作的组合截面所承担的弯矩,它使组合截面产生弯曲,其中一个墙肢受拉,另一个墙肢受压,因此将NL称为整体弯矩。
具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的分析和设计随着现代社会对居住品质的要求越来越高,短肢剪力墙在高层建筑中频繁出现;其受力特点介于异形柱与普通剪力墙之间。
新版《高规》对其形状、厚度、轴压比、配筋率及结构适用高度都作了详细规定。
本文针对短肢剪力墙进行详细论述,以供工程设计人员参考。
标签:短肢剪力墙;弯曲变形;抗震加强;延性1 前言随着《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的实施,10版规程对应02版規程对短肢剪力墙的定义及相关规定做了较大的修订。
短肢剪力墙是压弯构件,一般出现在多层和高层住宅建筑中,但它与普通剪力墙受力略有不同,其沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点,受力特点接近异形柱,同时它又承担较大轴力与剪力,因此受力比较复杂,需在构造措施及内力调整上进行合理设计,并加强对计算结果正确性的判断,特别需要注重概念设计,已保证结构的整体性,使结构能可靠地发挥非弹性延性变形能力。
本文依据新版《高规》简要的分析短肢剪力墙的受力特点、应用范围、抗震加强及设计原则,以供同行参考。
2 “短肢剪力墙”的判定原则短肢剪力墙是指墙肢截面厚度不大于300mm,各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
当墙肢的截面高度与厚度之比不小于3且不大于4时,宜按框架柱进行截面设计;当墙肢的截面高度与厚度之比小于3时,应按框架柱进行截面设计;当墙肢的截面高度与厚度之比大于8时,应按普通剪力墙进行截面设计。
定义详下(注H为截面高度,B为截面宽度)。
单肢截面:普通柱:1≤H/B≤4;短肢剪力墙:48。
多肢截面(2肢或2肢以上):异形柱:各肢均满足1≤H/B≤4;短肢剪力墙:各肢均满足1≤H/B≤8,至少有1肢应该满足48,其余各肢长宽比不限。
短肢剪力墙常见形状:“一”字型、“L”型、“T”字型、“十”字型、“Z”字型等,其布置的主要原则是结合住宅建筑的功能及平面,利用分隔墙位置来布置,使其与建筑本身完美结合。