某百年住宅的剪力墙平面外受力性能研究
剪力墙结构体系的受力及变形特点
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建筑结构设计中剪力墙结构受力分析
建筑结构设计中剪力墙结构受力分析摘要: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。
若剪力墙结构与梁体结构直接连接,很可能出现平面外弯矩增加的状况。
剪力墙结构设计应该注重平面外刚度、承载力的计算和验算,确保验算结果与剪力墙承载的实际要求一致,若没有经过精确的计算贸然连接墙体,则很可能为整个建筑留下安全隐患。
防止平面外连接隐患是剪力墙结构设计的重要原则,若特殊情况难以避免,应该在保障建筑质量的前提下,按照相关的要求和规定设计加固措施,进而提升剪力墙平面外的稳固性。
剪力墙在各类建筑结构中的抗震性能验证
剪力墙在各类建筑结构中的抗震性能验证剪力墙的作用和原理剪力墙是一种用于抵抗水平荷载和提高建筑抗震性能的结构体系。
它是由墙体和柱、梁等构件组合而成的一个整体,能够通过承担侧向荷载来减小建筑结构的变形和振动,提高结构的整体刚度和稳定性。
剪力墙的作用是通过承担横向荷载来分担结构的侧向切向力,减小结构的位移和变形,从而提高建筑的抗震性能。
具体而言,它可以通过剪切、压、拉等不同的荷载方式来抵抗地震引起的水平力,使结构在地震作用下保持较小的变形。
剪力墙的抗震性能验证方法剪力墙在各类建筑结构中的抗震性能可以通过多种方法进行验证和评估。
以下是常用的几种验证方法:1. 试验验证利用试验方法对剪力墙进行抗震性能验证是一种直观和可靠的方式。
试验可以在实验室环境下进行,也可以在现场进行。
通过加载不同的水平荷载,观察剪力墙的位移、变形和破坏情况,可以得到剪力墙在地震作用下的性能参数和抗震性能等级。
2. 数值模拟验证数值模拟是一种基于计算机模型的方法,通过建立剪力墙的数学模型,模拟地震作用下的响应,可以评估剪力墙的抗震性能。
常用的数值模拟方法包括有限元法、离散元法等。
通过调整材料参数、几何形状等参数,可以对不同条件下的剪力墙进行模拟分析,并评估其抗震性能。
3. 理论推导和分析通过理论推导和分析的方法,可以从力学原理出发,推导出剪力墙在地震作用下的力学特性和抗震性能。
例如,可以通过平衡方程、弹性力学理论等,分析剪力墙的受力情况、位移、变形等。
通过与设计规范、实测数据进行比对,可以验证剪力墙的抗震性能。
剪力墙在不同建筑结构中的抗震性能验证剪力墙在不同建筑结构中的抗震性能也是需要进行验证的。
不同类型的建筑结构,如钢结构、混凝土结构、砖混结构等,其剪力墙的抗震性能可能有所差异。
以下是针对不同建筑结构类型的剪力墙抗震性能验证的一些关键点:1. 钢结构中的剪力墙在钢结构中,剪力墙通常由钢板、支撑结构和剪力墙本身组成。
钢结构剪力墙的抗震性能可以通过试验和数值模拟进行验证。
剪力墙的性能与设计分析
剪力墙的性能与设计分析引言剪力墙是一种常见的结构体系,被广泛应用于建筑工程中,特别是在抗震设计中起到了至关重要的作用。
本文将对剪力墙的性能和设计进行全面分析,旨在帮助读者更深入地了解和掌握剪力墙的基本原理和设计要点。
1. 剪力墙的基本原理剪力墙是一种以墙体作为主要承载结构的构件,通过墙板的抗剪能力来提高建筑物的整体刚度和抗震性能。
其基本原理可概括如下: - 剪力墙通过将水平力沿墙体转化为剪力的方式来吸收和承担地震力; - 剪力墙通过其尺寸、位置和分布来控制结构的振动模态,从而影响结构的整体刚度和抗震性能; - 剪力墙的厚度、配筋和混凝土强度等参数会直接影响其抗剪能力和承载性能。
2. 剪力墙的设计要点在设计剪力墙时,需要考虑以下几个关键要点: - 剪力墙的布置应在结构平面上呈均匀分布,从而保证结构的整体刚性分布均匀; - 剪力墙的位置应合理选择,通常应位于建筑物的重要部位和易发生裂缝的部位,如建筑物的角部和跨越的开间;- 剪力墙的宽度和高度应满足抗剪和承载的要求,通常在设计中需要进行抗剪核算和约束等计算; - 剪力墙的配筋应符合规范要求,并考虑到受力状况和裂缝宽度的控制,采用合适的纵向和箍筋布置方式。
3. 剪力墙的性能分析剪力墙的性能分析是对其抗震性能进行评估和验证的过程,通常可以通过以下几个方面进行分析: - 剪力墙的承载力分析:通过分析剪力墙的受力情况,可以确定其承载力是否满足设计要求; - 剪力墙的刚度分析:通过分析剪力墙的刚度,可以评估其在地震荷载下的变形性能; - 剪力墙的稳定性分析:通过分析剪力墙的稳定性,可以确定墙体在地震作用下是否会出现失稳破坏。
4. 剪力墙的设计案例为了更好地说明剪力墙的设计过程和原理,下面给出一个简化的剪力墙设计案例: - 建筑物平面尺寸:20m × 20m; - 建筑物高度:5层,每层高度为3m; - 使用剪力墙作为主要的抗震结构体系; - 根据地震区位、场地类别和设计参数等确定剪力墙的设计参数; - 根据设计参数计算剪力墙的尺寸和配筋,并进行校核和优化。
剪力墙的受力分析
剪力墙的受力分析剪力墙所承受的竖向荷载,一般是结构自重和楼面荷载,通过楼面传递到剪力墙。
竖向荷载除了在连梁(门窗洞口上的梁)内产生弯矩以外,在墙肢内主要产生轴力。
可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。
在水平荷载作用下,剪力墙受力分析实际上是二维平面问题,精确计算应该按照平面问题进行求解。
可以借助于计算机,用有限元方法进行计算。
计算精度高,但工作量较大。
在工程设计中,可以根据不同类型剪力墙的受力特点,进行简化计算。
1.整体墙和小开口整体墙在水平力的作用下,整体墙类似于一悬臂柱,可以按照悬臂构件来计算整体墙的截面弯矩和剪力。
小开口整体墙,由于洞口的影响,墙肢间应力分布不再是直线,但偏离不大。
可以在整体墙计算方法的基础上加以修正。
2.连肢墙连肢墙是由一系列连梁约束的墙肢组成,可以采用连续化方法近似计算。
壁式框架可以简化为带刚域的框架,用改进的反弯点法进行计算。
3.框支剪力墙和开有不规则洞口的剪力墙此两类剪力墙比较复杂,最好采用有限元法借助于计算机进行计算。
其计算判断过程是由整体参数来判断的有关计算方法有那些注意的问题,希望大家展开讨论. 还有个比较重要而且需要进一步理解的概念是:协同工作原理基本的原理是这样的:框架结构和剪力墙结构,两种结构体系在水平荷载下的变形规律是完全不相同的。
框架的侧移曲线是剪切型,曲线凹向原始位置;而剪力墙的侧移曲线是弯曲型,曲线凸向原始位置。
在框架—剪力墙(以下简称框-剪)结构中,由于楼盖在自身平面内刚度很大,在同一高度处框架、剪力墙的侧移基本相同。
这使得框—剪结构的侧移曲线既不是剪切型,也不是弯曲型,而是一种弯、剪混合型,简称弯剪型。
在结构底部,框架将把剪力墙向右拉;在结构顶部,框架将把剪力墙向左推。
因而,框—剪结构底部侧移比纯框架结构的侧移要小一些,比纯剪力墙结构的侧移要大一些;其顶部侧移则正好相反。
框架和剪力墙在共同承担外部荷载的同时,二者之间为保持变形协调还存在着相互作用。
剪力墙的力学性能与力学计算方法
剪力墙的力学性能与力学计算方法1. 引言剪力墙是一种常见的结构构件,主要用于提供建筑物的抗剪和抗扭刚度,提高建筑的整体稳定性和抗震性能。
了解剪力墙的力学性能以及力学计算方法对于结构设计和施工至关重要。
本文将介绍剪力墙的力学性能及其计算方法。
2. 剪力墙的力学性能剪力墙的力学性能主要包括刚度、强度和承载力等方面的指标。
2.1 刚度剪力墙的刚度是指其对剪切力和扭矩的抵抗能力。
刚度越高,其在受力时的变形越小。
剪力墙的刚度与其截面形状、尺寸以及墙体材料的弹性模量等相关。
2.2 强度剪力墙的强度是指其承受剪切力和扭矩的能力。
强度越高,剪力墙的承载能力越大。
剪力墙的强度与其截面形状、尺寸以及墙体材料的抗剪强度等有关。
2.3 承载力剪力墙的承载力是指其能够承受的最大荷载。
承载力由剪切强度、扭转强度和侧向弯曲强度等多个因素共同决定。
3. 力学计算方法剪力墙的力学计算方法主要包括两种:基于经验公式的计算方法和基于结构力学理论的计算方法。
3.1 基于经验公式的计算方法基于经验公式的计算方法是根据统计数据和实际工程经验得出的一种精简计算方法。
这种方法快速简便,适用于一般情况下的设计。
常用的经验公式包括走廊法、强度法和刚度法等。
走廊法将剪力墙的承载力与墙体刚度结合考虑,给出了剪力墙的承载力计算公式。
强度法则主要考虑剪力墙的抗剪强度,通过公式计算得出其承载力。
刚度法是基于剪力墙的刚度与承载力之间的关系,通过公式计算得出剪力墙的总刚度和承载力。
3.2 基于结构力学理论的计算方法基于结构力学理论的计算方法是基于剪力墙的内力平衡以及弯曲理论进行分析计算的方法。
这种方法准确性较高,适用于复杂情况下的设计。
常用的结构力学理论包括梁理论、板理论和弯曲强度理论等。
通过这些理论,可以计算得出剪力墙在受力情况下的内力分布和变形情况,从而确定其承载力。
4.剪力墙作为一种重要的结构构件,在建筑设计和施工中起到了关键作用。
了解剪力墙的力学性能以及力学计算方法对于设计者和工程师来说至关重要。
叠合板-剪力墙节点面内外受力性能研究
叠合板-剪力墙节点面内外受力性能研究摘要:针对叠合板式结构体系的墙-板节点的受力性能开展试验,对试件面内施加水平往复荷载作用,面外单调荷载作用,对比叠合板式剪力墙板节点与全现浇式破坏特征及受力性能的异同,研究叠合板式剪力墙板节点的受力性能。
研究结果表明:两种形式结构体系节点面内均以弯剪破坏为主,极限承载力相差约10%,延性均大于2.8,刚度退化趋势几乎吻合;面外叠合板节点体系初始刚度更高,延性略低,可以认为叠合板式剪力墙板节点具有与全现浇式几乎相同的受力性能。
关键词:叠合板剪力墙-板;位移-荷载曲线;受力性能;承载能力中图分类号:TU375文献标识码:AAnalysis of Forceperformance of the middle node of superimposed concrete wall panelsZHANG Fang(CHANGJIANG JINGGONG STEEL STRUCTURE(GROUP)CO.,LTD,ANhui Liuan 237161)Abstract:The article used experimental research on the force performance of the wall panel joints at the building floor of the laminated slab structure. Under the horizontal reciprocating load or monotonic load, compare the similarities and differences of thefailure characteristics and mechanical properties of the laminated plate shear wall joints and the cast-in-place type. The research results show that: the bearing capacity of structural systems is about 10% different, the ductility is both greater than 2.8, and the energy dissipation capacity is almost the same. The shear wall joints have almost the same force performance as the fully cast-in-place type.Key words:superimposed concrete wall panel;displacement-load curve;force performance;carrying capacity0引言叠合构件整浇后各各部件间的整体性能是装配过程中的核心问题,整体性提升需要完善各部件间的连接处受力性能薄弱的问题。
剪力墙承受高层楼房风荷载的研究及分析
剪力墙承受高层楼房风荷载的研究及分析1. 引言剪力墙是目前在高层楼房结构中常用的一种结构形式,它能够有效地承受风荷载和地震力,提高建筑物的整体稳定性。
本文将对剪力墙在承受高层楼房风荷载方面进行研究和分析,探讨其在结构设计中的应用及优势。
2. 剪力墙的定义及特点剪力墙是靠墙自身的刚度来承担荷载的宽厚墙体结构。
它的特点主要体现在以下几个方面:•高刚度:剪力墙具有较高的刚度,能够承受较大的外部荷载,提高建筑物的整体抗力。
•良好的延性:剪力墙能够在一定程度上吸收能量,在地震等荷载作用下发挥保护结构的作用。
•布置灵活:剪力墙的布置相对灵活,可以适应不同建筑结构的需要。
3. 剪力墙在高层楼房结构中的应用剪力墙在高层楼房结构中的应用非常广泛。
通过合理的布置剪力墙,可以提高整个建筑结构的抗风能力,增加建筑物在高风区的稳固性。
在高层楼房结构设计中,剪力墙通常布置在建筑的主要承载墙体上,以承受水平风荷载和地震力。
剪力墙与框架结构的联合使用,能够更好地吸收和分散荷载,提高建筑物的结构整体性能。
在剪力墙的布置中,需要考虑建筑物的结构特点和空间布局,以及风荷载的作用方向和大小。
通常,剪力墙的布置应满足以下几个原则:•布置在建筑物的主要承重墙体上;•布置在建筑物的设备核心区域,以提供更好的结构稳定性;•布置在建筑物的角部,以增加承载能力和稳定性。
4. 剪力墙结构的风荷载分析剪力墙结构在承受风荷载时,需要进行相应的风荷载分析。
具体的分析方法常采用风荷载规范进行计算,并考虑结构的风荷载分布、横向力分配和风向效应等因素。
在风荷载分析中,需要确定剪力墙的受力情况、承载能力和变形性能。
通过对剪力墙结构的风荷载分析,可以确定合理的结构参数和布置方案,提高结构的安全性和稳定性。
5. 剪力墙结构的优势和不足剪力墙结构在承受高层楼房风荷载方面具有以下优势:•高抗风性能:剪力墙能够有效地承受风荷载的作用,提高建筑物的整体抗风能力。
•空间利用率高:剪力墙的布置相对灵活,可以适应不同建筑结构的需要,提高建筑物的空间利用率。
剪力墙的力学性能与结构优化分析
剪力墙的力学性能与结构优化分析1. 引言剪力墙是一种常用于建筑结构中的重要承载构件。
它具有较高的刚度和抗侧移能力,可有效抵抗地震和风载等外部荷载。
在建筑设计中,剪力墙的力学性能和结构优化分析是非常重要的课题。
本文将介绍剪力墙的力学性能及其结构优化分析的相关内容。
2. 剪力墙的力学性能剪力墙作为一种承载构件,在受到外部荷载时会发生变形和受力。
了解剪力墙的力学性能可以帮助工程师设计更安全、稳定和经济合理的建筑结构。
2.1 剪力墙的刚度剪力墙具有较高的刚度,即在受到荷载作用时,剪力墙的变形较小。
剪力墙的刚度取决于墙体材料的特性、墙体的几何形状和剪力墙的连接方式等因素。
2.2 剪力墙的抗侧移能力剪力墙相对于其它承载构件具有较好的抗侧移能力,即可以有效阻止建筑结构在地震或风灾等外部荷载作用下的侧移。
剪力墙的抗侧移能力取决于墙体材料的强度、墙体的厚度和剪力墙的布置等因素。
2.3 剪力墙的承载能力剪力墙能够承受来自外部荷载的压力和剪力,其承载能力直接影响到建筑结构的安全性。
剪力墙的承载能力与墙体材料的强度、墙体的几何形状、剪力墙的厚度和布置等因素密切相关。
3. 剪力墙的结构优化分析3.1 结构优化目标在剪力墙的设计过程中,结构优化是一个重要的环节。
其目标是寻求最优的结构方案,使剪力墙在满足安全性和稳定性的前提下,尽可能节省材料和成本。
3.2 结构优化方法结构优化方法可以分为传统的手工优化和基于计算机的优化方法两种。
3.2.1 手工优化手工优化是指工程师通过经验和计算手段对剪力墙的结构进行优化调整。
这种方法依赖于工程师的经验和专业知识,相对简单但耗时较长,无法全面考虑各种因素对结构性能的影响。
3.2.2 基于计算机的优化基于计算机的优化方法使用数值模拟和优化算法,通过计算机软件对剪力墙进行结构优化。
这种方法可以全面考虑各种因素的影响,并进行多次迭代计算,快速找到最优的结构方案。
3.3 结构优化参数在剪力墙的结构优化分析中,需要考虑的参数包括剪力墙的厚度、高度、长度、布置间距等。
剪力墙结构受力特点和设计的若干建议分析
剪力墙结构受力特点和设计的若干建议分析剪力墙是现代建筑结构中常用的一种结构形式,它起始于20世纪初期,经过多年的发展与完善,目前已经成为了一种广泛应用的结构形式。
作为一种抗震性能较高的结构形式,剪力墙的受力特点和设计需要我们重点关注。
本文将对剪力墙结构受力特点和设计的若干建议进行详细分析。
一、剪力墙结构的受力特点1. 剪力墙具有很高的刚度和强度。
剪力墙的结构设计较为简单,主要通过墙壁的强度和刚度来承载荷载和抵御地震力,因此其刚度和强度非常高。
在抗震设计中,可以采用剪力墙结构来提高建筑的承载能力。
2. 剪力墙主要受到横向荷载的作用。
一个地震波对建筑物的影响主要是水平方向上的地震荷载。
因此,在设计剪力墙结构时,需要重点考虑墙体在水平方向上的受力情况,以确保结构的抗震性能。
3. 剪力墙具有局部破坏性。
由于剪力墙主要是通过墙壁的强度和刚度来承载荷载和抵御地震力,因此在发生地震等极端情况时,其局部区域可能会出现破坏。
这也是设计时需要考虑到的一些重要因素。
二、剪力墙结构的设计建议1. 合理设置剪力墙的位置。
在设计剪力墙结构时,需要合理设置墙体的位置,并结合建筑物的空间布局、结构形式等因素一起考虑。
一般来说,剪力墙应该在建筑物的中心位置或压线位置,以保证建筑物的水平稳定性和抗震性能。
2. 增加剪力墙的厚度和高度。
为了提高剪力墙的受力性能,在设计时可以增加墙体的厚度和高度。
一般来说,墙壁的厚度越大,其受力性能就越好,但同时也会增加工程的建设难度和投资成本。
3. 采用预制剪力墙结构。
为了提高建设速度和质量,可以采用预制剪力墙结构,预先生产好的剪力墙直接组装安装,而不需要现场砌筑。
这样可以大大缩短工期,减少人员和材料的浪费,同时也提高了工程的质量和安全性。
4. 在剪力墙结构中加入柱板系统。
为了进一步提高剪力墙的受力性能,可以考虑在结构中加入柱板系统。
柱板系统是一种能够增加结构刚度和强度的结构形式,可以通过合理的设计和配合,提高剪力墙的抗震性能。
百年住宅的实用性分析
百年住宅的实用性分析摘要:住宅建设属于民生工程,与百姓生活息息相关,虽然住宅设计年限为70年,但实际由于各种原因,往往未达到设计的年限,住宅就已基本不再适合居住。
若政府无财力出新和加固,此类住宅不但面临着严峻的安全问题,每年都有老旧小区因墙皮脱落或者消防车不能及时到达等而引起伤亡的报道,并且对资源也是浪费。
2030年实现前碳达峰、2060年实现前碳中和是我国在2021年向世界作出的庄严承诺,也将会是一场广泛而深刻的社会经济变革,百年住宅也将有利于我国降低能耗,实现承诺。
关键词:百年住宅;经济性;耐久性我国经济之前长期处于粗放发展阶段,GDP持续高速增长,但是建立在高耗能、高污染的基础上,据不完全统计,建筑能耗占全国整体能耗的40%左右,建筑相关环节的碳排放占全国整体排放量的35%左右,与此同时,还产生大量垃圾污染环境,考虑到建筑行业的可持续发展,百年住宅最早是由日本提出,2010年在住建部的指导下,召开了中日百年住宅建设高峰论坛,论坛中首次明确提出了百年住宅的概念,中日专家分别对目前建筑存在问题、百年住宅要求以及百年住宅在日本取得的进展等进行了报告。
我国百年住宅的研究经过了从2010年到2022年十余年发展,取得一定成就。
本文结合国内住宅面临急需解决的问题为出发点,从材料选择、荷载计算、受力分析和构造做法等方面对百年住宅进行初探。
1百年住宅对材料和荷载的基本要求可持续发展追求人类的发展与环境保护相互协调,最早是1980年提出,因为之前人类经历了三大革命:工业革命、电子革命、信息革命,全球人口激增,生活水平显著提升,但环境污染和破坏也不可忽略,有的破坏甚至是永久性、不可恢复的。
进入21世纪后,可持续发展逐步成为社会的共识,百年住宅即为可持续发展在房地产的具化,百年住宅与传统普通住宅的主要区别如下:以上可以归纳出百年住宅的四大特点:(1)建设产业化:使用装配式技术体系,如装配式建筑、装配式装修;(2)建筑长寿化:延长住宅的使用时间,设计年限需达到100年,以满足全家庭在全生命周期使用的需求;(3)品质优良化:减少普通住宅存在的质量通病,提升居住品质;(4)绿色低碳化:节地、节能、节材、节水和环保,实现低碳环保。
剪力墙设计中影响结构性能的关键因素及其分析
剪力墙设计中影响结构性能的关键因素及其分析剪力墙是一种常用的抗剪结构体系,广泛应用于建筑物中以提供抗侧风和地震力的性能。
在剪力墙设计中,存在诸多影响结构性能的关键因素。
深入分析这些因素能够帮助工程师在设计过程中更好地考虑结构的强度、刚度、稳定性等方面,从而确保剪力墙系统的安全性和可靠性。
1. 剪力墙的布置和数量剪力墙的布置和数量直接影响整体结构的刚度和稳定性。
剪力墙的正确布置可有效储存和传递水平力,从而减小结构的位移响应。
合理的剪力墙数量能够平衡结构的剪力传递,防止特定局部区域的过度应力集中。
2. 剪力墙的截面形状和尺寸剪力墙的截面形状和尺寸对结构的强度和刚度起着重要作用。
剪力墙截面形状的选择包括矩形、T形和L形等。
在选择截面形状时需要考虑正截面面积、剪切厚度比、厚度变化等因素。
此外,剪力墙的尺寸(高度、厚度)也需要根据设计荷载和结构要求进行合理选择。
3. 剪力墙的材料和材料性能剪力墙材料的选择和性能直接关系到结构的可靠性和耐久性。
常见的材料包括钢筋混凝土、预应力混凝土和钢结构等。
在选择材料时需要考虑抗弯强度、抗折强度、抗剪强度、抗压强度等方面的性能指标,以满足设计要求和安全系数。
4. 剪力墙与其他结构构件的连接方式剪力墙与其他结构构件(如梁、柱)的连接方式对结构的整体性能具有重要影响。
连接方式应能够提供足够的刚度和强度,以确保剪力墙和其他构件之间的协同工作。
常见的连接方式包括焊接、螺栓连接、键连接等。
5. 剪力墙的边缘条件和支承形式剪力墙的边缘条件和支承形式对结构的变形和稳定性起着重要作用。
边缘条件和支承形式应能够合理地约束剪力墙的变形,防止出现剪力墙的失稳或局部破坏现象。
常见的边缘条件包括固定边缘、铰支边缘和弹性边缘等。
6. 剪力墙开洞和构造缝剪力墙的开洞和构造缝的设置会影响结构的整体刚度和强度。
开洞的位置和尺寸应根据设计要求进行合理选择,以避免对结构性能产生不利影响。
构造缝的设置能够提供更好的抗震性能和可维修性,但需合理设置缝宽、缝布置和缝密度等参数。
钢筋混凝土剪力墙平面外稳定问题的有限元分析
钢筋混凝土剪力墙平面外稳定问题的有限元分析范凌峰,朱召泉河海大学土木工程系,南京 (210098)E-mail:power8398@摘 要:钢筋混凝土剪力墙作为一种合理有效的抗侧力构件形式,在工程中得到了广泛的应用。
但在其墙身平面外抗侧刚度的性能研究还不够深入。
本文利用非线性有限元分析方法对某整体剪力墙进行了弹塑性分析,研究了剪力墙厚度、体积配筋率以及边缘构件的影响,并对工程设计提出了建议。
关键词:剪力墙,平面外,稳定,有限元1.引言剪力墙结构是用于承受竖向荷载和抵抗侧向力的结构,也称为抗震墙结构,整体性好,承载力及侧向刚度大。
结构设计时,剪力墙按平面构件考虑,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,一般不考虑剪力墙平面外的承载力和刚度。
但是在有些大空间结构中,楼板的跨度较大,在支承剪力墙处作用的弯矩很大,且上部传下很大的竖向荷载,此时剪力墙类似一压弯构件。
当剪力墙厚度很薄时,剪力墙可能出现平面外失稳的问题。
本文利用非线性有限元分析方法对某底层整体剪力墙进行了弹塑性分析,研究了剪力墙厚度、体积配筋率以及边缘构件的影响,并对工程设计提出了建议[1]。
2.有限元模型某16层剪力墙结构,底层层高3200mm,单片墙墙肢跨度为4200mm。
采用C30级混凝土,墙肢的分布钢筋采用HPB235级钢筋。
剪力墙承受上部传来恒定的轴压力N=500kN,弯矩由二层楼板作用产生,通过逐级施加弯矩M来分析剪力墙的平面外失稳情况。
利用通用有限元分析软件ANSYS建立有限元分析模型。
取单片剪力墙(见图1),跨长为4200mm,高为3200mm,厚度为t。
采用了三维8节点等参元SOLID65,钢筋混凝土剪力墙有限元模型采用整体式模型,将钢筋分布于剪力墙单元中。
假设混凝土和剪力墙纵横向分布钢筋粘结很好,并将单元视为连续均匀材料。
混凝土采用William-Warnke五参数强度模型失效准则。
分布钢筋分析时简化为理想弹塑性模型,采用Von Mises屈服准则,为双线性各向同性硬化材料。
暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响研究的开题报告
暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响研究的开题报告一、选题背景和意义剪力墙作为一种常见的结构体系,在抗震性能方面有着重要的作用。
而剪力墙平面外的受力性能主要由墙体本身的抗弯刚度以及钢筋的配筋方式等因素决定。
然而,在实际建筑中,墙体上常常存在着各种嵌入物或设备,如空调室外机、管道、电梯机房等,这些因素会对墙体的受力性能产生影响。
其中,暗柱是一种比较常见的嵌入物,它通常用于支撑上部楼层的悬挑部分或者作为轴力支撑。
因此,研究暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响将有助于提高剪力墙的抗震性能,并为设计提供参考。
二、研究目标本研究的目标是研究暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响,并探究其影响程度。
具体目标如下:1. 研究暗柱的位置、形状、大小等因素对剪力墙平面外受力性能的影响。
2. 研究暗柱与剪力墙的连接形式对平面外受力性能的影响。
3. 对不同条件下的剪力墙进行仿真分析,研究暗柱对剪力墙平面外受力性能的具体影响程度。
三、研究方法和步骤本研究将采用以下方法和步骤:1. 文献研究:查阅有关剪力墙平面外受力性能和暗柱等方面的文献资料,了解相关知识和研究现状。
2. 建立数值模型:采用有限元软件建立剪力墙数值模型,考虑不同条件下暗柱的影响,并进行仿真分析。
3. 参数分析:设定不同参数条件,分别进行仿真分析,并比较分析结果,探究暗柱对剪力墙平面外受力性能的具体影响。
4. 结果分析:分析仿真结果,总结暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响规律和程度。
四、预期结果与创新点通过以上方法和步骤,本研究预计得到以下结果:1. 探究暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响规律和程度,为剪力墙的抗震设计提供参考。
2. 提出一种优化的暗柱设计方案,提高剪力墙的平面外受力性能。
此外,本研究的创新点主要体现在以下两方面:1. 对于剪力墙平面外受力性能的研究,现有研究大多仅关注墙体本身的抗弯刚度和钢筋的配筋方式等因素,较少考虑墙体中的嵌入物对平面外受力性能的影响。
本研究将把重点放在嵌入物方面,探究暗柱对剪力墙平面外受力性能的影响。
高层建筑剪力墙力学性能的研究
高层建筑剪力墙力学性能的研究摘要:本文就高层建筑结构设计中端部暗柱对剪力墙整体刚度的影响问题加以探讨,并建立了有限元计算模型,对剪力墙进行全程受力分析。
针对四结点矩形单元,用MATLAB语言编写了剪力墙有限元分析程序。
分析计算了风载作用下的剪力墙侧移和端部暗柱刚度不同的情况下剪力墙侧移,得到了剪力墙刚度对端部暗柱刚度变化的反应机理。
本文分别应用该程序与简化计算法及通用有限元软件ANSYS对某十层高层建筑剪力墙结构体系进行有限元建模对比研究,分析结果吻合,结论得到相互印证。
关键词:高层建筑,剪力墙,暗柱,有限单元法Research of Mechanical Property on High-rise Building Shear Wall——Influence of Border Concealed Column toward Shear Wall StiffnessLan Song(Hebei Construction Survey Co,Shijiazhuang 050031)Abstract:This article is probed into on the issue that the influence of border concealed column toward shear wall stiffness. Charge example indicates finite element that this text set up calculate model is acceptable. It is used the finite element method basic theory to compile finite element analysis procedure with four points rectangles unit to solve this problem. It can calculate the shear wall with concealed column’s displacement under the wind load to check the result it whether can be satisfied the design request. Using this procedure, this article carries on the finite element modeling analysis on a ten-floor building shear wall structure system. The procedure’s result and the software of ANSYS’s result tallies well, and it also be compared with the simplification computation’s result.Key words:High-rise building,Shear wall,Finite element method,Rectangle unit绪论高层建筑结构要同时承受垂直荷载和水平荷载,还要抵抗地震作用。
剪力墙结构受力特点及抗震安全性分析
剪力墙结构受力特点及抗震安全性分析剪力墙结构是以钢筋混凝土墙体作为竖向承重和抵抗水平侧力的构件。
剪力墙一般沿平面主要轴线方向布置。
1抗震墙的布置原则。
作为主要的抗侧力构件, 合理的布置是构建良好安全性能的基础。
剪力墙布置应遵循以下原则:(1)墙体布置应对称、均匀、周边、连续。
(2)长墙宜开设洞口, 用弱连梁连接。
每个独立墙的总高度与其截面高度之比不应小于2;墙肢的截面高度不宜大于8m。
(3)避免墙肢长度突变抗震墙和部分框支抗震墙结构的墙肢的截面长度, 沿高度不宜有突变, 抗震墙的洞口宜上下对齐, 成列布置, 形成明确的墙肢和连梁。
2 剪力墙特点及受力分析剪力墙的刚度大, 容易满足水平荷载作用下结构的位移限值。
在地震作用下, 其变形小, 破坏程度低。
(1)剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小, 几何特征像板, 受力形态接近于柱, 而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值, 当比值小于或等于4时可按柱设计。
(2)剪力墙结构中, 墙是一平面构件, 它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外, 还承担竖向压力;在轴力, 弯矩, 剪力的复合状态下工作, 其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。
在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外, 还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏, 因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
(3)实际工程中剪力墙按受力特性的不同分为整体墙、联肢墙和壁式框架。
整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
整体墙受力如同竖向悬臂, 当剪力墙墙肢较长时, 在力作用下法向应力呈线性分布, 破坏形态似偏心受压柱, 配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏, 提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长, 以防止截面应力相差过大。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙, 但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多, 墙肢单独作用显著, 连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。
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Study on the Out-of-plane Force Performance of Shear Walls in a Long-Life Sustainable Housing
Chen W enxiang (Guangdong Boyi Architectural Design Institute Co.,Ltd. Foshan 528312,China)
Abstract:In order to improve the quality of the project,the standard system of aLong-Life Sustainable Housing” is adopted in a certain pro je c t,and the design life of the main structure is one hundred years, during which the requirements of durability,safety,adaptability, flexibility and maintainability must be met. In order to meet the requirement of flexible partition during the use of residential buildings for a hundred years, there are no shear w alls,no columns and no beams in the household. Some kinds of long span structures should be used, and the bending mo ment of floor transmits to the out-of-plane shear wall is very large. Analysis and calculation of the out-of-plane behavior of the shear wall are carried out, and a safe and convenient design method is put forward.
内 设梁柱
结构 一 可采用
结
构
梁结构
Hale Waihona Puke 结 构 等 。本采用
作 者 简 介 :陈 文 祥 (1975-),男 ,大 学 本 科 ,高 级 工 程 师 ,一 级 注 册 结 构 工 程 师 ,主 要 从 事 建 筑 工 程 研 究 及 优 化 工 作 。 E-m ail:cwx3 2 1 @ 1 2 6 .com
第 2$卷 第 1期 2019 年 1 月
广东土木与建筑
GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING
D01:10.19731/j .gdtmyjz.2019.01.003
某百年住宅的剪力墙平面外受力性能研究
Vol.2$ N$.l JAN 2019
陈文祥 ( 广 东 博 意 建 筑 设 计 院 有 限 公 司 广 东 佛 山 528312)
图 i 建筑标准层平面图 Fig.1 Architectural Standard Floor Plan
大度
结 构 , 87 m2户型结构布
2 。大 度
度为 7.1 m,
度
250 mm,
大, 建筑总高度
高,
地震
的 大 层 间 位 角 小 于 1/3000,带来
的优 施工方便、节 吊 顶 费 用 。剪 力 墙 厚 度 为 200 mm,侧 向 刚 度 富 余 大 。
无论采用哪种结构形式,其 截 等 代 刚 度 均
大 于 200 mm 的剪力墙截 若
大弯矩传
给 剪 力 墙 ,很可能超过剪力墙
承 载 能 力 ,存在 11
2019年 1 月 第 2?卷 第 1 期
陈 文 祥 :某 百 年 住 宅 的 剪 力 墙 平 面 外 受 力 性 能 研 究
式 ,此时楼盖
剪力墙的
大 。对剪力墙的
力性
必 要 的 分 析 和 计 算 ,提 出 了 安 全 、 于
的设计 。
关 键 词 :大 开 间 ;灵 活 间 隔 ;剪力墙
' 剪 力 墙 效 应 ; 分析
中 图 分 类 号 :TU318 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1671-4563(2019)01-011-04
Key words:larger-bay residence;flexible partition;out-of-plane moment of shear walls;P -S effect; buckling analysis
l 工程概况
某工程位于东莞市,采用“百年住宅”的设计标准[1],
抗 震 设 防 烈 度 为 7 度 ,场 地 类 别 为 !类 ,地 上 1 7 层 ,
摘 要 :为 提 高 项 目 品 质 ,某 项 目 采 用 “百 年 住 宅 ”的 标 准 体 系 !1",主 体 结 构 设 计 使 用 年 限 为 一 百 年 ,期 间 需 满 足 耐 久 性 、安 全 性 、
适 应 性 、灵 活 性 、可 维 修 性 等 要 求 。为 实 现 百 年 住 宅 使 用 期 间 灵 活 间 隔 的 要 求 ,户 内 无 剪 力 墙 无 柱 无 梁 ,需 采 用 各 种 大 跨 度 结 构 形
层 高 3.3 * ,总 高 度 53.1 * ,采 用 现 浇 剪 力 墙 结 构 ,抗
震 等 级 为 三 级 。设计时预留全户型灵活间隔的可能
性 ,户内无墙柱无梁,除公共电梯厅、宣
300 mm,米 用 地 ,
设电管
道 ,为 100年 使 用 期 限 内 更 改 内 能 布
大
限度的可能性,
本 KSI住宅 一
[2]
的时内
一 改 建筑
1。
本 设计使用年限
50年 ,
的
建筑
等要 化 , 地
震
大 !m^ 大 1.4 [3],
层
度 较 使用年限5 0 年 的 建 筑 大 1.4 [4];
使 用 年 限 5 0 年的建筑 0.05[4],活载
大 至 1 . 1 等等。为
使用期间间可灵活
隔的 的 , 采用大 度
, 可能 户