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1 高层建筑结构设计 第 6 章剪力墙结构分析与设计 西安建筑科技大学 史庆轩 标题
2 主要内容 : 6.1 结构布置 重点 难点 : 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析 结构分类和分析方法 6.3 整截面墙的内力和位移计算 6.4 双肢墙的内力和位移计算 6.5 多肢墙的内力和位移计算 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算 6.7 壁式框架的内力和位移计算 6.8 剪力墙分类的判别 受力特点对比和计算参数判别 6.9 剪力墙截面设计和构造要求 主要内容
3 6.1 结构布置 小开间横墙承重 墙体承重方案 大开间横墙承重 大间距纵 横墙承重 1) 小开间横墙承重特点 : 每开间设置承重横墙, 间距为 2.7~3.9m, 适用于住宅 旅馆等小开间建筑 优点 : 不需要隔墙 ; 采用短向楼板, 节约钢筋等 缺点 : 横墙数量多, 承载力未充分利用, 建筑平面布置不灵活, 房屋自重及侧向刚度大, 水平地震作用大 6.1 结构布置
4 2) 大开间横墙承重特点 : 每两开间设置一道承重横墙, 间距一般 6~8m 楼盖多采用混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板 优点 : 使用空间大, 平面布置灵活 ; 自重较轻, 基础费用相对较少 缺点 : 楼盖跨度大, 楼盖材料增多 3) 大间距纵 横墙承重特点 : 每两开间设置一道横墙, 间距为 8m 左右 楼盖采用混凝土双向板, 或在每两道横墙之间布置一根进深梁, 形成纵 横墙混合承重 从使用功能 技术经济指标 受力性能等方面来看, 大间距方案较优越 目前趋向于采用大间距 大进深 大模板 无粘结预应力混凝土楼板的剪力墙结构体系 6.1 结构布置
5 6.1.2 剪力墙的布置原则 1) 宜沿主轴方向双向或多向布置, 不同方向的剪力墙宜联结在一起, 应尽量拉通 对直 ; 抗震设计时, 宜使两个方向侧向刚度接近 ; 剪力墙墙肢截面宜简单 规则 2) 剪力墙布置不宜太密, 使结构具有适宜的侧向刚度 ; 若侧向刚度过大, 不仅加大自重, 还会使地震力增大 3) 剪力墙宜自下到上连续布置, 避免刚度突变 4) 剪力墙长度较大时, 可通过开设洞口将长墙分成若干均匀的独立墙段 墙段的长度不宜大于 8m 5) 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐, 成列布置 宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙 6.1 结构布置
6 6) 当剪力墙与平面外方向的梁连结时, 可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力 ( 可在墙内设置扶壁柱 暗柱或与梁相连的型钢等措施 ); 或减小梁端弯矩的措施 ( 如设计为铰接或半刚接 ) 7) 短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为 5~8 的剪力墙, 高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构 短肢剪力墙结构的最大适用高度应适当降低 6.1 结构布置
7 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析 1) 竖向荷载作用下, 各片剪力墙承受的压力可近似按各肢剪力墙负荷面积分配 ; 2) 水平荷载作用下, 各片剪力墙承受的水平荷载可按结构平面协同工作分析 即研究水平荷载在各榀剪力墙之间分配问题的一种简化分析方法 剪力墙结构平面图 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
8 6.2.1 剪力墙的分类 1 根据剪力墙洞口的有无 大小 形状和位置等, 可将其划分为以下几类 : 整截面墙联肢墙壁式框架整体小开口墙 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
9 1) 整截面墙 几何判定 : (1) 剪力墙无洞口 ; (2) 有洞口, 墙面洞口面积不大于墙面总面积的 16%, 且洞口间的净距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸 整截面墙 受力特点 : 可视为上端自由 下端固定的竖向悬臂构件 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
10 2) 整体小开口墙 几何判定 : (1) 洞口稍大一些, 且沿竖向成列布置 ; (2) 洞口面积超过墙面总面积的 16%, 但洞 口对剪力墙的受力影响仍较小 整体小开口墙 受力特点 : 水平荷载下, 由于洞口的存在, 墙肢中已出现局部弯曲, 其截面应力可认为由墙体的整体弯曲和局部弯曲二者叠加组成, 截面变形仍接近于整截面墙 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
11 3) 联肢墙几何判定 : 沿竖向开有一列或多列较大的洞口, 可以简化为若干个单肢剪力墙或墙肢与一系列连梁联结起来组成 联肢剪力墙 受力特点 : 连梁对墙肢有一定的约束作用, 墙肢局部弯矩较大, 整个截面正应力已不再呈直线分布 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
12 4) 壁式框架几何判定 : 当剪力墙成列布置的洞口很大, 且洞口较宽, 墙肢宽度相对较小, 连梁的刚度接近或大于墙肢的刚度 壁式框架 受力特点 : 与框架结构相类似 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
13 6.2.2 剪力墙的等效刚度 1 定义 相同水平荷载剪力墙与竖向悬臂受弯构件具有相同的刚度相同侧向位移采用悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚度 EI eq 综合反映了剪力墙弯曲 剪切和轴向变形的影响 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
14 2 剪力墙等效刚度的计算 : 要求等效刚度, 需先计算剪力墙顶点的位移 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
15 6.2.3 剪力墙结构平面协同工作分析 1 基本假定 1) 楼盖在自身平面内的刚度无限大, 平面外刚度很小, 可忽略 ; 2) 各片剪力墙在其平面内的刚度较大, 忽略其平面外的刚度 ; 3) 水平荷载作用点与结构刚度中心重合, 结构不发生扭转 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
16 由假定 1) 3) 可知, 楼板在其自身平面内不发生相对变形, 只作刚体平动, 水平荷载按各片剪力墙的侧向刚度进行分配 由假定 2) 可知, 各片剪力墙只承受其自身平面内的水平荷载, 可将纵 横两个方向的剪力墙分开考虑 ; 同时, 可考虑纵 横向剪力墙的共同工作, 纵墙 ( 横墙 ) 的一部分可以作为横墙 ( 纵墙 ) 的有效翼墙 实际上, 当房屋的体型比较规则, 结构布置和质量分布基本对称时, 为简化计算, 通常不考虑扭转影响 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
17 2 剪力墙结构平面协同工作分析将剪力墙分为两大类 : 第一类包括整截面墙 整体小开口墙和联肢墙 ; 第二类为壁式框架 第一类 第一类 + 第二类 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
18 (1) 第一类 : 包括整截面墙 整体小开口墙和联肢墙 1) 将水平荷载划分均布荷载 倒三角形分布荷载或顶点集中荷载, 或这三种荷载的某种组合 ; 2) 计算沿水平荷载作用方向的 m 片剪力墙的总等效刚度 ; 3) 根据剪力墙等效刚度, 计算每一片剪力墙所承受的水平荷载 ; 4) 再根据每一片剪力墙所承受的水平荷载形式, 进行各片剪力墙中连梁和墙肢的内力和位移计算 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
19 (2) 第一类和第二类 : 包括整截面墙 整体小开口墙 联肢墙和壁式框架 1) 将第一类剪力墙合并为总剪力墙, 将壁式框架合并为总框架, 按照框架 - 剪力墙铰接体系分析方法, 计算总剪力墙的内力和位移 ; 2) 剪力墙结构计算转化为框 - 剪结构的计算 则剪力墙结构在水平荷载作用下的计算问题就转变为单片剪力墙的计算 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
20 6.2 整截面墙的内力和位移计算 问题 : 整截面墙与竖向悬臂梁的主要区别? 整截面墙应考虑剪切变形 + 弯曲变形 ; 悬臂梁仅考虑弯曲变形 6.3 整截面墙的内力和位移计算
21 6.3.1 墙体截面内力 水平荷载作用下, 整截面墙可视为上端自由 下端固定的竖向悬臂梁, 其弯矩和剪力可按照材料力学方法进行计算 如 : 水平均布荷载下, 剪力墙底部弯矩和剪力 M = 0 V = 0 qh 2 qh 2 特点 : 截面正应力保持直线分布 ; 墙体无反弯点 6.3 整截面墙的内力和位移计算
22 6.3.2 位移和等效刚度由于剪力墙的截面高度较大, 位移计算应考虑剪切变形 的影响 当墙面开有洞口时, 应考虑洞口对位移增大的影响 1 水平荷载下, 考虑弯曲和剪切变形的顶点位移计算公式 : 注 : 考虑剪切变形的位移 : M M μ V V = + EI GA P 1 P 1 u ds ds 6.3 整截面墙的内力和位移计算
23 例 : 水平均布荷载下, 整截面墙考虑弯曲和剪切变形的顶点位移及等效刚度 : q V P P =1 V 1 u M = VH 0 8EI 2 H H u V 2 μvv p 1 μ qh μvh 0 = ds= 1 = GA GA 2 2GA qh 1 u VH μvh VH 4μ VH VH = + = + = = 8EI 2GA 8EI H GA 8EI (1+ 4 μei / H GA) 8EIeq (1 ) 2 2 EI eq = (1 + EI 4μEI / H 2 GA) 6.3 整截面墙的内力和位移计算
24 2 则可得到整截面墙的等效刚度计算公式为 6.3 整截面墙的内力和位移计算
25 3 引入等效刚度 EIeq, 可把剪切与弯曲变形综合成弯曲变形 的表达形式, 则 6.3 整截面墙的内力和位移计算
26 6.4 双肢墙的内力和位移计算 双肢墙由连梁将两墙肢联结在一起, 且墙肢的刚度一般比连梁的刚度大较多, 相当于柱梁刚度比较大的一种框架, 属于高次超静定结构, 可采用连梁连续化的分析法 问题 : 连梁连续化法的基本思路? 计算模型的简化 按力法求解超静定结构 基本假定 两个未知力的超静定结构 双肢墙连梁连续化分析法 微分方程的建立 2 微分方程的求解 δ 1 + δ 2 + δ 3 = 0 补充条件 d y EI = M 2 dz 求解二阶常系数非齐次线性微分方程 求解内力 微分关系求解内力 6.4 双肢墙的内力和位移计算
27 将连杆离散化, 均匀分布 σ(z) 求解两个未知力的超静定结构 τ(z) 受力平衡方程求解内力 τ (z) 多余未知力 6.2 剪力墙结构平面协同工作分析
28 6.4.1 基本假定 1) 每一楼层处的连梁简化为沿该楼层均匀连续分布的连杆 2) 忽略连梁轴向变形, 墙肢同一标高处侧移相等, 转角和曲率亦相同 3) 每层连梁的反弯点在梁的跨度中央 4) 沿竖向墙肢和连梁的刚度及层高均不变 有变化时, 取几何平均值 6.4 双肢墙的内力和位移计算
29 6.4.2 微分方程的建立 1 第一步 : 根据基本体系在连梁切口处的变形连续条件, 建立微分方程 : 将连续化后的连梁沿反弯点处切开, 可得力法求解时的基本体系 切开后的截面上有剪力 τ(z ) 和轴力 σ(z ), 取 τ(z ) 为多余未知力 根据变形连续条件, 切口处沿未知力 τ(z) 方向上的相对位移应为零, 即 6.4 双肢墙的内力和位移计算
30 (1) 由于墙肢弯曲变形所产生的相对位移 :δ 1 当墙肢发生剪切变形时, 只在墙肢的上 下截面产生相对水平错动, 此错动不会使连梁切口处产生相对竖向位移, 即由墙肢剪切变形所产生的相对位移为零 6.4 双肢墙的内力和位移计算
31 2) 墙肢轴向变形所产生的相对位移 δ 2 基本体系在切口处剪力作用下, 自两墙肢底至 z 截面处的轴 向变形差为切口所产生的相对位移 z H z N τ N 计算截面 δ 2 ( z ) z τ(z) z 0 a 6.4 双肢墙的内力和位移计算
32 z z H τ N N z δ 2 ( z ) 0 a τ(z) z z 截面处的轴力等于 (H z 高度范围 ) 内切口处的剪力之和 : 6.4 双肢墙的内力和位移计算
33 3) 连梁弯曲和剪切变形所产生的相对位移由于连梁切口处剪力 τ(z) 作用, 使连梁产生弯曲和剪切变形, 在 切口处所产生的相对位移为 δ 3 τ(z)h δ 3 l b 6.4 双肢墙的内力和位移计算
34 ( 连梁切口处的变形连续条件 ) 6.4 双肢墙的内力和位移计算
35 2 第二步 : 引入补充条件, 求 τ( z) d θ τ( z) dz 2 2 M P H M ( z ) σ( z) σ( z) 1 M ( z ) 2 a1 a2 z 6.4 双肢墙的内力和位移计算
36 6.4 双肢墙的内力和位移计算
37 3 第三步 : 微分方程的简化 2 改为 a 令 : D = 2 2 a I b 3 lb D 为连梁的刚度 S 为双肢墙中一个墙肢对组合截面形心轴的面积矩 ( 反映洞口大小 ) α 1 为连梁与墙肢刚度比 α 为剪力墙的整体工作系数 双肢墙的基本微分方程 : 6.4 双肢墙的内力和位移计算
38 4 第四步 : 引入约束弯矩表述的微分方程 P m() z 1 τ( z) τ( z) m() z 2 H σ( z) σ( z) a1 a2 z m() z = m() 1 z + m() 2 z = a τ ( z) 6.4 双肢墙的内力和位移计算
39
40 6.4.3 微分方程的求解 1 二阶常系数非齐次线性微分方程求解 6.4 双肢墙的内力和位移计算
41 6.4 双肢墙的内力和位移计算
42 2 根据边界条件 弯矩和曲率的关系计算 C 1 C 2 注 : 是否可以采用切口水平相对位移为零, 进行求解? 6.4 双肢墙的内力和位移计算
43 6.4.4 内力计算如将线约束弯矩 m 1 (ξ) m 2 (ξ) 分别施加在两墙肢上, 则刚结连 杆可变换成铰结连杆 ( 此处忽略了 τ(ξ) 对墙肢轴力的影响 ) 铰结连杆只能保证两墙肢位移相等并传递轴力, 即两墙肢独立工作, 可按独立悬臂梁分析 ; 其整体工作通过约束弯矩考虑 6.4 双肢墙的内力和位移计算
44 1 连梁内力 m i τ ( z) h M bi l b 2 V bi V bi h 6.4 双肢墙的内力和位移计算
45 2 墙肢内力 m i H z i M 1i M 2i 6.4 双肢墙的内力和位移计算
46 H z i V 1 i V 2 i 6.4 双肢墙的内力和位移计算
47 V bi H z i N 1 i N 2 i 6.4 双肢墙的内力和位移计算
48 问题 : 连梁连续化法的基本思路? 计算模型的简化 按力法求解超静定结构 基本假定 两个未知力的超静定结构 双肢墙连梁连续化分析法 微分方程的建立 2 微分方程的求解 δ 1 + δ 2 + δ 3 = 0 补充条件 d y EI = M 2 dz 求解二阶常系数非齐次线性微分方程 求解内力 微分关系求解内力
49 6.4.5 位移和等效刚度 1 位移 ( 考虑墙肢弯曲变形和剪切变形的影响 ) 6.4 双肢墙的内力和位移计算
50 6.4 双肢墙的内力和位移计算
51 2 等效刚度 6.4 双肢墙的内力和位移计算
52 6.4.6 双肢墙内力和位移分布特点 : 双肢墙内力和位移分布具有下述特点 : α y α τ α α N M 6.4 双肢墙的内力和位移计算
53 6.5 多肢墙的内力和位移计算 问题 : 多肢墙与双肢墙分析方法的异同? 多肢墙分析方法的基本假定和基本体系的取法均与双肢墙类似 ; 其微分方程表达式与双肢墙相同, 其解与双肢墙的表达式完全一样, 只是式中有关参数应按多肢墙计算 多肢墙的内力和位移计算
54 6.5.1 微分方程的建立和求解 多肢墙的内力和位移计算
55 计算步骤 : 1)m 排连梁, m+1 肢墙 ; 2) 未知量 m 个 +1( 墙肢曲率 ): 各列连梁中点切口处的剪力 ( 或约束弯矩 ); 3) 变形协调条件 : 各组连梁中点切口处的相对位移为零 ; 4) 建立 m 组协调方程, 考虑墙肢弯矩与曲率之间的关系, 可联立微分方程组求解 5) 为简化计算, 可将多肢墙合并在一起近似求解, 即将为微分方程相叠加后可建立与双肢墙完全相同的微分方程, 其解与双肢墙的表达式完全一样, 只是式中有关参数应按多肢墙计算 ; 5) 根据上述计算可求得总约束弯矩, 再将总约束弯矩在各墙肢间进行分配, 就可求得多肢墙的内力和位移 6) 总约束弯矩的分配
56 注 : 多肢墙的计算参数 注 : 多肢墙的约束弯矩分配系数 6.5 多肢墙的内力和位移计算
57 6.5.2 约束弯矩分配系数 1 约束弯矩分配系数 τ 轴向变形影响较大时, τ 较小 ; 不考虑墙轴向变形时, τ = 1 多肢墙轴向变形影响一般较小 为简化计算, 一般规定为, 当为 3~4 肢时取 0.8;5~7 肢时取 0.85;8 肢以上取 多肢墙的内力和位移计算
58 每层总约束弯矩按一定的比例分配到各列连梁, 则第 i 层 j 列连梁的约束弯矩为 关键是确定约束弯矩分配系数 2 影响因素 1) 各列连梁的刚度系数 D j 连梁的刚度系数表示连梁两端各产生转角时, 两端所需施加的力矩之和, 故 D j 值越大的连梁分配到的弯矩也越大, 亦即约束弯矩分配系数 η j 也越大
59 2) 多肢墙的整体工作系数 α 对整体性很好的墙, 即 α, 剪力墙截面的剪应力呈抛物线分布, 两边缘为零, 中间部位约为平均剪应力的 1.5 倍 ; 对整体性很差的墙, 即 α 0, 截面的剪应力近似均匀分布 ; 当整体性介于两者之间时, 即 0<α<, 剪力墙截面剪应力与其平均值之比, 两边缘处为 1 与 0 之间, 中间处为 1 与 1.5 之间 6.5 多肢墙的内力和位移计算
60 由剪应力互等定律, 各列连梁跨中剪应力也符合上述分布, 则各列连梁的约束弯矩与其跨中剪应力成正比, 剪应力较大的连梁分配到的约束弯矩也大,ηj 相应较大 由上述分析可知,α 值越小, 各列连梁约束弯矩分布越平缓 ;α 值越大, 整体性越强, 各列连梁约束弯矩分布呈现两边小中央大的趋势越明显 3) 连梁的位置 水平方向上, 由前述可知, 靠近中央部位的连梁跨中剪应力较大, 而两侧连梁跨中剪应力较小 竖直方向上, 底部连梁跨中剪应力沿水平方向变化较平缓, 上部连梁跨中剪应力呈中央大两侧小的趋势较明显
61 3 分配系数的计算 约束弯矩分配系数是连梁刚度系数 Dj 连梁位置及剪力墙整 体工作系数 α 的函数, 可按下列经验公式计算 6.5 多肢墙的内力和位移计算
62 6.5.3 内力计算 1 连梁内力
63 2 墙肢内力
64 6.5.4 位移和等效刚度 多肢墙须考虑弯矩和剪切变形的影响, 计算同双肢墙, 则顶点侧移为
65 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算 问题 : 整体小开口墙的内力如何计算? 水平荷载下, 整体小开口墙同整截面墙一样, 仍可按材料力学的有关公式进行内力和位移计算, 但其值要进行一定的修正 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算
66 6.6.1 整体弯曲和局部弯曲分析 1 墙肢的弯矩墙肢截面上的正应力可看作由整体弯曲应力和局部弯曲应力组成 若整体弯曲应力的弯矩占总弯矩 Mp(ξ) 的百分比为 k, 局部弯曲应力的弯矩占总弯矩 Mp(ξ) 的百分比为 (1 k), 则可将墙肢的弯矩写为如 下形式 : 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算
67 2 整体弯曲系数 k 由联肢墙墙肢弯矩计算可得 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算
68 影响 k 值的主要因素为整体工作系数 α: 1)α 较小时,k 值很小, 说明墙肢的局部弯曲应力较大 因 α 小, 表示连梁刚度小, 整体性较差, 墙肢弯矩大而轴力小 2)α 增大时,k 值也增大, 说明连梁刚度增大, 对墙肢的约束弯矩也增大, 墙肢中弯矩减小而轴力加大 3)α>10 时,k 趋近于 1, 表示墙肢弯矩以整体弯曲成分为主 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算
69 6.6.2 整体小开口墙内力和位移的实用计算 1 内力先将整体小开口墙视为上端自由 下端固定的竖向悬臂构件, 计算出标高 z 处 ( 第 i 楼层 ) 的总弯矩 M i 和总剪力 V i, 再计算各墙肢的内力 1) 墙肢的弯矩 k = 整体小开口墙的内力和位移计算
70 2) 墙肢的剪力 3) 墙肢的轴力局部弯曲并不在各墙肢中产生轴力, 墙肢的轴力等于整体弯曲在各墙肢中所产生正应力的合力, 即 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算
71 4) 连梁内力 V bi N i H z i N i 整体小开口墙的内力和位移计算
72 2 位移和等效刚度 分析表明, 由于洞口的削弱, 整体小开口墙的位移比按材料力学计算的组合截面构件的位移增大 20%, 则顶点位移 6.6 整体小开口墙的内力和位移计算
73 6.7 壁式框架的内力和位移计算 由于墙肢和连梁的截面高度较大, 节点区也较大, 计算时应将节点视为墙肢和连梁的刚域, 按带刚域的框架进行分析 问题 : 壁式框架与框架结构的主要区别? 梁柱杆端均有刚域, 从而使杆件的刚度增大 ; 梁柱截面高度较大, 需考虑杆件剪切变形的影响 壁式框架 l 1 l 2 3 L l 6.7 壁式框架的内力和位移计算
74 6.7.1 计算简图 h C a1 a2 l c2 l c1 c 1 c 2 h b lb1 l b 2 刚域的长度取值 6.7 壁式框架的内力和位移计算
75 6.7.2 带刚域杆件的等效刚度壁式框架与一般框架的区别 : 1) 梁柱杆端均有刚域, 从而使杆件的刚度增大 ; 2) 梁柱截面高度较大, 需考虑杆件剪切变形的影响 1 无刚域杆件且不考虑剪切变形的转动刚度 转动刚度 : 当两端均产生单位转角 θ=1 时, 所需的杆端弯矩 A B θ a l θ a = θ b Δ = 0 θ b = 1 6iΔ M a = Mb = 4iθa + 2iθb = 6 i l Δ 6iΔ M a = 4iθ a + 2iθ b l 6iΔ M b = 4iθ b + 2iθ a l 6iθ a 6iθ b 12iΔ V = + 2 l l l EI i = l 6.7 壁式框架的内力和位移计算
76 矩 2 无刚域杆件但考虑剪切变形的刚度转动刚度 : 当两端均产生单位转角 θ=1 时, 所需的杆端弯 A θ a l θ b B Δ M a 6i = M b = 1 + β θ a = θ b = 1 Δ = 壁式框架的内力和位移计算
77 3 带刚域杆件且考虑剪切变形的刚度转动刚度 : 带刚域杆件, 当两端均产生单位转角 θ=1 时所 需的杆端弯矩 当杆端发生单位转角时, 由于刚域作刚体转动,A B 两点除产生单位转角外, 还产生线位移 al 和 bl, 使 AB 杆发生弦 转角 : 6.7 壁式框架的内力和位移计算
78 由结构力学可知, 当 AB 杆件两端发生转角 1+ϕ 时, 考虑杆件剪切变形后的杆端弯矩为 : S AB 6i = (1 + ϕ ) 1 + β 6.7 壁式框架的内力和位移计算
79 根据刚域段的平衡条件, 可得杆端 1 2 的弯矩, 即杆端的转动刚度系数 : S12 = S AB + VAB ial 杆端的约束弯矩或转动刚度 : 6.7 壁式框架的内力和位移计算
80 4 带刚域杆件的等效刚度 为简化计算, 可将带刚域杆件用一个具有相同长度 l 的等截面受弯构件 来代替, 使两者具有相同的转动刚度, 即 6.7 壁式框架的内力和位移计算
81 6.7.3 内力和位移计算将带刚域杆件转换为具有等效刚度的等截面杆件后, 可采用 D 值法进行壁式框架的内力和位移计算 1 带刚域柱的侧移刚度 D 值 6.7 壁式框架的内力和位移计算
82 2 带刚域柱反弯点高度比的修正带刚域柱应考虑柱下端刚域长度 ah, 其反弯点高度比应 按下式确定 : 壁式框架在水平荷载作用下内力和位移计算的步骤与一般框架结构完全相同 6.7 壁式框架的内力和位移计算
83 6.8 剪力墙分类的判别 剪力墙的受力特点 由于各类剪力墙洞口大小 位置的不同, 水平荷载下其受力特点也不同 主要表现为两点 : 一是各墙肢截面上的正应力分布 ; 二是沿墙肢高度方向上弯矩的变化规律 6.8 剪力墙分类的判别
84 (1) 整截面墙如同竖向悬臂构件, 截面正应力呈直线分布, 沿高度方向弯矩图既不发生突变也不出现反弯点, 变形曲线呈弯曲型 (2) 独立悬臂墙是指墙面洞口很大, 连梁刚度很小, 即 α 值很小 (α 1) 的剪力墙 每个墙肢相当于一个悬臂墙, 墙肢轴力为零, 各墙肢截面正应力呈直线分布 弯矩图既不发生突变也无反弯点, 变形曲线以弯曲型为主 6.8 剪力墙分类的判别
85 (3) 整体小开口墙 α 值很大, 墙的整体性很好 水平荷载下的弯矩主要为墙肢的轴力, 墙肢弯矩较小, 弯矩图有突变, 基本上无反弯点, 截面正应力接近于直线分布, 变形曲线仍以弯曲型为主 (4) 双肢墙 ( 联肢墙 ) 介于整体小开口墙和独立悬臂墙之间, 连梁对墙肢有一定的约束作用, 仅在一些楼层, 墙肢局部弯矩较大, 整个截面正应力已不再呈直线分布, 变形曲线为弯曲型 6.8 剪力墙分类的判别
86 (5) 壁式框架连梁与墙肢的截面弯曲刚度接近, 墙肢中弯矩与框架柱相似, 其弯矩图不仅在楼层处有突变, 而且大多数楼层中都出现反弯点, 变形曲线呈整体剪切型 注 : 由于连梁对墙肢的约束作用, 使墙肢弯矩产生突变, 突变值的大小主要取决于连梁与墙肢的相对刚度比 6.8 剪力墙分类的判别
87 6.8.2 剪力墙分类的判别一个是剪力墙的整体性, 由整体工作系数 α 来反映 ; 一个是沿高度方向是否会出现反弯点, 出现反弯点的层数越多, 其受力性能越接近于壁式框架 1 剪力墙的整体性 α α 大小反映了连梁对墙肢约束作用的程度, 对剪力墙的受力特点影响很大, 故可利用 α 作为剪力墙分类的判别准则之一 对双肢墙, D = 2 2 a I b 3 lb D 为连梁的刚度 S 为双肢墙中一个墙肢对组合截面形心轴的面积矩 ( 反映洞口大小 ) α 1 为连梁与墙肢刚度比 α 为剪力墙的整体工作系数 6.8 剪力墙分类的判别
88 z D 为连梁的刚度 H D 2a I 2a I 2I a = = = i l al a l b b b b b b z 0 a S = 6 ED 6.8 剪力墙分类的判别
89 S 为双肢墙中一个墙肢对组合截面形心轴的面积矩 ( 反映洞口大小 ) S = A a = A a = aa1a2 A + A 剪力墙分类的判别
90 α 1 为连梁与墙肢刚度比 α 为剪力墙的整体工作系数 当不考虑墙肢轴向变形时,τ=1,α 2 =α 12 ; 当考虑墙肢轴向变形时,τ<1, 连梁与墙肢的刚度比将增大为 α, 相当于墙肢刚度变小 因此,α 既反映连梁与墙肢的刚度比, 同时又考虑墙肢轴向变形的影响 6.8 剪力墙分类的判别
91 反映连梁与墙肢刚度比影响, 即洞口大小的影响 ; 反映了洞口宽窄的影响, 即洞口形状的影响 α 越大, 表明连梁的刚度越大, 连梁对墙肢的约束作用也较大, 墙的整体工作性能好, 接近于整截面墙或整体小开口墙 6.8 剪力墙分类的判别
92 2 墙肢惯性矩比 I n /I 1) 壁式框架与整截面墙或整体小开口墙 α 都很大, 但二者受 力特点完全不同 所以, 除根据 α 值进行剪力墙分类判别外, 还应判别沿高度方向墙肢弯矩图是否会出现反弯点 2)I n /I 值反映剪力墙截面削弱的程度 I n /I 值大, 说明截面削弱较多, 洞口较宽, 墙肢相对较弱 故当 I n /I 增大到某一值 时, 墙肢表现出框架柱的受力特点, 即沿高度方向出现反弯点 因此, 通常将 I n /I 值作为剪力墙分类的第二个判别准则 判别墙肢出现反弯点时 I n /I 的界限值用 ζ 表示,ζ 值与 α 和层数 n 有关 6.8 剪力墙分类的判别
93 3 剪力墙分类判别式 (1) 当剪力墙无洞口, 或有洞口但洞口面积与墙面面积之比不大于 0.16, 且孔洞口净距及孔洞边至墙边距离大于孔洞长边尺 寸时, 按整截面墙计算 ; (2) 当 α<1 时, 可不考虑连梁的约束作用, 各墙肢分别按独立 的悬臂墙计算 ; (3) 当 1 α <10 时, 按联肢墙计算 ; (4) 当 α 10, 且 I n /I ζ 时, 按整体小开口墙计算 ; (5) 当 α 10, 且 I n /I >ζ 时, 按壁式框架计算 6.8 剪力墙分类的判别
94 6.9 剪力墙截面设计和构造要求 剪力墙可分为墙肢和连梁两类构件, 设计时应分别计算出 水平荷载和竖向荷载下的内力, 经内力组合后, 可进行截面的配筋计算 剪力墙的厚度和混凝土强度等级 1 剪力墙的厚度 高规 规定了剪力墙截面的最小厚度, 其目的是保证 剪力墙出平面的刚度和稳定性能 无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向支承墙 的长度
95 2 混凝土强度等级混凝土强度等级不应低于 C20, 带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构, 混凝土强度等级不应低于 C25, 为保证剪力墙的承载能力及变形性能, 混凝土强度等级不宜太低
96 6.9.2 剪力墙的加强部位剪力墙的底部截面弯矩最大, 可能出现塑性铰 抗震设计时, 为保证塑性铰出现后具有足够的延性和抗剪承载力, 该范围内应当加强构造措施, 称为剪力墙的加强部位 高规 规定: 底部加强部位的高度取墙肢总高度的 1/8 和底部两层二者的较大值 ; 当高度超过 150m 时, 为避免加强区太高, 底部加强部位的高度可取墙肢总高度的 1/10; 部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度可取为框支层加其上两层的高度及墙肢总高度 1/8 二者的较大值
97 6.9.3 剪力墙内力设计值的调整 为加强一级抗震等级的剪力墙的抗震能力, 保证在墙底部出现塑性铰, 故各截面的弯矩设计值应符合下列规定 : (1) 底部加强部位及其上一层应按墙底截面组合弯矩计算值采用 ; (2) 其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的 1.2 倍采用 对双肢墙, 不宜出现小偏心受拉 因若有一个墙肢出现小偏心受拉, 该墙肢可能会出现水平通缝而失去受剪承载力, 导致其受剪承载力不足
98 当出现大偏心受拉时, 墙肢会出现裂缝, 刚度降低, 剪力将在两墙肢中进行重分配, 因此, 可将另一墙肢按弹性计算的弯矩设计值和剪力设计值乘以增大系数 1.25, 以提高其承载力 剪力墙很长时, 边墙肢拉 ( 压 ) 力很大, 可人为加大洞口或人为开洞, 减小连梁高度而成为对墙肢约束弯矩很小的连梁, 地震时, 该连梁两端比较容易屈服形成塑性铰, 而将长墙分成长度较小的墙 在工程中, 一般宜使墙的长度不超过 8m 此外, 减小连梁高度也可减小墙肢轴力
99 抗震设计时, 为体现强剪弱弯的原则, 底部加强部位的剪力设计值要乘以增大系数 一 二 三级抗震等级时按下式调整, 四级抗震等级及无地震作用组合时可不调整 设防烈度为 9 度时, 底部加强部位应符合 剪力增大系数, 一级为 1.6, 二级为 1.4, 三级为 1.2; 考虑地震作用组合的墙肢底部加强部位截面的弯矩设计值 剪力设计值 ; 按实配钢筋计算 考虑承载力抗震调整系数的正截面受弯承载力值
100 6.9.4 剪力墙截面设计 主要验算平面内的承载力, 当平面外弯矩较大时, 应验算平 面外的受弯承载力 1 正截面偏心受压承载力计算 墙肢在轴力和弯矩作用下的承载力计算与柱相似, 区别 在于墙肢除在端部配置竖向抗弯钢筋外, 还配置竖向和横向分布钢筋, 竖向分布钢筋参与抵抗弯矩, 横向分布钢筋抵抗剪力, 计算承载力时应包括分布钢筋的作用 分布钢筋一般比较细, 容易压曲, 为简化计算, 计算压 弯承载力时不考虑竖向分布钢筋的受压作用
101 1 正截面偏心受压承载力计算矩形 T 形 工形截面偏心受压剪力墙的正截面承载力可按 混凝土结构设计规范 规定计算 剪力墙的配筋方式 : 分布钢筋 ( 竖向 水平 ) 集中配筋
102 矩形 T 形 工形截面偏心受压剪力墙的正截面承载力也可按下列公式计算 : 基本假定 : 1 截面变形符合平截面假定 ; 2 不考虑受拉混凝土的作用 ; 3 受压区混凝土的应力图用等效矩形应力图替换 ; 4 墙肢端部的纵向受拉 受压钢筋屈服 ; 5 从受压区边缘算起 l.5x(x 为等效矩形应力图受压区高 度 ) 范围以外的受拉竖向分布钢筋全部屈服, 并参与受力计算,1.5x 范围以内的竖向分布钢筋未受拉屈服或为受压, 不参与受力计算 由上述假定, 可建立平衡方程 :
103 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时, 式中右端均应除以承载力抗震调整系数,0.85
104
105 2. 正截面偏心受拉承载力计算 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时
106 3. 斜截面受剪承载力计算 (1) 偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力计算通过构造措施防止发生剪拉破坏和斜压破坏, 通过计算确定墙中的水平分布钢筋, 防止发生剪切破坏 对偏心受压构件, 轴向压力可提高受剪承载力, 当压力增大到一定程度后, 对抗剪是不利的 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时
107 (2) 偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算 墙肢的斜截面剪切破坏可归纳为三种破坏形态 : (1) 剪拉破坏 剪跨比较大 无横向钢筋或横向钢筋很少的墙肢, 可能发生剪拉破坏 斜裂缝出现后即形成一条主要的斜裂缝, 并延伸至受压区边缘, 使墙肢劈裂为两部分而破坏 (2) 斜压破坏 截面尺寸小 剪压比过大的墙肢可能发生斜压破坏 斜裂缝将墙肢分割为许多斜的受压柱体, 混凝土被压碎而破坏 为防止斜压破坏, 墙肢截面尺寸不应过小, 应限制截丽的剪压比 (3) 剪压破坏 先出现水平裂缝或细小斜裂缝, 随水平力增加, 出现一条主斜裂缝, 并延伸扩展, 混凝土受压区减小, 最后斜裂缝尽端的受压区混凝土破坏, 水平钢筋屈服
108 墙肢斜截面受剪承载力计算主要建立在剪压破坏的基础上 受剪承载力由两部分组成 : 横向钢筋的受剪承载力和混凝土的受剪承载力 轴向压力加大了截面的受压区, 提高受剪承载力 ; 轴向拉力对抗剪不利, 降低受剪承载力 偏心受拉构件中, 考虑了轴向拉力的不利影响, 轴力项取负值 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时
109 4 施工缝的抗滑移计算按一级抗震等级设计的剪力墙, 要防止水平施工缝处发生滑移 考虑了摩擦力的有利影响后, 验算水平施工缝处的竖向钢筋是否足以抵抗水平剪力
110 6.9.5 剪力墙轴压比限值和边缘构件 1. 轴压比限值轴压比是影响墙肢抗震性能的主要因素之一 为保证地震下剪力墙具有足够的延性, 高规 规定: 一 二级抗震等级剪力墙的底部加强部位, 其轴压比不宜超过下表的限值 为简化计算, 规程采用重力荷载代表值 ( 不考虑地震效应组合 ), 计算剪力墙的名义轴压比 由于加强部位范围内, 墙肢厚度 强度等级不变, 故只需验算墙肢底截面的轴压比 对一字形截面剪力墙墙肢应从严掌握其轴压比
111 2. 边缘构件 边缘构件是指用箍筋约束的暗柱 端柱和翼墙等, 剪力墙 两端设置边缘构件是提高墙肢端部混凝土极限压应变 改善延性的重要措施 约束边缘构件 边缘构件 构造边缘构件 约束边缘构件是指箍筋配置较多, 对混凝土的约束较强, 混凝土有较大的变形能力 ; 构造边缘构件的箍筋较少, 对混凝土约束程度较差
112 约束边缘构件 : 一 二级抗震等级剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部 ; 构造边缘构件 : 一 二级抗震设计剪力墙的其他部位以及三 四级抗震设计的剪力墙墙肢端部 约束边缘构件的截面尺寸及配筋都比构造边缘构件要求高, 其长度及箍筋配置需要通过计算确定 (1) 约束边缘构件的设计应符合下列要求 : 1) 加大边缘构件的长度 l c 及其体积配箍率 ρv, 体积配箍率 ρ v 由配箍特征值 λv 计算 ;
113 2) 约束边缘构件沿墙肢的长度 l c 和配箍特征值 λv 应符合下表的要求, 且一 二级抗震时箍筋直径均不应小于 8mm, 箍筋间距分别不应大于 100mm 和 150mm 箍筋的配筋范围如图中的阴影部分所示 ; 3) 对十字形截面剪力墙, 可按两片墙分别在墙端部设置约束边缘构件, 交叉部位只按构造要求配置暗柱 4) 纵向钢筋宜采用 HRB335 或 HRB400 钢筋
114 5) 纵向钢筋的配筋范围不应小于图中的阴影面积, 纵筋最小截面面积, 一 二级抗震时分别不应小于阴影面积的 1.2% 和 1.0%, 分别不应小于 6φ16 和 4φ16
115 (2) 构造边缘构件的设计应符合下列要求 : 1) 构造边缘构件的范围和计算纵向钢筋用量的截面面积 Ac 宜取图中的阴影部分, 纵向钢筋应满足受弯承载力的要求 2) 按构造要求设置纵向钢筋及箍筋 ( 或拉筋 ), 其中箍筋的无支长度不应大于 300mm, 拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的 2 倍 剪力墙端部为端柱时, 端柱中纵向钢筋及箍筋宜按框架柱的构造要求配置
116 3) 对复杂高层结构 混合结构 框架 - 剪力墙结构 筒体结构以及 B 级高度的剪力墙结构, 由于剪力墙 ( 筒体 ) 比较重要或房屋高度较高, 故其构造边缘构件的最小配筋率应适当加强, 纵向钢筋最小配筋应将下表中的 0.008Ac 0.006Ac 0.004Ac 分别用 0.010Ac 0.008Ac 0.005Ac 来代替 箍筋的配箍范围如图中的阴影部分, 配箍特征值 λv 不宜小于 0.1 4) 纵向钢筋宜采用 HRB335 或 HRB400 钢筋
117 6.9.6 剪力墙截面的构造要求 1. 一般要求 剪力墙的剪应力过高, 会在早期出现斜裂缝, 抗剪钢筋不能充分发挥作用, 即使配置很多的抗剪钢筋, 也会过早发生剪切破坏 为限制剪力墙截面的最大剪应力值, 剪力墙的截面应符合下列要求 : 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时
118 2. 剪力墙分布钢筋的配筋方式为保证剪力墙有效抵抗平面外的作用, 防止剪力墙厚度较大致使混凝土表面出现收缩裂缝, 竖向和水平分布钢筋, 不应采用单排配筋 剪力墙分布钢筋方式见下表 当剪力墙厚度 bw>400mm 时, 如仅配双排筋, 形成中间大面积的素混凝土, 使截面应力分布不均匀, 宜采用三排或四排配筋, 受力钢筋可均匀分布成数排, 或靠墙面的配筋略大 各排分布钢筋之间的拉结筋间距不应大于 600mm, 直径不宜小于 6mm; 在底部加强部位应适当加密
119 3. 剪力墙分布钢筋的最小配筋率 剪力墙分布钢筋的配筋率 : 为防止斜裂缝出现后发生脆性破坏, 竖向和水平分布钢筋应满足下表的要求 为保证分布钢筋的混凝土握裹力, 竖向 水平分布钢筋的直径不宜大于墙肢截面厚度的 1/10 200mm
120 6.9.7 连梁截面设计连梁的跨高比较小, 竖向荷载下的弯矩较小, 水平荷载下对剪切变形十分敏感, 容易出现剪切裂缝 对延性要求高的核心筒连梁和框筒裙梁, 可采用特殊措施, 如配置交叉斜筋或交叉暗撑, 改善连梁受力性能 高规 规定: 对跨高比小于 5 的连梁, 按以下方法, 否则, 按框架梁设计
121 1. 连梁截面尺寸 连梁对结构抗震性能有较大的影响 若连梁平均剪应力过 大, 箍筋就不能充分发挥作用, 发生剪切破坏 应限制连梁截面的平均剪应力 连梁截面尺寸应符合 : 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时
122 2. 连梁截面承载力计算 (1) 连梁正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力可按一般受弯构件的要求计算 由于通常采用对称配筋, 故无地震作用效应组合时, 正截面受弯承载力按下式计算 有地震作用效应组合时, 将上式右端除以承载力抗震调整系数 γ RE
123 (2) 连梁斜截面受剪承载力计算 无地震作用效应组合时 有地震作用效应组合时 当不满足上式要求时, 可作如下处理 : 减小连梁截面高度 ; 对连梁的弯矩设计值进行调幅, 以降低其剪力设计值 ; 采用斜向交叉配筋方式配筋
124 3. 连梁剪力设计值为实现强剪弱弯, 应将连梁的剪力设计值进行调整, 即将连梁的剪力设计值乘以增大系数 无地震作用效应组合, 以及四级抗震等级时, 剪力设计值不调整 ; 一 二 三级抗震等级时, 剪力设计值按下式调整 : 9 度设防时, 按连梁实际抗弯配筋反算该增大系数, 即 η vb 剪力增大系数, 一级为 1.3, 二级为 1.2, 三级为 1.1
125 4. 连梁的构造要求为防止斜裂缝出现后的脆性破坏, 除减小剪应力 加大箍筋配置外, 还可采取一些特殊的构造, 如钢筋锚固 交叉配筋 交叉斜撑 箍筋加密区范围 腰筋配置等 腰筋配置 交叉斜撑
126 一 二级抗震等级, 当跨高比小于 2, 且墙厚大于 200mm 的连梁, 除普通箍筋外宜另设斜向交叉构造钢筋 沿全长箍筋的构造要求按框架梁梁端加密区箍筋构造要求采用 顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的长度范围内, 应配置间距不大于 150mm 的构造箍筋 墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋拉通配置 ; 当截面高度大于 700mm 时, 两侧面腰筋的直径不小于 10mm, 间距不大于 200mm; 跨高比小于 2.5 时, 腰筋配筋率不低于 0.30%
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习题参考答案一 第一部分 几何组成分析 一 O X X X 二 ace 或 ade; 固定支座 ; 不可以 虚铰是连接两个刚片之间的两个链杆 三 无多余约束的几何不变体系 ; 有 个多余约束的几何不变体系 ; 无多余约束的几何不变体系 ; 无多余约束的几何不变体系 ; 5 瞬变体系 ; 6 无多余约束的几何不变体系 ; 7 无多余约束的几何不变体系 ; 8 无多余约束的几何不变体系 ; 第二部分 静定梁
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主要内容 1. 结构整体稳定的刚重比分析 2. 地下室相关计算参数填写 3. 剪力墙连梁超限相关问题 4.2018.4.30 程序更新改进 2 结构整体稳定的刚重比分析 1.1. 规范对于刚重比的要求及理解 1.2. 刚重比计算的注意事项 1.3. PMSAP 提供的屈曲分析 1.4. 非地震区结构的稳定控制 1.5. 程序对于刚重比计算改进 3 1.1. 规范对于刚重比的要求及理解 高规 4 1.1.
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988 东南大学学报 ( 自然科学版 ) 第 47 卷 作为目前比较成熟的装配式混凝土结构体系, 装配式剪力墙结构备受关注 [1]. 目前, 装配式建筑大多采用大面积预制一体成型的低矮剪力墙. 低矮剪力墙以受剪为主, 刚度和强度较大, 自重较大, 地震作用较大, 延性较差. 为提高剪力墙的延性, 文
![988 东南大学学报 ( 自然科学版 ) 第 47 卷 作为目前比较成熟的装配式混凝土结构体系, 装配式剪力墙结构备受关注 [1]. 目前, 装配式建筑大多采用大面积预制一体成型的低矮剪力墙. 低矮剪力墙以受剪为主, 刚度和强度较大, 自重较大, 地震作用较大, 延性较差. 为提高剪力墙的延性, 文](/thumbs/91/107687134.jpg "988 东南大学学报 ( 自然科学版 ) 第 47 卷 作为目前比较成熟的装配式混凝土结构体系, 装配式剪力墙结构备受关注 [1]. 目前, 装配式建筑大多采用大面积预制一体成型的低矮剪力墙. 低矮剪力墙以受剪为主, 刚度和强度较大, 自重较大, 地震作用较大, 延性较差. 为提高剪力墙的延性, 文")
第 47 卷第 5 期 2017 年 9 月 东南大学学报 ( 自然科学版 ) JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition) Vol.47 No.5 Sept.2017 DOI:10.3969/j.isn.1001-0505.2017.05.023 空腔剪力墙受力机理的理论与数值分析 徐 1 刚 1,2 李爱群 ( 1 东南大学土木工程学院,
4= 8 4 < 4 ϑ = 4 ϑ ; 4 4= = 8 : 4 < : 4 < Κ : 4 ϑ ; : = 4 4 : ;
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幻灯片 1
第 14 章高层建筑结构 14.1 概述 一 高层建筑的定义我国 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2010) 规定,10 层及 10 层以上或房屋高度大于 28m 的住宅建筑以及房屋高度大于 24m 的其他民用建筑混凝土结构适用于该规程, 并按结构形式和高度的不同分为 A 级和 B 级两类, 并在设计中应采用不同的抗震等级, 计算方法和构造措施 建筑的高度一般是指从室外地面至主要屋面的距离
258 东南大学学报 ( 自然科学版 ) 第 40 卷 对其抗震性能了解不足, 这种高效率结构体系的应用一直受到制约. 美国从 99 年开始开展了预制结构抗震体系 (PRESSS) 的科研计划 [], 其目的在于开发新型预制装配式混凝土结构体系, 并制定了针对新型预制混凝土框架结构体系的 ACI 标
![258 东南大学学报 ( 自然科学版 ) 第 40 卷 对其抗震性能了解不足, 这种高效率结构体系的应用一直受到制约. 美国从 99 年开始开展了预制结构抗震体系 (PRESSS) 的科研计划 [], 其目的在于开发新型预制装配式混凝土结构体系, 并制定了针对新型预制混凝土框架结构体系的 ACI 标](/thumbs/92/110287231.jpg "258 东南大学学报 ( 自然科学版 ) 第 40 卷 对其抗震性能了解不足, 这种高效率结构体系的应用一直受到制约. 美国从 99 年开始开展了预制结构抗震体系 (PRESSS) 的科研计划 [], 其目的在于开发新型预制装配式混凝土结构体系, 并制定了针对新型预制混凝土框架结构体系的 ACI 标")
第 40 卷第 6 期 200 年 月 东南大学学报 ( 自然科学版 ) JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition) Vol.40 No.6 Nov.200 doi:0.3969/j.isn.00-0505.200.06.025 预应力预制混合装配双肢墙弹塑性性能 蔡小宁 孟少平 2 孙巍巍 陈佳佳 吴 京 ( 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,
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三、选择题
钢筋混凝土结构复习题 一 填空题 1 钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类 : 有明显屈服点的钢筋和无明显屈 服点的钢筋, 通常分别称它们为 和 对无明显屈服点的钢筋, 通常取相当于残余应变为 时的应力作为假定的屈 服点, 即 3 钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是 4 平均裂缝宽度是指 位置处构件的裂缝宽度 5 混凝土的延性随强度等级的提高而 同一强度等级的混凝土, 随着加荷速 度的减小,
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6. 梁斜截面破坏有多种形态, 均属脆性破坏, 相比之下脆性稍小一些的破坏形态是 ( B ) A 斜压破坏 B 剪压破坏 C 斜拉破坏 D 斜弯破坏 7. 大偏心和小偏心受压破坏的本质区别在于 ( B ) A 受拉区的混凝土是否破坏 B 受拉区的钢筋是否屈服 C 受压区的钢筋是否屈服 D 受压区的混
建筑结构 期末复习题 2014 年 6 月 考试说明及题型 : 闭卷考试, 共计 100 分, 考试时长 :90 分钟 一 单选题 :2 分 15=30 分 ; 二 判断题 :2 分 10=20 分 ; 三 简答题 :9 分 4=36 分 ; 四 计算题 :14 分 1=14 分 一 单项选择题 ( 每题只有一个正确答案 ) 1. 我国混凝土结构设计规范规定 : 混凝土强度等级依据 ( D ) 确定
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一 判断题 ( 请在你认为正确陈述的各题后打, 否则打 每小题 1 分 ) 第 章钢筋和混凝土材料的基本性能 1. 混凝土立方体试块的尺寸越大, 强度越高 ( ). 混凝土在三向压力作用下的强度可以提高 ( ) 3. 普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同 ( ) 4. 钢筋经冷拉后, 强度和
混凝土结构设计原理 习题库 吉首大学土木工程教研室 017 年 1 月 一 判断题 ( 请在你认为正确陈述的各题后打, 否则打 每小题 1 分 ) 第 章钢筋和混凝土材料的基本性能 1. 混凝土立方体试块的尺寸越大, 强度越高 ( ). 混凝土在三向压力作用下的强度可以提高 ( ) 3. 普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同 ( ) 4. 钢筋经冷拉后, 强度和塑性均可提高 ( ) 5. 冷拉钢筋不宜用作受压钢筋
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Microsoft PowerPoint - 混凝土课程05.ppt
第五章 受弯构件正截面承载力的计算 西安交通大学土木工程系杨政 受弯构件通常指截面上仅有弯矩或弯矩和剪力共同作用为主 轴力可以忽略不计的构件 楼板 柱 楼梯 墙 地下室底板 梁 梁 墙下基础 柱下基础 梁和板是典型的受弯构件, 它们是土木工程中使用数量最大 应用最广泛的一类构件 土木工程结构中受弯构件常用的截面形式有矩形 T 形 工字形 槽形和箱形等 5.1 受弯构件正截面的受力特性 5.1.1 单筋矩形适筋梁正截面受弯的受力过程和破坏形态
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中华人民共和国行业标准 高层建筑混凝土结构技术规程 Technical specification for concrete structures of tall building JGJ 3 2002 J 186 2002 中国建筑资讯网 2002 北京 第 1 页 中华人民共和国行业标准 高层建筑混凝土结构技术规程 Technical specification for concrete structures
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第 3 期伊永忠, 等 : 高层剪力墙住宅结构成本优化措施及应用 291 绍了采用有限元迭代方法对结构成本优化设计思路 [2] ; 陆海燕等介绍了结构基础设计优化方法 [3] ; 王巍等针对某一特定剪力墙住宅进行了结构优化设计分析研究 [4] ; 王传甲对高层框架剪力墙结构进行了抗震性能优化设计 [
![第 3 期伊永忠, 等 : 高层剪力墙住宅结构成本优化措施及应用 291 绍了采用有限元迭代方法对结构成本优化设计思路 [2] ; 陆海燕等介绍了结构基础设计优化方法 [3] ; 王巍等针对某一特定剪力墙住宅进行了结构优化设计分析研究 [4] ; 王传甲对高层框架剪力墙结构进行了抗震性能优化设计 [](/thumbs/91/105139204.jpg "第 3 期伊永忠, 等 : 高层剪力墙住宅结构成本优化措施及应用 291 绍了采用有限元迭代方法对结构成本优化设计思路 [2] ; 陆海燕等介绍了结构基础设计优化方法 [3] ; 王巍等针对某一特定剪力墙住宅进行了结构优化设计分析研究 [4] ; 王传甲对高层框架剪力墙结构进行了抗震性能优化设计 [")
第 32 卷 第 3 期 2017 年 6 月 山东建筑大学学报 JOURNAL OF SHANDONG JIANZHU UNIVERSITY Vol.32 No.3 Jun. 2017 文章编号 :1673-7644(2017)03-0290-05 高层剪力墙住宅结构成本优化措施及应用 伊永忠, 魏伟 ( 淄博市建筑设计研究院, 山东淄博 255037) 摘要 : 在确保结构安全的前提下, 将有限资源配置到关键部位,
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1 02 07 09 13 18 24 32 37 42 53 59 66 70 06 12 17 23 36 52 65 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 fl fi fi 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 σ σ σ α α 36 37 38 39 40 41 42 43 44
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中华人民共和国行业标准 高层建筑混凝土结构技术规程 建标 北 京 中华人民共和国行业标准 高层建筑混凝土结构技术规程 批准部门 中华人民共和国建设部 施行日期年月日 北 京 关于发布行业标准 高层建筑 混凝土结构技术规程 的通知 建标号 根据我部关于印发一九九七年工程建设城建建工行业标准制订修订项目计划的通知建标号的要求中国建筑科学研究院主编的高层建筑混凝土结构技术规程经我部审查现批准为行业标准编号为自年月日起实施其中
/ Ν #, Ο / ( = Π 2Θ Ε2 Ρ Σ Π 2 Θ Ε Θ Ρ Π 2Θ ϑ2 Ρ Π 2 Θ ϑ2 Ρ Π 23 8 Ρ Π 2 Θϑ 2 Ρ Σ Σ Μ Π 2 Θ 3 Θ Ρ Κ2 Σ Π 2 Θ 3 Θ Ρ Κ Η Σ Π 2 ϑ Η 2 Ρ Π Ρ Π 2 ϑ Θ Κ Ρ Π
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破坏形态 ; 5 理解结构静力试验中试验加载和观测设计的一般规律与不同类型结构试验的特殊问 ; 运用实验数据分析方法, 进行撰写实验报告的训练 周次 1 教学主 总论, 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能 1 教学时长 力 ; C6. 具有一定的国际视野和良好的环保及可持续发展 意识, 关
混凝土结构基本原理 课程教学大纲 课程名称 : 混凝土结构基本原理 课程类别 ( 必修 / 选修 ): 必修 课程英文名称 :Fundamentals of Concrete Structural Design 总学时 / 周学时 / 学分 :64/4/4 其中实验 ( 实训 讨论等 ) 学时 :8 先修课程 : 理论力学 材料力学 土木工程材料 授课时间 : 星期二 3-4 节 星期四 3-4 节
土木工程网- 打造最好最全的工程资料下载资源站
ICS 备案号 : DB34 安徽省地方标准 DB34/T 810 2008 叠合板混凝土剪力墙结构技术规程 2008-08-13 发布 2008-08-13 实施 安徽省质量技术监督局发布 目 次 前言... III 1 范围... 1 2 术语和符号... 1 2.1 术语... 1 2.2 符号... 1 3 材料... 2 3.1 材料... 2 3.2 设计参数... 2 4 结构设计的基本规定...
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重 庆 建 筑 大 学 学 报!!!!!!!!!!!!!!! 第!" 卷!) 础上加设对 角 斜 筋 和 上(下 两 组 " L#形 筋 菱 形 筋%的 筋的作用'即桁架机构的作用'将随跨高比的 减 小 逐 步 方案图 B%'并已通过 #" 个 接 近 足 尺 试 件 的 低 周 交 变 减弱) 试
第 卷 第 期 重庆建筑大学学报 年 月!"#! # % #&' # 新型配筋小跨高比洞口连梁的性能及设计方法 傅剑平 陈京洲 皮天祥 白绍良 重庆大学土木工程学院重庆 + 摘要 洞口连梁是钢筋混凝土抗震联肢剪力墙中保证延性及耗能性能的关键部件 但小跨高比洞口连梁因其特殊剪切受力机理 使它在不采取特殊配筋构造措施的前提下难以满足所需的延性要求 本文作者所在研究组通过对小跨高比洞口连梁的剪 ( 弯受力机理的分析研究
广西科技大学学报 第 卷 域 塑性铰区以外墙体基本保持弹性 腹板纵筋配筋区 纵筋配筋区 状态 因此 翼缘上竖缝可仅设置在墙体塑性铰区 以保证墙体刚度不至因翼缘设缝而降低很多 墙体按图 图 所示位置在其底部设置竖缝 竖缝高度采用东南大学 给出的塑性铰长度计算公式计算!! 光圆钢筋变形钢筋 图 形截面局
第 # 卷第 期广西科技大学学报 &!# '! % 第 年期 月 ' ( )')*+ '+&,+-. (,/+'/ '0 -/1'). % "#/$#%/$/ 局部设缝短肢剪力墙静力弹塑性分析 廖桂红 张 敏 广西科技大学土木建筑工程学院 广西柳州 摘要 针对底部设缝与传统不设缝短肢剪力墙 对静力弹塑性进行了分析 表明在剪力墙底部塑性铰区域设置竖缝后 破坏形式及变形能力均发生了改变 设缝后墙体塑性铰区域增大
型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ
中华人民共和国行业标准 型钢混凝土组合结构技术规程 建标 北 京 中华人民共和国行业标准 型钢混凝土组合结构技术规程 批准部门 中华人民共和国建设部 施行日期年月日 北 京 关于发布行业标准 型钢混凝土 组合结构技术规程 的通知 建标 号 根据国家计委 关于发送 一九八八年工程建设标准规范制 订 修订计划 的通知 计综 号 的要求 由中 国建筑科学研究院主编的 型钢混凝土组合结构技术规程 经 审查
Ⅰ Ⅱ 1 2 Ⅲ Ⅳ
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中华人民共和国行业标准 型钢混凝土组合结构技术规程 Tehnil peiition or teel reinored onrete omponte truture JGJ 38 200 J 30-200 2 0 0 2 北京 第 页共 页 @.inoe.om 型钢混凝土组合结构技术规程资料编号 JGJ 38 200 J 30-200 @ 中华人民共和国行业标准型钢混凝土组合结构技术规程 Tehnil
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装配式混凝土结构建筑工程施工图设计文件 技术审查要点 2016 年 12 月 前言 受住房和城乡建设部工程质量安全监管司委托, 中设建科 ( 北京 ) 建筑工程咨询有限公司组织本公司从事施工图审查工作的专家, 并邀请中国建筑设计院有限公司从事装配式混凝土建筑工程设计的专家, 经过广泛的调查研究, 认真总结了装配式混凝土建筑工程施工图设计文件审查实践经验, 深入研究了 装配式混凝土结构技术规程 (JGJ
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PowerPoint 演示文稿
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第 1 章 2010 年试题 1 1 上午试题和详解 试题 题 1~2: 某钢筋混凝土简支梁如图 1 1 所示 纵向钢筋采用 HRB335 级钢筋 ( ), 该梁计算跨度 l 0 =7200mm, 跨中计算所需的纵向受拉钢筋为 4 25 图 1 1 题 1~2(Z) 1 试问, 该简支梁
第 1 章 2010 年试题 1 1 上午试题和详解 1 1 1 试题 题 1~2: 某钢筋混凝土简支梁如图 1 1 所示 纵向钢筋采用 HRB335 级钢筋 ( ), 该梁计算跨度 l 0 =7200mm, 跨中计算所需的纵向受拉钢筋为 4 25 图 1 1 题 1~2(Z) 1 试问, 该简支梁支座区上部纵向构造钢筋的最低配置, 应为下列何项所示? (A)2 16 (B)2 18 (C)2 20
先按单筋截面计算受弯承载力, 并假定受拉钢筋放两排 : h =h- a =5-65=435mm 可承受的最大弯矩为 M bh (1.5 ) = ( ) u 1 c b b = N.mm<M=6kN.m 可见, 需要设计成双筋梁 () 计算所需
一 选择题 混凝土结构设计原理模拟试题 ( 一 ) 参考答案 1 (C) ()3 ()4 (D)5 ( C)6 ( B)7 (C)8 ()9 ( C)1 ( D) 二 填空题 1 提高钢筋的强度 冷拉 ; 承载能力极限状态 正常使用极限状态 ; 4 腹剪斜裂缝 弯剪斜裂缝 ; 5 小 大 ; 6 同号 最大弯矩截面 ; 三 是非判断题 1 ( ) ( )3 ( )4 ( )5 ( )6 ( )7 (
2 世界地震工程第 34 卷 会发生一次 7.5 级以上地震, 平均 10a 左右就会发生一次 8 级以上地震 依据地震区划图确定抗震设防要求, 做好房屋建筑和工程设施的抗震设防和土地利用规划, 是减轻地震灾害的重要途径 [2-4] 我国大陆减轻地震灾害的方针以预防为主 根据 中华人民共和国防震减灾
![2 世界地震工程第 34 卷 会发生一次 7.5 级以上地震, 平均 10a 左右就会发生一次 8 级以上地震 依据地震区划图确定抗震设防要求, 做好房屋建筑和工程设施的抗震设防和土地利用规划, 是减轻地震灾害的重要途径 [2-4] 我国大陆减轻地震灾害的方针以预防为主 根据 中华人民共和国防震减灾](/thumbs/91/105139320.jpg "2 世界地震工程第 34 卷 会发生一次 7.5 级以上地震, 平均 10a 左右就会发生一次 8 级以上地震 依据地震区划图确定抗震设防要求, 做好房屋建筑和工程设施的抗震设防和土地利用规划, 是减轻地震灾害的重要途径 [2-4] 我国大陆减轻地震灾害的方针以预防为主 根据 中华人民共和国防震减灾")
第 34 卷, 第 1 期 2018 年 3 月 世界地震工程 WORLDEARTHQUAKEENGINEERING Vol.34,No.1 Mar.2018 文章编号 :1007-6069(2018)01-0001-08 抗震设防烈度对剪力墙结构土建成本的影响分析 孟祥良 1, 张海 2, 尤红兵 3 2, 岳增群 (1. 天津大学建筑设计研究院, 天津 300073;2. 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室,
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第 4 期 刘成清, 等 : 短肢剪力墙抗震性能理论分析与数值模拟 691 the accuracy of the calculation theory for ultimate axial compression ratio is verified. In the case of equal se
第 51 卷第 4 期 2016 年 8 月西南交通大学学报 JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY Vol. 51 No. 4 Aug. 2016 文章编号 :02582724(2016)04069007 DOI:10. 3969 / j. issn. 02582724. 2016. 04. 013 短肢剪力墙抗震性能理论分析与数值模拟刘成清, 韦小丹,
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Microsoft Word - 《混凝土结构基本原理》（童兵）v2
混凝土结构基本原理 课程教学大纲 课程名称 : 混凝土结构基本原理 课程英文名称 :Fundamentals of Concrete Structures 课程类别 ( 必修 / 选修 ): 必修 总学时 / 周学时 / 学分 :64/4/4 其中实验 ( 实训 讨论等 ) 学时 :8 先修课程 : 理论力学 材料力学 土木工程材料 授课时间 : 松山湖校区 / 星期二 1- 节 星期四 1- 节
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高层建筑结构设计 第 4 章 结构计算分析和设计要求 西安建筑科技大学 : 史庆轩 标题 主要内容 : 4.1 高层结构计算分析 4.2 荷载效应和地震作用组合 4.3 高层结构的设计要求 4.4 抗震概念设计 4.5 超限高层建筑工程 主要内容 4.1 高层建筑结构的计算分析 4.1.1 计算假定 弹性假定 : 竖向荷载 风荷载及多遇地震作用下的内力和位移计算 但允许考虑结构的塑性内力重分布 原因
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126 建筑科学与工程学报 2014 年 multi couplingbeams,theductilityofmembersincreasesgreatly,thusthefailurepaternschange fromshearfailuretoflexuralfailure. 犓狔狑犱 :su
第 31 卷第 4 期 2014 年 12 月 建筑科学与工程学报 JournalofArchitectureandCivilEngineering Vol.31 No.4 Dec.2014 文章编号 :1673 2049(2014)04 0125 10 多连梁剪力墙抗震性能研究 范重 1, 刘畅 1,2, 吴徽 3 (1. 中国建筑设计研究院, 北京 100044;2. 天津大学建筑设计研究院,
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第 2 章高层建筑的结构体系与结构布置 主要内容 结构体系 ( 重点 ) 结构总体布置 ( 重点 ) 高层建筑的楼盖结构及基础 ( 了解 ) 问题 : 高层建筑主要有几种结构体系? 高层建筑的基本抗侧力单元有框架 剪力墙 筒体等, 由它们可以组成多种结构体系 框架 框架 - 剪力墙结构 剪力墙筒体 框架 - 核心筒结构 带加强层的高层结构 2.1 结构体系 2.1.1 框架结构体系 1. 定义框架结构
个开阔大气的大堂, 在地面二层北侧和东侧形成楼板大开洞, 开洞面积约占该楼层面积的 38%( 楼板局部不连 续 ); 此开洞造成地面 2 层高度范围内 (12 米 ) 部分框架柱没有与梁 板连接, 形成了 12 米高穿层柱 表 1 结构超限类型和程度 高度超限是否复杂高层平面凹凸不规则平面扭转不规则
Civil Engineering and Technology March 2015, Volume 4, Issue 1, PP.15-21 Seismic Analysis of a High-rise Overrun Frame Core-tube Structure Kewei Ding 1, Changyu Zhao 1, Ping Sun 2 1 School of Civil Engineering,
1.3. 具体分析 : 墙分布筋 : 水平分布筋一般仅有个别墙 ( 底部几层 ) 计算结果要求配筋大, mm 楼板 : 住宅来说一般板块不大, 板不厚, 采用三级钢 用三级钢比二级钢省钢筋 1.3.3: 非加强区, 端肢剪力墙可由 1
剪力墙优化及墙 梁布置 摘要 : 本文总结了一高层剪力墙住宅的优化过程, 及优化要点 总结了剪力墙中墙的布置原则 梁的布置原则 本文总结于一些设计院的内部资料 网络课件及钢结构和网易结构论坛 共 5 页 01-1-10----01-1-9 1. 优化 三级 ; 实例 A: 某上海剪力墙柱宅,7 度设防,0.1g,IV 类场地, 特征周期 0.9s, 抗震等级为 1.1 地震力 : 7 度设防,0.1g,IV
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3 毕业要求 毕业要求 5.2 具有完成土木工程结构构件 节点和单体的设计能力 20% 具有至少应用一种土木工程方面的大型分析软件能力, 并了解工程适用性 10% 1. 本课程内容与毕业要求指标点的对应关系 教学内容 毕业要求指标点 第一章绪论 毕业要求 1.3 第二章几何构造 毕业要求
结构力学 (B 类 )(1) 课程大纲 课程代码 EM251 课程名称 中文名 : 结构力学 (B 类 )(1) 英文名 :Structural Mechanics (B) (1) 课程类别 专业基础课 修读类别 必修 学分 4 学时 64 开课学期 第 4 学期 开课单位 船舶海洋与建筑工程学院土木工程系 适用专业 土木工程专业 先修课程 材料力学 理论力学 高等数学 教材及主要参考书 1. 课程组自编中英文讲义,
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博士学位论文
建筑结构抗震设计 建筑工程学院 第五章多层砌体 结构抗震设计 教学目的和要求 1. 了解砌体结构房屋震害特点及其原因 ; 2. 掌握砌体结构房屋抗震概念设计原则, 明确砌体结构房屋层数 高度 高宽比 横墙间距 房屋局部尺寸等的限值规定 3. 掌握多层砌体房屋 底框 - 抗震墙砌体房屋的地震剪力计算及分配方法 ; 4. 掌握砌体结构抗震承载力验算方法 ; 5. 熟悉砌体结构中构造柱 圈梁 芯柱 纵横墙连接
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第 期 程东辉等无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能 > 引言 再生 骨 料 混 凝 土 简 称 再 生 混 凝 土它 是 指 将 混 凝土'砂浆'石'砖瓦等建筑垃圾经机械或人工破碎' 筛分与清洗后按一定的比例级配形成再生骨料部 分或 全 部 代 替 天 然 骨 料并 加 入 胶 凝 材 料'砂'
第 卷 第 期 年 月 建筑科学与工程学报 && ' 文章编号 无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能 程东辉 俞永志 董志鹏 东北林业大学土木工程学院 黑龙江哈尔滨 摘要 设计制作了 根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁 并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验 研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态 承载力 裂缝宽度及跨中挠度等力学性能 基于试验数据建立了与 混凝土结构设计规范
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中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范 Code for seismic design of buildings GB 50011-2001 主编部门 : 中华人民共和国建设部批准部门 : 中华人民共和国建设部施行日期 : 2002 年 1 月 1 日 关于发布国家标准 建筑抗震设计规范 的通知 建标 [2001]156 号 根据我部 关于印发 1997 年工程建设标准制订修订计划的通知 ( 建标
限元分析, 研究了梁伸入墙肢长度 ( 纵筋直段锚固 长度 ) 梁纵筋锚固条件及梁纵筋配筋率等因素对节点受力和变形性能的影响 试验概况. 试件设计 本次试验的 个试件 ( - - ) 均为图 所示的偏心节点 试件几何尺寸 外形及悬臂梁配 筋等主要特征如图 和表 所示, 梁伸入墙体长度为, 剪力墙分布筋
* 钢筋混凝土梁 - 薄墙平面内偏心连接节点试验研究 王志军 柏洁白绍良 ( 重庆大学土木工程学院, 重庆 ) 摘要 : 针对梁纵筋锚固条件 墙肢内梁配箍率及梁截面高度等参数, 通过 个梁 - 薄墙平面内偏心连接节点的低周反复加载试验以及非线性有限元的模拟和参数分析, 模拟结果与试验吻合较好 试验与分析结果表明 : 保证梁纵筋直段锚固长度后, 采取弯锚措施和加大墙肢内梁配箍率都可以改善节点受力和延性,
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