剪力牆結構文獻綜述

2022-08-17 23:24:04 字數 2195 閱讀 9349

2.跳層剪力牆結構

跳層剪力牆結構中,剪力牆與柱隔層交替布置。當把多片這樣的單元組合成結構時,相鄰兩片的剪力牆布置層互相錯開,即形成跳層結構。跳層剪力牆結構的優點是採用跨度不大的樓板,可以獲得空間較大的房間,又可避免由柱形成的軟弱層。

如果從單片結構看,它的側向變形將集中在柱層,這對柱的受力十分不利。但當相鄰兩片抗側力結構的剪力牆交替布置時,便可減小柱的側向變形,使整個結構出現基本是彎曲型的變形曲線。跳層剪力牆結構在國內尚無建築例項,國內在這方面的研究也較少。

它的結構設計方法、抗震設計及構造等問題都需進行進一步的研究和實踐,以便取得經驗。

三.剪力牆結構的研究方法

1.計算方法的發展

20世紀50年代—70年代後期,由於計算機條件所限,高層建築結構設計基本採用人工手算。隨著剪力牆上洞口增設的多少和大小的不同,其變形和受力也呈現顯著的變化,根據理論分析與實驗研究的結果,對不同類別的剪力牆分別發展了適宜的手算方法。到20世紀80年代,計算機在我國得到了很大發展,微型計算機應用進入到科研及工程設計領域,結構矩陣分析與程式設計在土木工程領域也得到了廣泛應用。

其中,以桿件為單元的矩陣位移法在工程設計中的應用最為廣泛,經歷了協同工作分析法、空間結構分析法等多種形式。期間還發展應用了以解析、半解析方法為基礎的常微分方程求解器方法以及到最後的多單元組合的有限元方法。使結構分析包括剪力牆結構在內的複雜受力構件的受力狀態都能得到很好的求解,並形成結構分析通用程式,使工程設計人員從繁冗的手算工作中解脫出來,將經歷更好地放在方案優化和概念設計上。

2.幾種分析方法的介紹

剪力牆結構隨著牆肢彎矩分布特點的改變和開洞大小的不同,結構內力與位移的計算方法與計算簡圖的選取也不同。目前,在實際設計中已廣泛採用計算機點算方法,但對於簡單結構採用手算計算是對機算方法的補充,對訓練和建立基本概念也是十分必要的。除了整體牆和小開口整體牆基本上可以採用材料力學的計算公式外,其他情況大體上還有以下一些演算法。

(1)連梁連續化的分析方法

此法將每乙個樓層的連梁假想為分布在整個樓層高度上的一系列連續連桿,借助於連桿的位移協調條件建立關於剪力牆基本未知量的微分方程,解微分方程便可求得所需內力。

(2)壁式框架分析法

將剪力牆簡化為乙個等效多層框架。由於牆肢及連繫梁都較寬,在牆樑相交處形成乙個剛性區域,在這區域內,牆樑的剛度為無限大。因此,這個等效框架的桿件便成為帶剛域的桿件。

(3)有限元及有線條帶法

將剪力牆結構作為平面問題(或空間問題),採用網格劃分為矩形或三角形單元,取節點位移作為未知量,建立各節點的平衡方程,用電子計算機求解。

(4)矩陣位移法

這是框架結構計算機計算的通用方法,也可以用來計算壁式框架。用矩陣位移法求解,不僅可以解乙個平面框架,而且可以將整個結構作為空間問題求解。由於所作假定較少,應用範圍較廣,精確度也較高,已成為用計算機計算時的通用方法。

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