本篇文章給大家談?wù)劶袅υO(shè)計原則強剪弱彎,以及強剪弱彎剪力調(diào)整對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,什么是強剪弱彎?這就是我們設(shè)計時要結(jié)構(gòu)達到“強柱弱梁,強剪弱彎”這個目標,人為的控制不利的、更危險的破壞發(fā)生, ,2、具體計算:要達到上述目的,要通過計算確定!
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本文目錄一覽:
- 1、什么是強剪弱彎?,設(shè)計中如何實現(xiàn)?
- 2、高層剪力墻中連梁設(shè)計建議與配筋計算?
- 3、二道防線是強剪弱彎調(diào)整么
- 4、簡述地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計原則?
什么是強剪弱彎?,設(shè)計中如何實現(xiàn)?
解答(一)
1、“強柱弱梁,強剪弱彎”是一個從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計角度提出的一個結(jié)構(gòu)概念。就是柱子不先于梁破壞,因為梁破壞屬于構(gòu)件破壞,是局部性的,柱子破壞將危及整個結(jié)構(gòu)的安全---可能會整體倒塌,后果嚴重!所以我們要保證柱子更“相對”安全,故要“強柱弱梁”;“彎曲破壞”是延性破壞,是有預(yù)兆的--如開裂或下?lián)系?,而“剪切破壞”是一種脆性的破壞,沒有預(yù)兆的,舜時發(fā)生,沒有防范,所以我們要避免發(fā)生剪切破壞!這就是我們設(shè)計時要結(jié)構(gòu)達到“強柱弱梁,強剪弱彎”這個目標。人為的控制不利的、更危險的破壞發(fā)生。
2、具體計算:要達到上述目的,要通過計算確定!具體公式可參見“抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計”、“高層建筑設(shè)計”或“砼設(shè)計規(guī)范”等!
3、上述是個人觀點,愿與大家交流分享,如有不妥之處,敬請指正??!
解答(二)
二十世紀70年代后期,新西蘭的T.Paulay和R.Park提出了保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有足夠彈塑性變形能力的能力設(shè)計方法。該方法是基于對非彈性性能對結(jié)構(gòu)抗震能力貢獻的理解和超靜定結(jié)構(gòu)在地震作用下實現(xiàn)具有延性破壞機制的控制思想提出的,可有效保證和達到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標,同時又使設(shè)計做到經(jīng)濟合理。
能力設(shè)計方法的核心是,(1)引導(dǎo)框架結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻(核心筒)結(jié)構(gòu)在地震作用下形成梁鉸機構(gòu),即控制塑性變形能力大的梁端先于柱出現(xiàn)塑性鉸,即所謂“強柱弱梁”;(2)避免構(gòu)件(梁、柱、墻)剪力較大的部位在梁端達到塑性變形能力極限之前發(fā)生非延性破壞,即控制脆性破壞形式的發(fā)生,即所謂“強剪弱彎”;(3)通過各類構(gòu)造措施保證將出現(xiàn)較大塑性變形的部位確實具有所需要的非彈性變形能力。
到二十世紀80年代,各國規(guī)范均在不同程度上采用了能力設(shè)計方法的思路。
能力設(shè)計方法的關(guān)鍵在于將控制概念引入結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,有目的的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)破壞機制,避免不合理的破壞形態(tài)。該方法不僅使得結(jié)構(gòu)抗震性能和能力更易于掌握,同時也使得抗震設(shè)計變得更為簡便明確,即后來在抗震概念設(shè)計中提出的主動抗震設(shè)計思想。
高層剪力墻中連梁設(shè)計建議與配筋計算?
高層剪力墻中連梁設(shè)計建議與配筋計算是什么?下面中達咨詢?yōu)榇蠹以敿毥榻B。
1、連梁的工作和破壞機理
在風(fēng)荷載和地震荷載作用下,墻肢產(chǎn)生彎曲變形,使連梁產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,從而使連梁產(chǎn)生內(nèi)力。同時連梁端部的彎矩、剪力和軸力又反過來減少了墻肢的內(nèi)力和變形,對墻肢起到了一定的約束作用,改善了墻肢的受力狀態(tài)。高層建筑剪力墻中的連梁在水平荷載作用下的破壞可分兩種,即脆性破壞(剪切破壞)和延性破壞(彎曲破壞)。連梁在發(fā)生脆性破壞時就喪失了承載力,在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時,各墻肢喪失了連梁對它的約束作用,將成為單片的獨立梁。這會使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低,變形加大,墻肢彎矩加大,并且進一步增加P—Δ效應(yīng)(豎向荷載由于水平位移而產(chǎn)生的附加彎矩),并最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。連梁在發(fā)生延性破壞時,梁端會出現(xiàn)垂直裂縫,受拉區(qū)會出現(xiàn)微裂縫,在地震作用下會出現(xiàn)交叉裂縫,并形成塑性絞,結(jié)構(gòu)剛度降低,變形加大,從而吸收大量的地震能量,同時通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力,對墻肢起到一定的約束作用,使剪力墻保持足夠的剛度和強度。在這一過程中,連梁起到了一種耗能的作用,對減少墻肢內(nèi)力,延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復(fù)作用下,連梁的裂縫會不斷發(fā)展、加寬,直到混凝土受壓破壞。
2、設(shè)計的建議
在墻肢和連梁的協(xié)同工作中,剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強度。在正常的使用荷載和風(fēng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)應(yīng)該處于彈性工作狀態(tài),連梁不應(yīng)該產(chǎn)生塑性鉸。在地震作用下,結(jié)構(gòu)允許進入彈塑性狀態(tài),連梁可以產(chǎn)生塑性鉸。根據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范總則的要求,建筑物在遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時,一般不損壞或不需修復(fù)仍可使用,當遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。因此,剪力墻的設(shè)計應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞,也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計符合強剪弱彎的原則,同時要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。
因此在實際工程中要使連梁設(shè)計滿足強剪弱彎的原則就必須考慮以下幾個方面:
2.1、關(guān)于連梁剛度的折減。連梁由于跨高比小,與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內(nèi)力往往很大,連梁屈服時表現(xiàn)為梁端出現(xiàn)裂縫,剛度減弱,內(nèi)力重分布。因此在開始進行結(jié)構(gòu)整體計算時,就需對連梁剛度進行折減。根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》第417條規(guī)定:“在內(nèi)力與位移計算中,所有構(gòu)件均可采用彈性剛度,在框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中,連梁的剛度可予以折減,折減系數(shù)不應(yīng)小于0.55.”一般在實際設(shè)計中我們在0.55—1之間取值,以符合截面設(shè)計的要求。
2.2、加連梁跨度減少高度。在連梁設(shè)計中,剛度折減后,仍可能發(fā)生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況,這時可以增加洞口的寬度,以減少連梁剛度。減少了結(jié)構(gòu)的整體剛度,也就減少了地震作用的影響,使連梁的承載力有可能不超限。如果只是部分連梁超筋或超限,則可采取調(diào)整連梁內(nèi)力來解決。調(diào)整的幅度不宜大于20%,且連梁必須滿足“強剪弱彎”的要求。
2.3、增加剪力墻厚度。亦即增加連梁的截面寬度,其結(jié)果一方面由于結(jié)構(gòu)整體剛度加大,地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力增加,另一方面連梁的受剪承載力與寬度的增加成正比。由于該片墻厚增加以后,地震所產(chǎn)生的內(nèi)力并不按墻厚增加的比例分配給該片剪力墻,而是小于這個比例,因此有可能使連梁的受剪承載力不超限。
2.4、提高混凝土等級?;炷恋燃壧岣吆螅Y(jié)構(gòu)的地震作用影響增加的比例遠小于混凝土受剪承載力提高的比例,有可能使連梁的受剪承載力不超限。
2.5、地震區(qū)高層建筑的剪力墻連梁,在進行了上述調(diào)整后,仍有部分不符合承載力要求時,可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力。然后按“強剪弱彎”的要求,配置相應(yīng)的縱向鋼筋。此時,如果不能保證連梁在大震時的延性要求,應(yīng)重新計算整個結(jié)構(gòu),必要時調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,使連梁的承載力符合要求。
上述各種措施中,在能滿足整體剛度的情況下,可先采用剛度折減,如仍超限可采用其余各種措施。
3、連梁的配筋計算
根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工規(guī)程》,在連梁設(shè)計方面,對于連梁非抗震設(shè)計,抗震設(shè)計時跨高比大于25及小于25兩種情況,在截面受剪承載力及配筋方面均有不同規(guī)定。
在結(jié)構(gòu)計算時這類連梁往往發(fā)生受剪承載力的超限,這時可以將受力筋均勻布置,同時考慮到連梁以承載水平荷載為主,支座彎矩主要由水平荷載引起,在反復(fù)的水平荷載作用下支座截面上、下受拉筋面積相近,可以采用截面對稱配筋。在連梁配筋中,配置平行筋往往導(dǎo)致斜向受拉破壞或由于箍筋過量而發(fā)生剪切滑移破壞,這些破壞將導(dǎo)致連梁的滯回曲線變壞,耗能能力下降。若采用菱形配筋方式,可以克服這些不足之處。
4、結(jié)語
高層建筑剪力墻連梁的設(shè)計受很多因素的制約。連梁的內(nèi)力和剪力墻的多少、每片剪力墻的水平力大小、連梁的剛度、與之相連的墻肢剛度等都有關(guān)。因此在設(shè)計時,問題是比較復(fù)雜的,設(shè)計時要把互相制約的因素統(tǒng)一協(xié)調(diào),以取得比較理想的結(jié)果。
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二道防線是強剪弱彎調(diào)整么
框架剪力墻結(jié)構(gòu)二道防線調(diào)整
摘要:框架剪力墻結(jié)構(gòu)二道防線調(diào)整可有效提高建筑工程剪力墻設(shè)計原則強剪弱彎的抗震性能剪力墻設(shè)計原則強剪弱彎,保證結(jié)構(gòu)安全??蚣艚Y(jié)構(gòu)中剪力墻是第一道防線,框架是二道防線。設(shè)計時,要根據(jù)規(guī)范的原則來設(shè)置二道防線,保證二道防線具有一定的抵抗水平荷載的能力,防止第一道防線剪力墻進入塑性造成結(jié)構(gòu)整體破壞。本文以筆者設(shè)計的某高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)為案例,闡述二道防線的調(diào)整理論和方法。
關(guān)鍵詞:框剪結(jié)構(gòu)剪力墻設(shè)計原則強剪弱彎;抗震設(shè)計;二道防線調(diào)整
引言:
框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置較剪力墻結(jié)構(gòu)靈活,在具有一定剛度和抗震性能的同時,可以滿足不同使用功能的要求,在辦公、公寓、商業(yè)、酒店等高層建筑中得到大量應(yīng)用??蚣艚Y(jié)構(gòu)在設(shè)計時,需設(shè)置二道防線,防止設(shè)防地震或大震發(fā)生時,一道防線進入塑性失去承載能力后結(jié)構(gòu)整體破壞。二道防線的設(shè)置,應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010中的相關(guān)規(guī)定。
1.框剪結(jié)構(gòu)二道防線調(diào)整的作用
框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻兩種力學(xué)性能不同的抗側(cè)力構(gòu)件構(gòu)成,共同抵抗水平及豎向荷載。它的受力特點不同于框架,也不同于剪力墻在剪力墻結(jié)構(gòu)中的受力特點。因為框剪結(jié)構(gòu)底部樓層剪力墻的位移較小,剪力墻主要承擔水平作用,上部樓層剪力墻的位移比較大,具有外傾傾向,框架具有內(nèi)收作用,框架阻止剪力墻按照剪切曲線變形。剪力墻不僅承擔上部樓層的水平作用,還需給框架提供附加水平剪力[1]??蚣懿糠值目辜裟芰h小于剪力墻部分,因此在遭受地震時,由剪力墻來承擔主要地震作用,框架輔助受力作用很小,剪力墻是承受水平作用的第一道防線。在小震作用下,剪力墻的基本不開裂或開裂較小,剛度損失較小。當承受中、大震作用時,剪力墻剛度退化嚴重,進入塑性,剩余地震作用將轉(zhuǎn)移作用到框架,框架成為第二道防線。根據(jù)抗規(guī)、高規(guī)的要求,設(shè)計二道防線時,要考慮框架結(jié)構(gòu)塑性變形內(nèi)力重分布特點,要求結(jié)構(gòu)具有一定的延性和彈性,可以滿足結(jié)構(gòu)變形等要求,所以在設(shè)計時需對框剪結(jié)構(gòu)進行二道防線調(diào)整。
2.國內(nèi)外關(guān)于二道防線調(diào)整的差異
2.1國內(nèi)規(guī)范對二道防線調(diào)整要求
抗規(guī)和高規(guī)要求對框剪結(jié)構(gòu)對應(yīng)于地震作用標準值的各層框架總剪力進行調(diào)整,具體計算公式如下:Vf=min(0.2V0,1.5Vf。max),其中V0為對應(yīng)地震作用標準值的結(jié)構(gòu)底層總剪力,Vf為對應(yīng)地震作用標準值的各層框架承擔的地震總剪力(未經(jīng)過調(diào)整的)。
2.2國外規(guī)范對二道防線調(diào)整要求
《美國統(tǒng)一建筑規(guī)范UBC》對高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系提出以下要求:1、高層建筑應(yīng)具有完整的結(jié)構(gòu)體系來支承擔豎向荷載作用。2、當遭受地震作用時,剪力墻和框架共同承擔水平地震作用且框架應(yīng)至少具備承擔25%的基底水平剪力的能力。3、設(shè)計時要充分考慮框架和剪力墻的相互影響,提高框架剪力墻的整體剛度。根據(jù)相關(guān)研究,框架承擔25%的基底剪力,可以確保結(jié)構(gòu)在大震下依然可以承擔建筑重力荷載,建筑結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能良好[2]。
3.框剪結(jié)構(gòu)二道防線調(diào)整案例
3.1工程概況
以筆者設(shè)計的銀川市還建五里宜居友愛保障性住房2#廉租公寓為案例,本例為地上23層,地下1層,平面尺寸為47*18.8m,建筑高度為90m,結(jié)構(gòu)形式采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防烈度為8度0.20g,設(shè)計地震分組為第二組,場地類別為II類,設(shè)計使用年限為50年,抗震設(shè)防類別為標準設(shè)防類,安全等級為二級,框架及剪力墻抗震等級均為一級。經(jīng)計算,底層內(nèi)力CQC的框架柱及短肢墻地震傾覆力矩百分比計算結(jié)果如下:X向框架承擔的傾覆力矩為21.35%,Y向框架承擔的傾覆力矩為13.74%,均大于10%,小于50%,屬于標準的框架剪力墻結(jié)構(gòu)。下圖為X向框架剪力按樓層在彈性CQC--0.2v0--UBC分布情況。
3.2二道防線調(diào)整方法
規(guī)范要求框架部分具備承受至少20%基底地震剪力的能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,要將20%基底剪力以倒三角形荷載的分布模式作用在剪力墻面內(nèi),按剪力墻相對面內(nèi)剛度得到的框架層剪力進行包絡(luò)設(shè)計,但這種調(diào)整模式,從上圖中可以看出忽視剪力墻設(shè)計原則強剪弱彎了樓層剪力分布規(guī)律,得到的結(jié)果不完全符合結(jié)構(gòu)的實際受力特征。因此,需要對框架剪力墻的框架剪力進行調(diào)整,下圖為X向框架剪力調(diào)整系數(shù)按樓層在0.2v0—UBC—中震彈塑性的分布情況。
從上圖中可以看出,0.2V0調(diào)整系數(shù)按樓層高度出現(xiàn)了“中間小,兩邊大”啞鈴形的分布特征,這是由于框剪結(jié)構(gòu)中部樓層框架增加了承受水平荷載的作用,所以需要調(diào)整的系數(shù)比較小。案例選取代表樓層的X、Y向0.2V0調(diào)整系數(shù)如下:
通過表格可以得出以上結(jié)論。
3.3框架柱剪力調(diào)整方法
從框剪結(jié)構(gòu)的層間位移角、框架剪力最大值、剪力墻彎矩及變形曲線的拐點位置,可得出變形曲線拐點位置以上的剪切變形是框剪結(jié)構(gòu)剪力變形最大的地方,上部樓層剪力值大于下部樓層。上部樓層因剪力墻的彎曲變形,框架成為抵抗水平剪力的主要構(gòu)件,所以需調(diào)整框架剪力,形成二道防線,保證框架具備一定的承擔地震水平剪力的能力。根據(jù)框剪結(jié)構(gòu)抗震彈性模量分析,發(fā)現(xiàn)頂部樓層所承受的水平剪力沿框架轉(zhuǎn)移到剪力墻,水平剪力的轉(zhuǎn)移方向和底部相比完全不同,所以實際上層樓層剪力墻被破壞的程度并沒有底部結(jié)構(gòu)破壞嚴重,可以滿足規(guī)范要求。根據(jù)“強剪弱彎”的原則,在設(shè)計時,可以提高上部樓層框架剪力墻的延性,從而確保上部樓層框架變形承載力。
受剪變形曲線拐點是框剪結(jié)構(gòu)變形的關(guān)鍵節(jié)點,拐點以下主要以彎曲變形為主,中、大震時出現(xiàn)塑性變形。調(diào)整時,可以把拐點作為界限將框架剪力墻分成兩段分別進行調(diào)整。在多遇地震作用下得到結(jié)構(gòu)承受剪力最大的樓層,將該層作為變形曲線的拐點,其下的樓層按照規(guī)范要求調(diào)整,其上的樓層考慮樓層剪力調(diào)整系數(shù)[3]。經(jīng)過二道防線調(diào)整后,案例X方向地震作用下樓層最大位移為1/1017,Y方向地震作用下樓層最大位移為1/969,滿足規(guī)范1/800的規(guī)定。
結(jié)束語:
綜上所述,案件在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,在滿足高規(guī)、抗規(guī)中層間位移角限值的要求下,進行二道防線調(diào)整,保證第二道防線框架的抗震性能,保證高層建筑結(jié)構(gòu)的延性,確保小震不壞、中震可修、大震不倒的三階段抗震設(shè)防目標的實現(xiàn)。
參考文獻:
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[3]趙剛.盛京金融廣場項目T3塔樓——帶裙房塔樓結(jié)構(gòu)二道防線設(shè)計特點[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017,(12):1575-1575.
作者簡介:姓名:景毅(1974.12.23--),性別:男;籍貫:山西;民族:漢;學(xué)歷:本科;職稱:高級工程師;職務(wù):副總工程師;研究方向:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;單位:銀川市城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司。
簡述地震區(qū)框架結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計原則?
目前最為普遍采用??蚣芙Y(jié)構(gòu)延性設(shè)計原則是“強剪弱彎,弱梁強柱,更強節(jié)點”;剪力墻結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土澆筑成墻體,即剪力墻,用以承受豎向和水平作用力;框剪結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合,吸取了二者的長處,既能為建筑平面布置提供較大的使用空間,又具有良好的抗震性能。混凝土主要表現(xiàn)為脆性材料,其抗壓強度遠大于砌體結(jié)構(gòu)材料,但抗拉強度低,且混凝土性能對用水量非常敏感,必須嚴格控制,在復(fù)合結(jié)構(gòu)中混凝土主要承受壓力載荷;增強鋼筋具有優(yōu)良的承受壓、拉多種載荷能力的韌性材料。鋼筋、混凝土二者互補受力,從而賦予建筑良好的剛度、強度以及延性,以抵御地震產(chǎn)生的破壞力。鋼筋增強的原則是在混凝土受壓破壞之前其中的鋼筋由于達到受拉極限發(fā)生破壞。
剪力墻設(shè)計原則強剪弱彎的介紹就聊到這里吧,感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容,更多關(guān)于強剪弱彎剪力調(diào)整、剪力墻設(shè)計原則強剪弱彎的信息別忘了在本站進行查找喔。