剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)與構(gòu)造畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-28 00:42本頁(yè)面
【正文】 思考題為什么說(shuō)如果經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)，聯(lián)肢墻的抗震性能比懸臂墻好？請(qǐng)說(shuō)明“合理設(shè)計(jì)”有哪些要求?為什么在墻端部有明柱或暗柱的剪力墻延性較好?影響剪力墻截面延性性能的因素有哪些?開(kāi)洞剪力墻中，連梁性能對(duì)剪力墻破壞形式、延性性能有些什么影響?怎樣設(shè)計(jì)連梁?67。美洲銀行經(jīng)過(guò)了1972年12月23日尼加拉瓜馬那瓜地震，連梁出現(xiàn)剪切破壞，但整個(gè)結(jié)構(gòu)沒(méi)有受到損壞，在美洲銀行周?chē)慕ㄖ锎蠖计茐氖謬?yán)重。②采用多道設(shè)防方法設(shè)計(jì)聯(lián)肢墻 在某些情況下，當(dāng)連梁的延性不能保證時(shí)，或需要考慮在強(qiáng)震下結(jié)構(gòu)的安全時(shí)，可采用另一種設(shè)計(jì)方法，即考慮連梁破壞后退出工作，按照單獨(dú)墻肢工作，使墻肢處于彈性工作狀態(tài)，以保證結(jié)構(gòu)的安全。試驗(yàn)證明，由于跨高比加大，減小了剪切變形影響，可以有效地防止斜拉剪切破壞，增加了延性?？v筋伸入豎向構(gòu)件的長(zhǎng)度不應(yīng)小于或。 在斜交叉配筋的梁中，剪力和彎矩的傳遞是通過(guò)斜筋的拉力和壓力實(shí)現(xiàn)的，它對(duì)混凝土的依賴(lài)較少，只要斜筋不壓屈，錨固不失效，它就可以繼續(xù)承載，對(duì)墻肢仍然有約束作用。在連梁中采用交叉配筋方式，可以大大改善連梁的延性。受壓墻肢剛度變大，剪力將比彈性計(jì)算時(shí)增大；受拉墻肢剛度變小，剪力相應(yīng)減小，因此，當(dāng) 個(gè)墻肢可能出現(xiàn)偏心受拉時(shí)，另一個(gè)受壓墻肢的彎短和剪力應(yīng)適當(dāng)加大。 ③由于不同墻肢承受軸力和彎矩相差懸殊，出現(xiàn)裂縫及塑性變形后，墻肢剛度發(fā)生變化，墻肢之間剪力將產(chǎn)生重分配。軸壓力增大的墻肢抵抗彎矩增大，軸壓力減小的墻肢則抵抗彎矩減小。另外，對(duì)聯(lián)肢墻的墻肢作抗剪驗(yàn)算時(shí)，也要按強(qiáng)剪弱彎的要求進(jìn)行，避免墻肢過(guò)早出現(xiàn)剪切破壞。所以，應(yīng)當(dāng)限制連梁的調(diào)幅值，同時(shí)注意應(yīng)使這些連梁能抵抗正常使用荷載和風(fēng)荷載下的內(nèi)力，鋼筋不能在這些內(nèi)力下屈服。中部連梁的彎矩設(shè)計(jì)值降低以后，其余部位的連梁和墻肢彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)相應(yīng)的提高，如下圖所示，以維持靜力平衡。②用彈性分析所得的內(nèi)力進(jìn)行內(nèi)力調(diào)幅，按調(diào)幅以后的彎矩設(shè)計(jì)連梁配筋。例如在聯(lián)肢墻中，取作為連梁的計(jì)算跨度。 為了使連梁首先屈服，可以對(duì)連梁中的彎矩進(jìn)行調(diào)整，降低連梁彎矩，按降低后彎矩進(jìn)行配筋，可以使連梁抗彎承載力降低，從而使連梁較早出現(xiàn)塑性鉸，又降低了梁中的平均剪應(yīng)力，可以改善其延性。如果部分連梁剪壞或全部剪壞，則墻肢間約束將削弱或全部消失，使聯(lián)肢墻蛻化為兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立墻肢，結(jié)構(gòu)的剛度會(huì)大大降低，承載力也將隨之降低。這樣，當(dāng)連梁屈服以后，可以吸收地震能量，同時(shí)又能繼續(xù)起到約束墻肢的作用。延性聯(lián)肢墻設(shè)計(jì)（1）“強(qiáng)墻弱梁”的整體設(shè)計(jì)和“強(qiáng)剪弱彎”的構(gòu)件設(shè)計(jì) 聯(lián)肢剪力墻是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使聯(lián)肢剪力墻的連梁上首先出現(xiàn)塑性鉸吸收地震能量，從而避免墻肢的嚴(yán)重破壞，它會(huì)具有比懸臂剪力墻更好的抗震性能。4）連梁高度范圍內(nèi)的墻肢水平分布鋼筋應(yīng)在連梁內(nèi)拉通作為連梁的腰筋。2）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，沿連梁全長(zhǎng)箍筋的構(gòu)造應(yīng)符合框架梁兩端箍筋加密區(qū)的箍筋構(gòu)造要求；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，沿連梁全長(zhǎng)箍筋直徑不應(yīng)小于6mm，間距不應(yīng)大于150mm。（3）連梁配筋構(gòu)造連梁中配筋形式下圖。試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果表明，受壓區(qū)很小，可用受拉鋼筋對(duì)受壓鋼筋取矩決定受彎承載力，即在對(duì)稱(chēng)配筋時(shí)可以采用公式：抗剪承載力驗(yàn)算按以下公式計(jì)算：同時(shí)，為了不使斜裂縫過(guò)早出現(xiàn)，或混凝土過(guò)早破壞，連梁截面尺寸不應(yīng)太小，應(yīng)符合下列要求：剪力墻連梁不滿(mǎn)足上述要求時(shí)，可采取下列措施：1）減小連梁截面高度或采取其他減小連梁剛度的措施。（2）連梁截面配筋計(jì)算 抗彎承載力驗(yàn)算，按普通受彎構(gòu)件的抗彎承載力公式進(jìn)行計(jì)算。所以《高展規(guī)程》規(guī)定：跨高比小于5的連梁，宜按一般連梁規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)；跨高比不小于5時(shí)。特別在反復(fù)荷載作用下易形成交叉裂縫，使混凝土酥裂，導(dǎo)致剪切破壞(見(jiàn)下圖)，延性較差。這種連梁的受力性能與一般垂直荷載下的深梁不同，（豎向荷載產(chǎn)生的彎矩與剪力不大），在水平荷載下它與墻肢相互作用產(chǎn)生的約束彎矩與剪力較大，約束彎矩和剪力在梁兩端方向相反。 沿高度方向墻肢截面、配筋也可以改變，由底層向上逐漸減少，分成幾段分別進(jìn)行截面、配筋計(jì)算，開(kāi)洞剪力墻的截面尺寸、混凝土等級(jí)、正截面抗彎計(jì)算、斜截面抗剪計(jì)算和配筋構(gòu)造要求等都與懸臂墻相同。 開(kāi)洞剪力墻在風(fēng)荷載及小地震作用下，按照彈性計(jì)算內(nèi)力進(jìn)行荷載組合后，再進(jìn)行連梁及墻肢的截面、配筋計(jì)算。如果連梁較強(qiáng)而形成整體墻，則要注意與懸臂墻相類(lèi)似的塑性鉸區(qū)的加強(qiáng)設(shè)計(jì)。 從上面的破壞形態(tài)分析知道，按照“強(qiáng)墻弱梁”原則設(shè)計(jì)開(kāi)洞剪力墻，并按照“強(qiáng)剪弱彎”要求設(shè)計(jì)墻肢及連梁構(gòu)件，可以得到較為理想的延性剪力墻結(jié)構(gòu)。值得引起注意的是由于連梁過(guò)強(qiáng)而導(dǎo)致的墻肢剪壞。只要墻肢塑性鉸具備延性，這種破壞也是屬于延性的彎曲破壞。但是，如果能保持墻肢處于良好工作狀態(tài)，那么結(jié)構(gòu)仍可繼續(xù)承載。當(dāng)連梁的抗剪承載力很小、首先剪切破壞時(shí)，會(huì)使墻肢失去約束而形成單獨(dú)墻肢，如圖（c）所示。 當(dāng)連梁的剛度及承載力很大時(shí)，連梁不會(huì)屈服，這時(shí)開(kāi)洞墻與整體懸臂墻類(lèi)似，要靠底層出現(xiàn)塑性鉸，如圖（b）所示，然后才能破壞。數(shù)量眾多的連梁端部塑性鉸形成過(guò)程中可以吸收地震能量，又能繼續(xù)傳遞彎矩與剪力，對(duì)墻肢形成的約束彎矩使剪力墻保持足夠的剛度與承載力，墻肢底都的塑性鉸亦具有延性。 當(dāng)連梁的剛度及抗彎承載力大大小于墻肢的剛度和抗彎承載力，且連梁具有足夠的延性時(shí)，則塑性餃先在連梁端部出現(xiàn)。五、開(kāi)洞剪力墻設(shè)計(jì)和構(gòu)造開(kāi)洞剪力墻（或稱(chēng)聯(lián)肢剪力墻）是指由連梁和墻肢構(gòu)件組成的開(kāi)有較大規(guī)則洞口的剪力墻。3）強(qiáng)剪弱彎的剪力設(shè)計(jì)值為保證塑性鉸區(qū)強(qiáng)剪弱彎，對(duì)剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行增大調(diào)整。③應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件的剪力墻，最大平均軸壓比介于上兩者之間。2）剪力墻軸壓比驗(yàn)算按剪力墻軸壓比的大小分以下三種情況①不應(yīng)超過(guò)的最大平均軸壓比限值。②斜截面抗剪承載力計(jì)算。因此，在一級(jí)抗震設(shè)計(jì)中，水平施工縫抗滑移驗(yàn)算公式如下：——水平施工縫處剪力墻腹板內(nèi)豎向分布筋和邊緣構(gòu)件中的豎向鋼筋總面積（不包括兩側(cè)翼墻），以及在墻體中有足夠錨固長(zhǎng)度的附加豎向插筋面積。施工縫可能形成薄弱部位，出現(xiàn)剪切滑移。分布鋼筋的搭接長(zhǎng)度分別不應(yīng)小于和。二、三級(jí)的其他部位及四級(jí)時(shí)刻不調(diào)整。9度一級(jí)時(shí)尚應(yīng)符合下式：——剪力墻正截面抗震受彎承載力，有翼墻時(shí)應(yīng)計(jì)入墻兩側(cè)各一倍翼墻厚度范圍內(nèi)的縱向鋼筋。為保證塑性鉸范圍內(nèi)不過(guò)早出現(xiàn)剪切破壞，一～三級(jí)抗震時(shí)，要使截面抗剪承載力超過(guò)抗彎承載力。截面屈服以后，在反復(fù)荷載作用下，斜裂縫擴(kuò)展，會(huì)使腹板混凝土酥裂破碎，剪力墻的塑性鉸區(qū)會(huì)出現(xiàn)很大滑移，使構(gòu)件喪失承載能力而延性減小。首先，在塑性鉸區(qū)必須按照強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)原則，用截面達(dá)到屈服時(shí)的剪力進(jìn)行截面抗剪驗(yàn)算，以保證在出塑性鉸之前，墻肢不剪壞。項(xiàng)目一級(jí)（9度）一級(jí)（678度）二、三級(jí)（暗柱）（翼墻或端柱）
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