抗震设计中砌体结构小开洞墙侧移刚度计算

抗震设计中砌体结构小开洞墙侧移刚度计算陈铁成（枣庄市市中区建筑设计院）【提要】本文在分析比较小开洞墙片侧移刚度计算数据的基础上，建立了计算整片墙的高宽比和各墙肢的高宽比均小于１、且无靠边洞口的砌体结构小开洞墙片侧移刚度的简化实用公式。与现有的计算小开...     

底部框架-抗震墙砖房框剪层抗震墙数量的合理确定

根据已有研究成果提出的砖混过渡层与相邻框剪层的侧移刚度比限值及《建筑抗震设计规范》(GB5 0 0 11)规定的楼层侧移刚度比、层间弹性和弹塑性位移、抗震墙最小厚度、抗震横墙最大间距等限值 ,探讨了底部框架砖房框剪层抗震墙的合理数量范围 ,并从实用出发 ,提出了抗震墙数量可采用两重或三重约束的简化方法确定。     

底部框架-抗震墙房屋抗震墙数量的简化确定方法

对底部框架—抗震墙房屋的侧移刚度计算进行了简化。根据规范(GB5 0 0 11 2 0 0 1)对弹性位移角、弹塑性位移角、层间刚度比及抗震墙最大间距等限值要求,提出了确定抗震墙数量的简化计算方法,其结果可供工程设计参考。     

冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度计算方法研究

为了获得冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度实用计算公式,将墙体墙面板等效为拉压斜杆,并基于其他一些基本假定提出了冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度简化计算模型,在弹性分析的基础上得到了墙体抗侧移刚度理论计算公式,并结合试验数据和有限元分析结果进行了弹塑性修正,得到单面覆石膏板墙体、单面覆OSB板墙体、单面覆带肋钢板墙体在水平风荷载、水平多遇、水平罕遇地震作用下抗侧移刚度实用计算公式,墙体抗侧移刚度实用计算公式计算结果与试验、有限元分析结果吻合较好。同时,提供了冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度实用计算公式应用算例,以供设计参考。     

小开洞砌体墙抗震性能研究

为研究小开洞砌体墙的抗震性能,设计了3片小开洞砌体墙试件和1片无洞口砌体墙试件,并进行了低周往复加载试验;介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏机理,对比分析了各片砌体墙承载力、抗侧刚度及延性等抗震性能差异;基于试验建立有限元模型,研究了开洞率及洞口位置对砌体墙抗震性能的影响。结果表明：小开洞砌体墙破坏机理较实体墙发生了显著改变,无洞口墙表现为明显的转动破坏特征,小开洞墙主要表现为典型的脆性剪切破坏;开单个小洞口会削弱砌体墙的水平承载力和抗侧刚度,大幅降低墙体的延性;增加洞口数量或高度可适当提高小开洞砌体墙的抗震性能;随着开洞率的增大,墙体承载力和初始刚度逐渐下降,延性性能表现为先降低后提高的趋势;竖直方向上,洞口越往下,墙体抗震性能越差,水平方向上,洞口宜居中布置。     

冷弯型钢骨架带交叉支撑墙体抗剪性能计算方法

进行了2块双面无板带交叉扁钢拉条支撑的冷弯型钢骨架墙体足尺试件(宽2.4m,高3m)抗剪试验。利用提出的墙体抗侧移刚度简化计算模型推导了墙体抗侧移刚度理论计算公式,并结合试验数据和有限元分析结果,得到墙体抗侧移刚度实用计算公式,公式计算结果与试验、有限元分析结果吻合较好;通过对墙体在水平力作用下的各种可能破坏模式的研究,提出了相应的墙体最大抗剪承载力计算模型,并结合试验和有限元结果,得到了墙体最大抗剪承载力实用计算公式,公式计算结果同试验、有限元分析结果比较一致。     

对小开洞墙片侧移刚度计算的改进

本文总结了目前我国砖墙墙片和钢筋砼墙墙片的侧移刚度计算方法和计算公式,叙述了国内对小开洞墙片侧移刚度计算的规定.在分析比较小开洞墙片侧移刚度计算数据的基础上,提出了对小开洞墙片侧移刚度近似计算公式的改进,以及对GBJ11-89规范第5.2.3条第一款的建议,供抗震设防计算参考.     

复杂立面形状砌体墙抗震性能试验

为研究立面形状复杂砌体墙的抗震性能,选取4片不同立面形状的砌体墙进行了1:1比例低周反复荷载试验,介绍了砌体墙试件的主要破坏过程及破坏形态,分析了不同立面形状砌体墙的裂缝开展规律,对比了各片墙体的承载力、抗侧刚度、延性等抗震性能差异。结果表明:砌体墙立面形状(门窗洞口尺寸、位置)、墙端约束、加载方向等因素均会影响裂缝开展及墙体破坏形态,加载过程中砌体墙伴有明显的转动变形现象; 4片砌体墙均为非对称立面形状,正负向转动变形主体不同,砌体墙承载力、等效抗侧刚度的正负向差异较大,立面形状复杂的砌体墙受力全过程具有明显的方向性特征,试验中个别试件的正负向极限承载力相差约60%; 试验结论为进一步研究复杂立面形状砌体墙的抗震设计方法提供了试验数据与参考。     

开洞生态复合墙体抗侧刚度研究

通过对前期开洞生态复合墙体试验结果的研究分析,主要研究了洞口变化、暗梁与墙肢的相对刚度等因素对墙体抗侧刚度的影响;提出了基于壁式框架模型的开洞生态复合墙体抗侧刚度计算公式。     

考虑高宽比和梁变形影响的防屈曲开缝钢板墙刚度研究

防屈曲开缝钢板墙具有良好的延性和耗能能力,外覆混凝土板可约束钢板的平面外变形,但不承担侧向荷载。以缝间弯曲杆数目为参数,通过有限元分析研究钢板墙高宽比的变化和边缘梁的弯曲变形对防屈曲开缝钢板墙抗侧刚度的影响。分析表明：在弯曲杆尺寸相同的条件下,钢板墙高宽比的增加对其承载能力的影响较小,但会导致单个弯曲杆的刚度明显降低,其主要原因是上下板带的弯曲变形明显增大;梁的弯曲变形会削弱对钢板墙的约束,导致钢板墙抗侧刚度下降可达40%。对大高宽比钢板墙提出了考虑上下板带弯曲变形的刚度修正计算式,可以较为准确地计算钢板墙的刚度。提出了考虑梁变形影响的钢板墙简化分析模型,并给出考虑梁变形影响的钢板墙刚度计算式。     

木结构剪力墙弹性抗侧刚度计算

根据木结构剪力墙在水平力作用下的变形特点,将其水平位移分为三部分:钉节点变形引起的位移、覆面板剪切变形引起的位移和剪力墙整体弯曲变形引起的位移,通过对这三种位移的分别计算推导出了木结构剪力墙弹性刚度计算公式。然后,采用SAP2000建立了剪力墙的有限元模型,将有限元模型与本文推导公式的计算结果进行了对比,验证了计算公式的正确性。     

钢筋网水泥砂浆加固砖墙的抗侧承载力和刚度计算

北京市农村住宅抗震加固试验中采用了钢筋网水泥砂浆加固砖墙方案.为了解决农村住宅加固墙体的非线性计算力学模型,本文根据钢筋网水泥砂浆加固的单片墙的低周反复荷载试验的文献数据,探讨了针对农村住宅砖墙加固后的退化三线性恢复力特性曲线,提出了钢筋网水泥砂浆加固砖墙分别考虑剪切变形和弯剪变形影响下的抗侧力刚度计算方法.同时分别给...     

双波形钢板剪力墙滞回性能研究

为研究双波形钢板剪力墙的滞回性能,利用有限元软件ABAQUS分别建立单波形钢板剪力墙与双波形钢板剪力墙的有限元模型,对2种波形钢板剪力墙在低周往复荷载作用下的受力机制及滞回性能进行对比分析,研究了内嵌波形钢板的设计参数对双波形钢板剪力墙滞回性能的影响规律,给出了波形钢板设计参数的取值建议。结果表明:与单波形钢板剪力墙相比,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力及耗能能力均提高,但其延性有一定程度的降低; 内嵌波形钢板的厚度与波形几何尺寸是影响双波形钢板剪力墙滞回性能的关键参数,随着厚度的增大,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力、耗能能力及延性均提高; 随着波长的增加,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度提高,但承载能力及耗能能力降低; 随着波幅的增加,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度降低,但承载能力及耗能能力均提高。     

底部两层框架抗震墙砖房实用抗震计算方法

对底部两层框架-抗震墙砖房的抗震计算提出了一种实用方法.此法考虑了竖向荷载作用下托梁与上部砖墙的组合作用,以及水平地震作用下底部两层框架与抗震墙的协同工作;提出了过渡层墙体的抗震承载力和侧移刚度计算公式.方法简便实用,可供设计此类房屋时参考.     

开斜槽钢板剪力墙的滞回性能

为寻求适用于自复位结构且具有显著捏缩滞回特征抗侧力部件,对单向斜槽钢板剪力墙(steel plate shear wall with inclined slots,IS-SPSW)、双向IS-SPSW及传统薄钢板剪力墙(traditional thin steel plate shear wall,TT-SPSW)的滞回性能进行了研究。分析了剪力墙板高厚比、跨高比参数对IS-SPSW滞回性能、水平承载力、抗侧刚度、耗能能力的影响,对比了双向IS-SPSW与TT-SPSW滞回性能的差异。分析结果表明,随剪力墙板高厚比的增加,单向IS-SPSW的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力呈降低趋势。剪力墙板跨高比对单向IS-SPSW的水平承载力影响较大,对其滞回曲线、抗侧刚度及耗能能力几乎无影响。与TT-SPSW相比,对称布置的双向IS-SPSW具有显著捏缩的滞回特征和较高的水平承载力,非常适合作为自复位结构的主要抗侧力构件,可降低对复位部件用量的需求。     

水平地震作用下转换层上、下结构侧向刚度比对框支剪力墙结构抗震性能的影响

针对不同的转换层上、下结构侧向刚度比γ,采用有限元软件ANSYS对转换层设在第1层的14层框支剪力墙结构在水平地震作用下的抗震性能进行了计算分析。研究了水平地震作用下转换层上、下结构侧向刚度比对框支剪力墙结构抗震性能的影响,并对加强落地剪力墙和减少转换层上部剪力墙对框支剪力墙结构抗震性能的影响进行了比较分析。     

砌体房屋无洞独立墙段层间侧移刚度的转角影响研究

按照抗震规范,刚性楼盖砌体房屋的层间墙段水平地震剪力可按其等效侧移刚度比例分配。然而在计算侧移刚度时,往往假定上下端部截面无转动,从而使计算结果可能产生较大的误差甚至错误。为此,本文基于理论分析,考虑端部截面的转角影响,推导了无洞层间墙段的等效侧移刚度表达式,提出了转角影响系数α;进一步针对受均布及倒三角形水平作用,得出了α的具体计算公式及相关参数;在此基础上,计算给出了不同层数砌体结构的层间墙段α值实用图表。最后进行了实例计算比较。研究表明,本文方法的结果较规范法精度较高,满足抗震设计精度要求,可适用于简化分析。     

底部两层框架-抗震墙砖房抗震能力的分析方法与设计控制

提出了底部两层框架 -抗震墙砖房框剪层和砖混层的极限受剪承载力、侧移刚度、极限剪力系数计算公式 ,并基于设置不同数量抗震墙的底部两层框架 -抗震墙砖房的实例计算和弹塑性时程分析 ,给出了结构砖混过渡层与相邻框剪层的极限剪力系数比和侧移刚度比的合理取值及薄弱楼层位置判别和破坏状态评定的方法和原则。     

异形柱框-剪结构中剪力墙刚度变化对柱内力的影响

利用异形柱框架 剪力墙结构协同工作的基本微分方程 ,给出异形柱框架楼层剪力与框 剪结构刚度特征值的关系 ,分析在中高层异形柱框架 剪力墙结构设计中 ,改变剪力墙的弯曲刚度对异形柱框架楼层剪力的影响 ,并通过算例说明调整剪力墙数量和优化剪力墙抗侧刚度时异形柱内力 (剪力和轴力 )的变化情况。     

高层住宅墙体的合理等效惯性矩

目前,一般高层住宅钢筋混凝土结构侧移刚度过大,导致地震作用过大.本文根据水平侧移的限值导出了合理的墙体等效刚度计算公式,并给出若干常用的墙段的等效惯性矩值,可供上机计算前的方案阶段参考.