浅谈高层建筑框架剪力墙结构的设计

框架剪力墙结构足高层建筑中的常用结构,文章通过工程实例,从结构布置,计算方法,设计参数取值以及剪力墙连梁设计等阐述高层建筑框架剪力墙结构设计中应注意的问题及采取的措施.     

ABAQUS的内藏钢板剪力墙非线性仿真

为提高实际工程中剪力墙的抗震效果问题,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了18个内藏钢板剪力墙模型,以轴压比、高宽比、钢板厚度为设计参数,在单调载荷作用下,对内藏钢板剪力墙的承载能力和变形特点进行分析.结果表明:轴压比增大,剪力墙的极限承载力就会跟着增大;高宽比大的剪力墙要比高宽比小的剪力墙的水平承载能力低;钢板厚度大的剪力墙抵抗侧向能力强.3个设计参数对内藏钢板剪力墙的承载能力和变形特点有一定的影响,为解决实际工程问题提供了理论依据.     

基于规则学习与编码的剪力墙智能设计优化

为改善剪力墙结构智能设计面临的关键局部空间剪力墙布置规律学习不佳、布置细节难以满足经验规则与力学性能要求等问题,提出了一种基于规则学习与编码的剪力墙结构智能设计优化方法.首先,开发了整体-局部联合学习的剪力墙设计优化方法,增强智能算法对局部空间剪力墙布置规律的学习;然后,提出了基于规则编码的剪力墙设计细节优化方法,将拓扑、模式、尺寸3个层次的规则约束编码作为可执行程序,优化智能设计的局部细节,使得智能设计与工程师设计更一致且受力性能更佳.典型案例研究表明,在保证优化效率的基础上,优化后剪力墙结构局部构件的轴压比等力学指标合理性提升,且39%的智能设计被判别为工程师设计.     

灌浆套筒连接装配式剪力墙的易损性模型

为实现灌浆套筒连接剪力墙结构的抗震性能化设计,根据57个足尺灌浆套筒连接剪力墙试验数据进行易损性分析.首先,以位移角为工程需求参数,依据该类构件的损伤演化特征提出了6个损伤状态;其次,获得了该类剪力墙的易损性模型和各损伤状态下的易损性参数,量化评价了设计轴压比和剪跨比2个关键设计参数对其易损性的影响;最后,将灌浆套筒连接剪力墙与现浇剪力墙的易损性曲线进行对比分析.结果 表明:除坐浆层或墙体开裂外,其余损伤状态下的易损性曲线均可较好满足对数正态分布;灌浆套筒连接剪力墙和现浇剪力墙之间的易损性参数存在差异,保护层剥落和钢筋受压屈曲对应的位移角拟合中值绝对差值均达到0.08％.     

不同性能等级下剪力墙的反应调整系数

根据不同性能状态下钢筋混凝土剪力墙抗震能力的差别,确定不同性能等级下剪力墙的反应调整系数.针对独立悬臂延性剪力墙,采用剪力墙塑性铰区的边缘受压混凝土和边缘钢筋的应变将受弯破坏现象划分为4个性能等级,并提出各性能等级的反应调整系数的计算方法;通过剪力墙边缘应变的计算,明确通过常规承载力验算的剪力墙在设计地震等效荷载作用下可达到的性能等级.在性能抗震设计时,可用剪力墙的性能反应调整系数调整设计所采用的地震等效荷载,如剪力墙能通过常规的抗震验算,可初步保证具备所要求的性能.     

某温泉大酒店复杂截面剪力墙设计

某温泉大酒店以帆船的自由、飘逸为设计理念,主楼22层,总高度接近百米.综合功能、布局及规范要求选用框架-剪力墙作为主体结构受力体系,受造型限制采用了“<”和“┬”型的复杂截面剪力墙.将常用剪力墙配筋设计3种方法:分段设计方法、剪力墙组合配筋方法和积分计算法进行比较,选取适合本项目复杂剪力墙的配筋设计方法,与规范规定配筋要求比照确定剪力墙合理配筋.     

短肢剪力墙设计中若干问题的定量分析

文章根据对称双肢短肢剪力墙的理论分析,推导出对称联肢短肢剪力墙结构的最小墙肢长度和厚度比以及连梁净跨高比的计算公式;分析了小墙肢、短肢剪力墙的抗震性能;提出了短肢剪力墙结构的设计建议,可供工程设计人员参考.     

基于MARC的一字形短肢剪力墙结构抗震性能有限元分析

采用有限元软件MSC.MARC,对一字形短肢剪力墙结构进行了低周往复水平荷载下的数值模拟试验.主要通过一字形短肢剪力墙的应变云图、滞回曲线和骨架曲线等分析,研究了不同轴压比对一字短肢剪力墙结构抗震性能的影响.对本研究的一字形短肢剪力墙结构不同轴压比下抗震能力的结果进行比较可知,虽然轴压比越小,延性越好,抗震能力越强,但从综合因素来看,设计轴压比为0.15的短肢剪力墙的抗震效果明显.分析结果可为一字形短肢剪力墙基于性能的抗震设计时提供参考,推动一字形短肢剪力墙在实际工程中的运用.     

剪力墙结构常见问题的解决方案

为本文分析了剪力墙结构的变形及受力特点，提出了当前剪力墙设计中存在的一些问题。主要有以下几方面：短肢剪力墙的抗震措施，边缘构件设计中的配筋问题、连采超筋时的处理方法等。本文结合以前的的工程经验和最新规范的要求进行了总结和分析，提出几个剪力墙设计中的常见问题和解决方案。     

新型可更换墙脚部件剪力墙设计方法及分析

提出一种新型的可更换墙脚部件的剪力墙.介绍了该可更换墙脚部件剪力墙的设计方法,并对可更换墙脚部件剪力墙与传统钢筋混凝土剪力墙进行数值模拟和对比分析.计算结果表明,设计合理的可更换墙脚部件剪力墙不但具有良好的抗震性能,而且能够将破坏集中在可更换部件.     

不同轴力对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响

轴向力对钢筋混凝土剪力墙在反复荷载作用下的承载力和延性等性能具有显著影响。为系统研究轴拉力和轴压力对钢筋混凝土剪力墙的抗震性能影响规律,本文基于有限元软件开展了剪力墙拉剪性能和压剪性能的数值模拟研究。基于反复荷载作用下剪力墙的试验结果与分析模型计算结果的对比,验证了分析模型的合理性。通过7片钢筋混凝土剪力墙的受力性能分析,深入探讨了轴力对剪力墙抗震性能的影响规律。结果表明：剪力墙的承载能力和水平抗侧刚度随轴压力的增大而增大,随轴拉力的增大而减小。轴压比为0.1、0.2的剪力墙,延性较好,能够满足抗震要求,剪力墙延性随轴拉力的增大而减小。以《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土剪力墙的斜截面受剪承载力计算公式为基础,提出了轴力影响下剪力墙斜截面受剪承载力的分析预测公式。     

框-剪结构考虑墙肢剪切变形时剪力墙合理数量

从框架-剪力墙结构协同工作的连续化分析原理出发,建立了在水平荷载作用下考虑剪力墙剪切变形影响时的平衡微分方程．按照我国现行高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3—2002）和建筑抗震设计规范（GB50011—2001）,推导了考虑剪力墙剪切变形影响时满足层间侧移角限值的抗震剪力墙计算公式,并将其与未考虑剪力墙剪切变形影响时的计算公式进行比较,分析了它们在确定剪力墙合理数量上的相似点与不同点．然后引入了各种修正系数,通过图表探讨了剪切变形系数对剪力墙合理数量的影响．最后给出算例,反映出系数对计算结果的影响程度,并分析了引起差异的原因,该方法简单实用,可用于高层建筑结构的初步设计阶段,     

结构墙的延性设计及其试验研究

本文通过分析墙的配筋率变化和端筋、分布筋的比值讨论对延性的影响.为此,用高剪跨比的有边框剪力墙和暗梁暗柱剪力墙,在独立悬臂条件下的试验结果分析说明延性设计的问题.     

悬臂剪力墙的承载力和延性

随着城市的发展,剪力墙在高层建筑结构中的应用日趋广泛。详细介绍了高层建筑结构中广泛采用的剪力墙基本形式——悬臂剪力墙的承载力和延性设计。     

高层框剪结构剪力墙的布局优化设计

为解决高层框剪（筒）结构剪力墙的合理布局问题，提出一种专门用于给定外荷载下受位移约束并使剪力墙重量最小的剪力墙布局优化设计方法直接迭代搜索法（ＤＩＳＭ法），并编制了计算机程序．     

核电站双钢板混凝土剪力墙抗剪强度研究

以核电站屏蔽厂房剪力墙为原型,对含栓钉和加劲肋的双钢板混凝土组合剪力墙进行低周往复加载抗剪试验研究.试件包含3个1︰4缩尺模型,变化参数为栓钉间距与加劲肋,分析了试件的破坏特征、承载力以及耗能情况.试验研究发现:组合墙体整体受力性能良好,具有较强的抗剪性能.通过设置加劲肋,能有效提高墙体承载能力、刚度和延性.在试验基础上进行了有限元数值模拟与参数研究,研究了混凝土强度、钢板厚度、轴压力和加劲肋设置对抗剪强度的影响程度,并初步建立了核电站双钢板剪力墙抗剪强度计算公式,为核电安全壳设计理论的建立打下了基础.     

剪力墙最优刚度及其计算机实现

系统地提出了高层框架－剪力墙结构中的剪力墙最优刚度的概念，解决长期以来困绕着高层框架－剪力墙结构设计中剪力墙数量合理确定的困难，提供一种确定剪力墙数量的科学方法。在分析剪力墙赐度与地震作用相互关系的基础上，建立确定了剪力墙最优刚度的数学模型。同时，考虑剪力墙剪切变形，框架住的轴向变形，剪力墙基础的转动，以及剪力墙刚度沿结构高度变化对剪力墙最优刚度的影响。     

预制混凝土双板剪力墙的耗能能力

为系统研究预制混凝土双板(DWPC)剪力墙的耗能能力,并为制定地方技术规程和试点工程应用提供科学依据,对3类不同边缘构造、不同剪跨比的6个预制装配式DWPC剪力墙和3个现浇剪力墙的足尺比例试件在低周反复荷载下进行了对比试验研究,对比分析了3类试件的滞回特性和耗能能力,并比较了各试件的等效粘滞阻尼系数.结果表明,DWPC剪力墙的滞回特性和耗能能力与现浇剪力墙接近,具有较强的耗能能力,抗震性能较好.研究为DWPC剪力墙结构体系的抗震设计以及进行更深入的研究提供了基础资料.     

提高钢筋混凝土剪力墙抗震性能的思想与方法

钢筋混凝土剪力墙是高层结构的主要抗侧力构件之一.位于结构底部的剪力墙承受较大的轴力、剪力和弯矩.高轴压下的剪力墙在强震作用下易发生剪切或压溃破坏,震后难以修复.如何提高底部剪力墙的抗震性能,是高层结构抗震设计的关键问题之一.从2010年智利地震和2011年新西兰地震中剪力墙震害现象出发,分析了可能引起剪力墙破坏的主要原因,详细介绍了改善剪力墙抗震性能的思想与常用设计方法.同时,针对目前超高层结构中采用的内置钢板组合剪力墙,利用数值模拟进行了参数化分析.研究表明,内置的钢板可以有效地改善剪力墙构件的受压行为,可以明显提高构件的承载力、延性和耗能能力,能有效地改善钢筋混凝土剪力墙的抗震性能.