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为了真隐连梁的强剪弱弯、推迟剪切粉碎、提高

高层建建联肢连梁不发生其有着较大的刚度 抗弯承载力也较大 这种联肢墙和全体墙墙正在程度力感化下的粉碎有脆性粉碎和延性粉碎两种形式。起首一种为具有近似的受力粉碎特征 这种形式的粉碎耗能次要依托底部的少数铰上 正在连梁构成塑性铰的过程中 会耗掉必然的地动早的发生剪切粉碎 其也有着延性弯曲粉碎性质。另一种

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混凝土连梁,剪力墙布局型钢混凝土连梁的抗震机能研究布局,型钢,剪力墙布局,混凝土。

高层建建联肢连梁不发生其有着较大的刚度 抗弯承载力也较大 这种联肢墙和全体墙墙正在程度力感化下的粉碎有脆性粉碎和延性粉碎两种形式。起首一种为具有近似的受力粉碎特征 这种形式的粉碎耗能次要依托底部的少数铰上 正在连梁构成塑性铰的过程中 会耗掉必然的地动早的发生剪切粉碎 其也有着延性弯曲粉碎性质。另一种是正在连梁和墙肢比拟刚度和抗弯承载能力有很大差距时 若是连梁有着优良的延性 则连梁的塑性铰正在梁端呈现 而且因为连梁构成的塑性铰还能继续承载必然的弯矩和剪力 把各墙肢联系起来 使剪力墙布局可以或许具有承受程度力的刚度和抗弯承载力 具有如许特点的联肢剪力墙布局 其耗能较好 连梁起到的感化比力抱负 是我们布局设想中的抱负方针。最初为连梁由于较小抗剪承载力而起首发生了剪切粉碎 因为连梁的剪切粉碎 连梁对墙肢不再束缚 联肢墙变成了零丁的墙肢 和连梁不的粉碎性比力 弯矩较大 布局的全体侧向刚度降低而侧向位移加大此时 效应较着变大 因而以致布局失稳粉碎。为了避免这种形式的粉碎 】进行了‘强剪弱弯’的相关和办法包罗节制连梁的剪压比 按照分歧抗震品级进行梁端剪力设想值的增大系数调整 可是墙肢若是能够继续承载 处正在较好的承载形态 而且墙肢的塑性铰有着优良的延性 正在必然程度上说这种布局也是延性弯曲粉碎。正在连梁具有较大去负弯矩和刚度时 正在风荷载和地动荷载感化下 两侧墙肢的轴力相差加大 若是受拉墙肢呈现程度裂痕或者因达到极限承载能力 就会呈现一种脆性粉碎 由于塑性内力沉分布 使得受压墙肢承受的剪力占绝大部门 以致受压墙肢剪切粉碎 这种粉碎形式是我们布局设想中必需考虑和注沉的 一旦呈现这种墙肢过早剪坏 延性减小的粉碎 就会呈现灾难性后果 所以我们必需严酷要求不呈现这种粉碎形式。正在现实工程的使用中 要对连梁进行强剪弱弯设想 连梁延性必需获得 承载力大小也较为靠得住 连梁的延性机能至关主要 其机能决定告终构的无效阻尼 并且和本身的耗能能力亲近相关。连梁后才会表现其对布局的阻尼效用 布局的耗能达到最大时 连梁正在什么时候 也就是说 布局设想中必需留意连梁的延性和强度 这时设想的环节。正在泛泛的设想中 一般环境下能够操纵以下几种实现方式 降低连梁的剪跨比。好比削减连梁的截面高度、添加连梁跨度等 连梁刚度的折减。按照《高层建建混凝土布局设想手艺规程》的 能够对剪力墙连梁的刚度进行折减 并按照不宜小于 正在工程设想使用中为了满脚连梁的设想要求 一般我们选择 的小数进行折减 一般认为 对连梁刚度折减是由于墙肢的刚度相对连梁很大 而连梁具有较小跨高比 正在程度力感化下连梁会发生较大内力 连梁特征为裂痕起首正在梁的端部呈现 连梁的刚度降低 呈现塑性铰进而发生内力的从头分布。这表白 正在布局的设想 计较 要把连梁的刚度按规范限度折减。有时会呈现即便进行了连梁的折减也不克不及满脚承载力要求 这时能够通过改变剪力墙洞口的大小改变连梁的跨高比 还能够正在连梁中布开设程度缝 正在削减了连梁的刚度的同时也降低告终构全体刚度 使地动感化削减 连梁的承载力就可以或许不再超限。 还能够通过型钢和混凝土连系的混凝土连梁形式 因为这种形式配钢量不受 既削减了截面高度同时也可以或许满脚承载力 采用型钢混凝土连梁。正在截面尺寸不异的前提下 能够合理的设置装备摆设较多的钢材 能够降低梁高 增大梁的跨度 因为含钢率不受 承载力高 刚度大能够减小构件截面 建建物利用面积和楼层高度 为建建的功能实现供给了保障。 连梁的受力特点 连梁受力简图因为剪力墙正在程度地动感化和风荷载下 连梁两边墙肢将发生轴力、剪力和弯矩 由此使墙肢发生弯曲变形。连梁会由于两边变形不分歧而前进履弹 连梁发生较大的束缚弯矩取剪力正在梁端标的目的束缚弯矩取剪力相反。因为反弯感化 梁将会呈现较大的剪切变形 对剪应力反映强烈 很是容易呈现斜裂痕‘ 。若是风荷载和程度地动感化正在相反标的目的时 和一样连梁将很容易发生相反标的目的的斜裂痕 整个连梁将构成交叉斜裂痕 正在频频风荷载和地动荷载感化下 连梁交叉斜裂痕很容易呈现 使混凝土逐步变酥呈现裂痕 最终达到抗剪能力极限 导致混凝土连梁的剪切粉碎 所以其延性取耗能机能就较差。连梁正在这个历程中耗掉了很大部门地动效应 可是正在地动感化的频频下 连梁的裂痕会不竭成长 最初呈现混凝土受压粉碎 所以我们做剪力墙布局设想时应必需考虑连梁的变形能力对布局抗震的影响。箍 童绪论 国表里研究现状 国外研究现状组合布局的雏形最早呈现于洲。沃德宫是美国第一座材料记录齐备采用型钢混凝土的建建 沃德宫建于 年的纽约切斯特港。十多年后 这种钢取混凝土的组合布局获得了普遍的使用 世纪 年代后期 年代 正在建建布局中 混凝土起头替代木头和石材用于楼板施工。 年建于匹斯堡的卫理工会大楼是最早利用型钢混凝土横梁的布局之一。 年卫理工会大楼附近一栋大楼起火 延伸过一条冷巷 了卫理工会内部 到建建的从体布局未遭到影响。 年哥伦比亚大学的 布尔对组合布局进行了初次系统性的研究。 塔尔伯特等报道了伊利诺斯大学对根柱的试验成果 此中有 根是组合柱 根是钢柱。试验表白 组合柱的承载力能够通过零丁的钢柱和混凝土的承载力叠加来进行计较。 年正在布局工程师 兰德尔下 进行了一个包裹钢梁的脚尺承载力试验 试验了混凝土对组合梁承载力的影响 于是提高有混凝土包裹的钢梁的容许应力。之后纽约市建建规范批改案中认可了这种强化感化 有混凝土包裹的钢梁容许应力是 比拟之下 无混凝土包裹的钢梁只要 世编年代后 英国和美国对持续组合梁的负弯矩区受力机能进行了理论和试验研究 都得出如许的结论 组合梁负弯矩区设置装备摆设恰当的纵筋后 能够用简化塑性理论来阐发。 英国华威大学提出了确定负弯矩区混凝土板起码横向钢筋的方式 以防止混凝土板沿毗连件的纵向开裂。 又颁发了组合梁竖向剪力的影响以及钢梁受压翼缘局部屈曲的研究。组合梁设想理论次要成长是从世纪 年代初起头的 其时钢布局设想呈现了一种叫做荷载抗力系数的设想方式 组合梁设想方式也随之成长。基于截面全塑性的设想方式更好地操纵了材料的极限强度并且大大简化了设想。 美国钢布局学会采纳了这种设想方式并把它纳入荷载抗力系数设想规范之中 并正在 年进行了批改。 世纪 年代中期 正在委员会组织下 对各类设想规范进行了同一的修订。《欧洲组合布局规范》做为特地的组合布局规范取 年正式公布。此后 由欧洲尺度委员会组织规范的修订工做。 从六十年代末期起头 起头春联肢剪力墙及连梁进行研究 并且到了很多的收成。颠末对地动灾祸的勘测阐发 必需让连梁抗剪承载力不小于它的抗弯能力 才可以或许防止连梁的脆性斜拉粉碎 由此提出抗弯钢筋必需设定最大值来限制抗弯承载力。通过研究表白对于跨高 通俗配筋连梁剪力和斜裂痕将以致沿纵筋取混过凝土之问发生粘结力衰化 由正截面的弯曲理论可知纵向抗弯钢筋正在压应力的部门将承受拉应力 成果是抗弯钢筋的拉力沿纵向发生较着的内力从头分布。而跨高比小于 拉力会延长到全数梁跨 正在梁截面顶部和底部的钢筋会呈现同时承受拉力而使双筋截面设想企图无效。正在这种环境下就不克不及再依托通过配受压筋来提高连梁的延性。所以正在深梁中弯剪的相互感化将削弱连梁的抗弯能力。由于受压筋的失效和剪切滑移可能导致降低连梁塑机能力 为了节制界面的表面剪应力 能够对纵向的受力钢筋进行配筋率的限制 然而 连梁从底子上降服钢筋混凝土连梁的各类问题。美国和的研究人员自上世纪 年代起 为领会决连梁的问题 起头转向型钢混凝土布局来实现【 提出将型钢混凝土连梁梁端嵌入钢筋混凝土剪力墙墙肢内构成夹杂联肢墙布局美国粹者通过理论和试验两方面研究 得出了主要结论 型钢混过凝土连梁正在合理设想的环境下能够阐扬其优良的受力机能 型钢混凝土连梁取钢筋混凝上剪力墙墙肢间的嵌入毗连节点颠末合理的毗连处的构制处置 正在频频荷载下受力机能表示较为合理 由弹塑性计较表白 型钢混过凝土连梁取剪力墙墙体形成的夹杂联肢墙布局系统表示出优良的抗震机能 很是合用于强烈度设防的地动区。正在研究了频频荷载感化下型钢混凝土连梁的机能 颠末试验发觉型钢混凝土连梁有丰满不变的畅回曲线 不管是剪切粉碎仍是弯曲粉碎 都有着较好的延性取耗能能力 并且型钢腹板起首的环境下会变得更好。 国内研究现状 世纪 年代 我国工业取平易近用建建次要是采用砖混布局和钢筋混凝土布局。跟着经济的成长 衡宇建建的不竭提高 布局跨度越来越大 采用钢筋混凝土布局就呈现了肥梁胖柱等现象 呈现告终构笨沉和建建制型及功能要求不协调的矛盾 严沉障碍了建建业的成长。同时 大地动等灾祸表白 砖混布局及预制混凝土布局等的震害较为严沉。这就促使着人们转向对新型布局的研究 钢取混凝土组合布局天然成为各大专院校、科研单元的研究人员及设想院所工程师摸索的对象。从 世纪 年代初起头 很多专家学者就自觉地进行试验研究 国度打算委员会相关部分也将型钢混凝土布局机能及设想方式研究列为沉点科研项目 下达各单元有组织地进行试验研究 年起头有 个单元加入 尔后逐渐扩大到 个单元加入 通过试验研究 控制了型钢混凝土组合布局构件及框架的受力特点和抗震机能。之后对型钢混凝土组合布局的研究越来越多 据不完全统计 年十多年间 正在国内各类颁发的论文约 此中以理论和试验研究为从的论文约为 占论文总量的以设想及施工等工程现实为从题的论文约为 】。这申明对于型钢混凝土布局的摸索研究已遭到史无前例的注沉。为研究型钢混凝土梁的正截面受力机能原冶金部建建科学研究院、西安建建科技大学、西南交通大学、同济大学等多个科研院所及大专院校进行了多相尝试 根基上领会和控制了型钢混凝土梁正在弯曲环境下的机能 大致如下 应力的分布特征 尝试表白 型钢混凝土简支梁都是正在型钢混凝土受拉部门全数或部门或断裂 陪伴变形的逐步添加 此时中和轴向上挪动 使得压区混凝土压碎尔后构件达到极限荷载陟” 。根据型钢的受力特点 可将型钢混凝土梁内型钢应力分布分以下三品种型 起首极限形态时型钢全截面受拉 中和轴没有颠末型钢 其次型钢上翼缘受压下翼缘受拉 中和轴颠末型钢腹板 这时下翼缘和一部门腹板受拉 上翼缘达到或者仍然具有弹性工做特征 最初为中和轴刚好通过型钢上翼缘 下翼缘及部门腹板已屈曲 接近上翼缘的腹板仍正在弹性工做形态。西安建建科技大学所做的型钢混凝土梁受弯试验时。梁试件的粉碎特征及裂痕成长 从试件阐发总结如下 起首所有构件最终粉碎都是以压区混凝土的压碎或劈裂为特征的 构件粉碎之前型钢发生部门或者全数 型钢的对整个构件的承载能力起着主要感化 正在距离极限荷载越来越近是 混凝土和型钢上翼缘交壤处呈现了程度裂纹 表白这时型钢取混凝土配合工做已难以。其次型钢混凝土梁受压区混凝土厚度较薄的粉碎取通俗混凝土梁具有较着的不同 压区混凝土的劈裂出格凸起 正在构件达到最大承载力后并未呈现凸起性的解体 而具有分歧程度的塑性机能。若型钢截面正在受拉区 型钢全截面正在受拉区 这种截面外形的型钢混凝土梁粉碎环境取混凝土梁有着配合特点。 我国规范关于连梁的《高层建建混凝土布局手艺规程》 对剪力墙布局中连梁做出了相关。为了实现连梁的强剪弱弯、推迟剪切粉碎、提高延性 该当采用现实抗弯钢筋反算设想剪力的方式 可是为了法式计较便利 本条 对于一、二、抗震采用了组合剪力乘以增大系数的方式确定连梁剪力设想值对 度一级抗震品级的连梁。设想时要求按连梁现实抗弯配筋反算该增大系数。第 条对连梁两头界面的剪力设想值 做了下列 非抗震设想以及四级剪力墙的连梁 应别离取考虑程度风荷载、程度地动荷载感化组合的剪力设想值。 一二剪力墙的连梁 其两头界面组合的剪力设想值应按以下公式确定。 ——别离为连梁摆布端截面顺时针或逆时针标的目的的弯矩设想值。、峨。——别离为实配的抗震受弯承载力所对应的弯矩值 应按实配钢筋面积和材料强度尺度值并考虑承载力抗震调整系数计较 。——正在沉力荷载代表值感化下按简支梁计较的的梁端截面剪力设值‰——梁端剪力增大系数。第 条对连梁的斜截面受剪承载力确定按下列 永世、短暂设想环境 按照大学及国表里的相关尝试研究可知连梁截面的平均剪应力大小对连梁粉碎机能影响很大 特别正在小跨高比前提下 若是平均剪应力过大 正在箍筋充实阐扬感化之前 连梁就会发生剪切粉碎。因而对小跨高比梁 《高规》对截面平均剪应力及斜截面受剪承载力验算提出更严酷的要求。 本文的次要工做 研究目标本论文次要研究剪力墙通俗混凝土连梁取型钢混凝土连梁受力机能对布局全体的影响。按照规范的要求 正在满脚各相关的前提下 阐发研究型钢混凝连梁取代通俗形式的钢筋混土壤连梁的可能性 型钢混凝土连梁正在剪力墙布局抗震机能方面的长处和错误谬误 成立模子计较两种布局连梁正在多遇地动感化下的抗震机能 为小跨高比通俗混凝土连梁正在地动感化下延性差、容易呈现截面超限的问题等寻找替代布局构件形式 并通过本论文研究 但愿能为型钢混凝土连梁的设想、研究供给一些有用的数据和参考根据。本文操纵 无限元阐发法式剪力合理的计较模子 通过对剪力墙布局的几个次要成果系数进行比力阐发 提出布局设想中剪力墙型钢混凝土连梁和钢筋混凝土连梁的合理设想。 研究内容研究型钢混凝土布局 起首领会型钢取混凝土的配合工做机能。对于核心受压只是型钢外包混凝土 正在弯矩和剪力感化下 约正在极限压力的乱 混凝土横向变形呈现四角的斜裂痕 型钢取混凝土之间粘结粉碎 型钢翼缘失稳 构件失稳 由于型钢之外还需设置装备摆设箍筋 因为箍筋束缚混凝土 既能够其配合工做 变为 乞申明混凝土达也束缚型钢翼缘不失稳 混过凝土的轴压极限应变为岛 而型钢的应到极限应变前 型钢能够达到应变 尔后应力由钢筋混凝土部门承担 当型钢进入软化阶段变形当前应力沉分布 型钢再参取承载力。 软件中通俗混凝土连梁的建模体例的开洞构成连梁和按照框架梁的形式输入阐发连梁采用两种单位形式的分歧点 阐发正在两种建模形式下剪力墙布局的影响。 使用 无限元软件别离成立通俗钢筋混凝土连梁和型钢混凝土连梁的力墙布局模子 通过正在两种连梁形式下布局的模子阐发 对比输出成果的个系数 比力正在两种连梁形式下布局对规范前提的满脚程度 阐发型钢混过凝土连梁的使用结果。 章剪力墙布局连梁的相关学问连梁的受力机理正在凡是使用的剪力墙布局中 墙肢之间起到毗连墙肢感化的梁 称为连梁 连梁正在剪力墙布局中起着无法对比的感化 是很多处置布局设想研究的专家学者很是注沉的构件 连梁的设想合理取否 关系到布局的抗震机能 关系到布局的平安 关系到社会经济好处 所以对连梁的受力机理进行阐发研究 为连梁的合理设想起到铺垫感化。剪力墙布局中 正在程度风荷载和地动荷载的感化下 被洞口分隔的墙肢 将发生弯曲变形 这就使得墙肢之问的连梁遭到来至墙肢的力 使连梁的两头遭到弯矩和剪力的感化 从而发生响应的转角 由此把墙肢联系起来 使得墙肢彼此呼应 协调受力。正在地动感化下 若是连梁遭到的外力超出了本身的承受能力 发生了脆性的粉碎 得到继续承载的能力 此时各墙肢之间的毗连变得很弱 墙肢的侧向变形将会急剧加速 再加上二阶沉力效应的的添加 的环境会是建建得到承载的能力而倾圮。正在布局设想中连梁的优良延性 正在承受地动力的感化时 连梁不会俄然脆性粉碎激发布局的倾圮 正在合理的延性连梁时 连梁会因达到承载极限后呈现塑性铰 塑性铰可以或许继续承受小于极限承载力的部门弯矩 起到所料想的联系墙肢的感化 正在地动感化的频频感化下起到耗散地动能量的感化 使墙肢连结需要的承载能力 这就使墙肢之间彼此毗连 全体协调受力 削减墙肢内力 使墙肢的延缓。正在现实工程中 为了达到必然目标 有时候连梁跨高比力小而变成深梁 这时正在程度荷载做下 连梁的两头将会发生很大的弯矩和剪力 若是没有靠得住的办法很容易就会发生脆性粉碎 这是我们所不想看到的成果 晦气于布局的抗震 若何提高连梁的延性和耗能能力 同时满脚布局的一般利用功能 曾经成为此后很长一段时间研究的环节问题【 。满脚建建布局承载力的开洞剪力墙的弯曲粉碎形式有 连梁不 正在这种环境下 墙肢弯曲粉碎然后得到承载能力 这种环境一般正在连梁的刚度较大的开洞剪力墙布局中 剪力墙具有优良的全体性 刚度和粉碎环境和实体墙接近【 。另一种环境是连梁正在地动感化下起首 随后墙肢弯曲粉碎承载能力。正在连梁后 其若是有优良的延性 它能够继续传送弯矩和剪力 耗散大量的地动能量 并且也可以或许束缚墙肢 使墙肢脚够的刚度和承载能力而不粉碎。第二种环境是所最求的抱负粉碎形式 也就是二次耗能道理。最初开洞剪力墙应避 免墙肢和连梁的剪切粉碎。通俗混凝土连梁的粉碎形态 世纪 年代 大学做了 个通俗混凝土连梁正在频频荷载感化下的试验 设想试件通过节制跨高比、表面剪压比、剪箍比 试件抗剪强度大于抗弯强度 此中 由表面剪压比节制截面剪力 设想抗弯钢筋 正在表面剪压比不变的前提下改变剪箍比 以此设想试件。通过试验表白 连梁大致分为三种粉碎形态 别离为弯曲滑移粉碎、剪切型粉碎、弯曲剪切粉碎如 弯曲滑移粉碎剪切粉碎 弯曲剪切粉碎图 通俗混凝土连梁的粉碎形态 弯曲滑移型粉碎次要粉碎特征为 正在频频荷载感化下 正在试件的梁端两边同为受拉边呈现弯曲裂痕 并不竭的成长 正在整个加载过程中有时也会呈现少量的斜裂痕 可是斜裂痕的成长相对比力迟缓 连梁接近粉碎时 梁端的弯曲裂痕处混凝土变酥 试件的刚度削弱 表面剪压比很低的梁中这种粉碎容易发生 这种粉碎过程中 连梁有较大的延性 从纵向受力钢筋到粉碎有较长一段时间。 剪切型粉碎次要粉碎特征为 弯曲裂痕的呈现较早 可是呈现之后的成长迟缓 以至没有成长 正在斜裂痕呈现时 纵向受力钢筋对角斜裂痕 继续加载时 从斜裂痕继续增大 此处的箍筋 构件就会沿着斜裂痕发生粉碎 这种粉碎表示得俄然、呈脆性 正在没有前兆的环境下即发生粉碎 此类粉碎的表面剪压比一般较高。 弯曲剪切型粉碎次要粉碎特征为 坏形态介于以上两种粉碎形态之问 起首呈现弯曲裂痕 纵向钢筋尚未 就曾经呈现了斜裂痕 正在纵向钢筋后 弯曲裂痕和斜裂痕同时都不竭开展 同时有新的裂痕发生 正在构件粉碎时正在梁的腹板呈现为很多交叉裂痕发生的混凝土小块 同时正在塑性铰区混凝土酥裂零落。弯曲剪切粉碎具有必然的延性 粉碎过程颠末必然的时间。 型钢混凝土连梁的粉碎特征型钢混凝土梁从加载到粉碎整个过程 其构件上裂痕的呈现和成长呈如下特征【 裂痕一旦呈现 就达到到必然的高度 高度的约正在型钢下翼缘附近 正在混凝土抗拉强度最低处截面发生第一批裂痕 呈现如许的环境是由于梁底部受拉混凝土的拉应力达到了其现实抗拉强度时 因为这时受拉区的混凝土已塑机能力降低 并且加上断裂能的瞬时 导致裂痕一呈现就上升到必然高度。当裂痕成长到型钢下翼缘附近时 型钢刚度较大 无效的束缚了混凝土的应变 因而减缓了裂痕向上开展。 型钢混凝土梁的平均裂痕间距较混凝土梁大一些 但其裂痕宽度丌展却较小 特别是正在利用阶段 这是由于型钢比钢筋能更好的束缚着混凝土的裂痕成长。 是梁试件实测跨中荷载和挠度曲线图图中“ ”暗示开裂时的荷载和变形从图中可见 蓝线不因受拉区混凝土开裂而呈现较着的转机点上升区域几乎连结分歧的线性关系 曲到极限荷载的 摆布 受拉钢筋 曲线呈现较着的转择点 由弹性阶段进入平稳的塑性变性阶段 待钢筋 荷载添加 变形敏捷成长 跨越最大承载力后 并不表示为荷载下降 而仍具有相当的承载力和很大的变形能力。 试件粉碎后 砸开外包的混凝土 发觉粘结力虽有分歧程度粉碎的程度 可是混凝土仍能对型钢供给靠得住地 的束缚 并未有局部屈曲现象 因而得出结论 正在型钢混凝土中型钢不需要插手任何劲板 并且正在计较中也不需要考虑型钢的局部失稳。和钢布局比拟较 型钢混凝土构件中的型钢混凝土构件中的型钢强度更阐扬其所具有的的优良特点。

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