短肢剪力墙住宅结构体系的设计与研究

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近年来兴起的短肢剪力墙结构,有利于住宅建筑的布置,又可进一步减轻结构自重,是深受建筑师、开发商和用户欢迎的一种新型住宅结构体系.本文在深入理解现行2000系列规范对这一结构体系的有关规定的基础上,总结设计经验,作了以下工作.本文根据文献资料对短肢剪力墙的墙肢高厚比进行了理论推导,指出其最小肢高厚比大多集中在5到8之间,这与新高规中关于短肢剪力墙的定义是基本一致的.文中收集和介绍了多个短肢剪力墙的结构试验,并从单个构件及结构层面两个角度对试验结果进行了分析,说明了:虽然不对称截面导致不对称延性,是短肢剪力墙构件截面最大缺陷,但是整体结构的延性比单个异形截面构件的延性好.另外,几乎所有低周反复试验和结构模型振动台模拟地震试验都表现出:短肢剪力墙结构均是梁端先出现塑性铰,最后在柱型墙体底部形成塑性铰,具有较好的的变形和耗能能力,并为此类结构提供了很好的设计依据.本文通过对梁铰机制的合理性和可行性的论述,进一步阐述了利用、控制墙梁刚度和承载力二个级差,用梁铰破坏机制作为中高层短肢剪力墙住宅结构体系抗震设防的对策.并总结了短肢剪力墙结构体系的布置原则,对短肢剪力墙结构底层层高和墙肢厚度的取值提出了自己的看法,并对短肢剪力墙的轴压比控制和连梁的设计进行了讨论和总结.本文利用一个住宅工程,进行了多方案的结构布置,并采用了墙元和薄壁柱两种计算模型软件,进行了对比计算.并对设计参数和设计指标进行了分析和比较,选出较合理的布置及计算模式,对实际设计工作有一定的指导和借鉴意义.本文还运用EPDA软件中静力弹塑性计算分析功能,对短肢剪力墙结构进行了抗倒塌验算,用以验证此类结构的梁铰破坏机制,并找出薄弱层.最后还根据以往的设计经验,对转角窗、剪力墙的约束边缘构件及其它细部构造的设计进行了总结和合理化建议.还对设计计算中,楼板的几种简化模型进行了对比计算和分析.总之,依据整体结构的受力变形特征,在正确的概念设计指导下,通过深入的计算分析,并采取恰当的抗震措施和配筋构造,是能设计出具有良好抗震性能的短肢剪力墙结构的.
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