剪力墙结构中角窗设置对局部应力的影响和加强方法

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开设转角窗房屋具有外形优美、较好的视觉效果、良好的通风采光条件等特点,在实际工程中得到越来越多的应用。然而由于设计中建筑平面形状和立体的空间形状复杂不规则,在地震时易造成震害。这是因为转角部位开设角窗之后便会大为削弱转角窗处剪力墙的连接,从而使得在地震扭转作用下角部附近的构件受力更加复杂,对结构抗震更加不利。现行设计规范中没有关于转角窗的设计方法,设计人员对于这种设置转角窗的高层住宅剪力墙结构很大程度按偏保守的方法进行计算。在建筑施工方面,施工位技术人员普遍缺乏对应力控制上的思考和分析。往往在配筋构造要求上达不到合理要求。很多人对角窗开设问题没有深入研究,基本概念容易混淆。所以对剪力墙结构中角窗设置对局部应力的影响和加强方法进行系统的研究,找出角窗开设的位置和尺寸范围对结构应力的影响程度并总结合理有效的加强控制措施是迫切需要。本文利用有限元软件,建立转角窗高层剪力墙结构的有限元模型,对结构施加地震作用,对剪力墙、楼板,转角折梁进行受力的研究。通过振型分解反应谱分析,得到角部构件的位移、转角;通过模态分析,得到结构的振型和自振频率;通过动力时程分析,获得角部构件的应力、内力值,分析得到转角窗尺寸和加强措施对结构的影响。首先通过对模拟实例的分析,详细展示了应用有限元软件对转角窗高层剪力墙结构进行地震响应分析的过程,并根据模态分析的结果,得出开设不落地转角窗和落地转角窗对结构前三阶频率的影响、对结构扭转不规则的影响;根据振型分解反应谱分析,得出加强措施对折梁变形的影响;最后通过对模型动力时程分析,总结出开设转角处后,随着转角窗尺寸的增大对角部构件扭转应力的影响,并通过对结构采取加强措施后的分析,研究增加角板厚度、增设斜梁和同时增加角板厚度并增设斜梁三种加强措施哪一种更加有效。使得所得结论对具体的设计和施工工作起到部分参考作用。
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