帶端柱的剪力墻如何建模?

    帶端柱的剪力墻如何建模?很多人將端柱采用框架柱建模,其實,很多情況下,這樣建模計算結果并不太合理。

帶端柱的剪力墻如何建模?的圖1

原因如下:

    1. 帶端柱的剪力墻不是剪力墻與柱的簡單疊加,程序中對柱墻采用直接疊加的計算處理方法,常使設計者混淆端柱與框架柱的本質區別。端柱不是柱而是墻,應強調端柱與墻的整體概念。柱墻直接疊加的等效處理方法可作為設計的輔助計算方法,而不應作為首先推薦的方法。采用柱墻直接疊加的計算模型,常造成計算結果的混亂:

    1) 柱墻直接疊加時,柱端(桿元兩端)與墻角部節點(墻單元節點)無法直接連接,程序處理上需要引入罰單元(就是在柱端和墻角部節點之間引入一根水平向的虛擬梁),而罰單元剛度的大小直接影響結構計算的準確性,目前情況下,程序尚無法根據工程具體情況合理取用罰單元的剛度,造成帶端柱剪力墻計算結果不合理,嚴重時超筋超限普遍。

    2)結構計算中也難以考慮下圖所示的壓應力擴散的作用,由于柱和墻各自采用不同的計算假定,采用罰單元連接的柱、墻分離式計算,常導致同一結構構件內端柱與墻肢的計算壓應力差異很大。當不考慮結構構件的軸向變形時,往往夸大了柱子承受豎向荷載的能力,造成柱墻軸力的絕大部分由端柱承擔,而剪力墻只承擔其中的很小部分,端柱配筋過大,計算不合理;而當過多地考慮結構構件的軸向變形時,又常常造成剪力墻墻肢承擔的壓應力水平高于端柱,計算結果也不合理。

鋼筋混凝土對豎向荷載的擴散

帶端柱的剪力墻如何建模?的圖2

帶端柱的剪力墻如何建模?的圖3

    3)程序采用墻+柱的輸入模式,會出現端柱的抗震等級同框架的情況(這個問題很容易被忽視)。而在框架-剪力墻結構中,框架的抗震等級一般不會高于剪力墻的抗震等級,會出現偏不安全的情況,應人工修改端柱的抗震等級,使其同剪力墻。

    2. 建議優先考慮采用墻+墻的 T 字墻計算模型,就是將端柱(柱寬 bc,柱高hc )按T 形截面的翼緣墻肢輸入(墻肢的 bw1=hc, hw2 =bc)。

帶端柱的剪力墻如何建模?的圖4

    3. 當采用墻+柱計算模型的計算結果明顯不合理時,為消除罰單元設置不當造成的影響,也可按以下方法進行比較計算,取合理結果設計:

    1) 在端柱與墻之間開計算洞(洞口可取500mm× 800mm ),形成柱+剛性梁+墻的計算模型,剛性梁寬度同墻厚,截面高度可取層高-800;

帶端柱的剪力墻如何建模?的圖5

    2)采用等效墻厚法計算,墻長為 (hc 十 hw),按墻截面面積相等的原則將有端柱剪力墻等效為矩形截面剪力墻,墻的等效截面厚度 b'w ,按等效厚度剪力墻驗算平面外穩定,此時,由于對端柱的有利作用(端柱對墻肢平面外穩定的有利影響)考慮略有不足,其結果是偏于安全的。必要時還可以考慮實際端柱截面對墻肢穩定的有利影響,采用手算復核。

帶端柱的剪力墻如何建模?的圖6

    4. 實際工程中還應特別注意對與墻肢相連的臺口柱及轉換柱等結構設計關鍵構件的計算模型復核。

來源:土木吧

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

1
2