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20斜剪力墙和圆锥筒形剪力墙 -2016.6

发布时间:2016-06-27


 

斜剪力墙和锥筒形剪力墙

一般剪力墙在竖直面上是垂直的,且在墙两端也是上下保持垂直。这里的斜剪力墙,指的是在竖向上墙面不垂直的剪力墙,或者墙面虽然垂直、但是墙的两端节点上下不垂直,或者既在竖向上墙面不垂直、又在墙的两端节点上下不垂直的剪力墙。

一般圆弧剪力墙位于圆弧轴线上,它在竖向是垂直的,且在墙两端也是上下保持垂直线的剪力墙。圆锥筒形剪力墙,指的是位于圆弧轴线上,但是其墙顶和墙底处于同一圆心但不同直径的圆弧轴线,因此它在墙两端的上下连线不是垂直线。这样输入的圆锥筒形剪力墙,可组成一个完整的圆锥筒,或圆锥筒的一部分。

一般结构设计软件只能设计垂直的剪力墙结构,而对斜的剪力墙仅当做通用的壳单元进行力学计算,不能进一步按照剪力墙的要求进行截面配筋设计。

YJK在建模中提供对斜的剪力墙和锥筒形剪力墙的输入手段,除了在力学计算方面按照通用的壳元计算外,还进行截面配筋设计。

一、斜剪力墙的建模输入

YJK在建模的构件布置下,专门设置了斜墙菜单,用来输入斜剪力墙和圆锥筒形剪力墙,如图3.3.1所示。斜剪力墙的截面定义和普通剪力墙相同,只是在墙的布置上比普通墙多了3个参数,分别是下端偏轴距离起点外扩距离终点外扩距离

3.3.1 斜墙输入

当墙下端偏轴距离的值和墙上端偏轴距离不同时,墙面就变成了斜的,如图3.3.1中梯井筒的倾斜部分。又如梯井筒的侧壁墙,本身墙面是竖直的,但墙两端为上下斜线,输入方法就是在参数中的起点外扩距离、终点外扩距离输入一定的数值,该墙在立面上成为上下不等边的梯形墙。

如果在圆弧轴线上输入斜剪力墙,就是输入圆锥筒形剪力墙。对于圆锥筒形墙,参数中的起点外扩距离、终点外扩距离将不再起作用。也就是说,当输入的斜墙位于圆弧轴线时,只能输入下端偏轴距离,而另两个参数不起作用。

二、斜墙可与垂直墙或其他斜墙布置在同一轴线

建模时对于垂直的剪力墙同一网格上只能布置一片墙再往其上布置新的墙时旧的墙自动被替换YJK软件对斜墙取消了这样的限制即在已经布置了斜墙的网格上可以继续布置垂直墙或者向另一侧倾斜的斜墙

实际工程中斜墙常与其他斜墙或直墙布置在同一网格上比如筒仓结构中的漏斗常是连续多个布置在一起的,如图3.3.2所示

3.3.2 漏斗与斜墙

3.3.3的特种结构形式,在地下室之上的两层结构是下小上大的外扩形状,类似船舱的外形,这两层都是用斜墙建模组成的。

3.3.3 带斜墙工程实例

可以看出,本工程的斜墙布置非常复杂,同一轴线上布置双分的两道斜墙的情况很多,计算模型如图3.3.4所示

3.3.4 计算模型

斜墙上的荷载

对于斜墙软件增加了斜墙面外梯形荷载法向斜墙面外梯形荷载沿墙两种荷载类型,如图3.3.53.3.6所示。因为斜墙常用于漏斗、水池的模型,这样的荷载十分常见。

C:\Users\CHENDA~1\AppData\Local\Temp\SNAGHTML25abf58.PNG

3.3.5 斜墙面外荷载-法向

C:\Users\CHENDA~1\AppData\Local\Temp\SNAGHTML25a65be.PNG

3.3.6 斜墙面外荷载-沿墙

用户使用这两种荷载需注意,两种荷载都会产生垂直的荷载分量,但目前软件在地震的质量计算和重力荷载代表值计算中都不统计这种垂直的荷载分量,如果用户需要在抗震计算中考虑这些,可在计算前处理中人工补充节点附加质量。

、某水塔模型

某水塔图纸和建好的模型,如图3.3.73.3.8所示

3.3.7 水塔

3.3.8 水塔图纸

3.3.9 水塔1

第一层为水塔塔座用圆弧墙建模层高18.850m,如图3.3.9所示。由于需要支撑2层的内筒,在1层顶按内筒的直径做托墙转换梁,再通过十字交叉梁将内筒荷载传到外筒墙体。

3.3.10 水塔2

2层是层高仅500mm的过渡层,1层筒直径2800mm3层水池底直径3400mm,因此2层用斜圆锥筒墙建模,可连接1层和3层的筒墙,如图3.3.10所示

水池水的荷载主要布置在2层的楼面上。

3.3.11 水塔3

3层为水池下部斜圆锥筒墙建模中间部分用弧梁和错层板建立一个圆形水池布置虚梁是为了对圆锥筒墙切分并在层顶开全房间洞,如图3.3.11所示

3.3.12 水池部分荷载输入

3层斜墙上布置水压荷载,按照斜墙的面外梯形荷载(法向)的类型输入,按照水头高度为34层总高3950mm计算,如图3.3.12所示

3.3.13 水塔4

4层为水池的中间部分,如图3.3.13所示,考虑水池对池壁的侧压力也布置了墙的面外梯形荷载。

3.3.14 水塔5

5层为水池顶盖,用斜圆锥筒墙建模,如图3.3.14所示,上边布置屋面荷载。

3.3.15 水塔6

6层也是水池顶盖部分,用了3段不同墙高的墙建模生成,下边第1段墙底标高-150mm、顶标高-850mm,第2段墙底标高850mm、墙顶标高500mm,第3段墙底标高1200mm。全层总高1700mm,如图3.3.15所示

3.3.16 水池荷载简图

3.3.17 水塔内力云图

3.3.163.3.17分别为为水池部分在前处理中的计算简图和计算结果中的活荷载应力云图。

五、斜墙在筒仓水池中的应用

斜墙在筒仓水池应用较多,YJK提供了对墙的各种类型面外荷载的输入和计算,同时支持斜剪力墙的输入,解决了筒仓水池结构计算的关键环节。

对筒仓水池结构的详细技术条件可参照软件自带的、可查看F1打开的帮助说明,或是《结构软件难点热点问题应对及设计优化》(中国建筑工业出版社)相关章节。

 

 

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