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20斜剪力墻和圓錐筒形剪力墻 -2016.6

發布時間:2016-06-27


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斜剪力墻和錐筒形剪力墻

一般剪力墻在豎直面上是垂直的,且在墻兩端也是上下保持垂直。這里的斜剪力墻,指的是在豎向上墻面不垂直的剪力墻,或者墻面雖然垂直、但是墻的兩端節點上下不垂直,或者既在豎向上墻面不垂直、又在墻的兩端節點上下不垂直的剪力墻。

一般圓弧剪力墻位于圓弧軸線上,它在豎向是垂直的,且在墻兩端也是上下保持垂直線的剪力墻。圓錐筒形剪力墻,指的是位于圓弧軸線上,但是其墻頂和墻底處于同一圓心但不同直徑的圓弧軸線,因此它在墻兩端的上下連線不是垂直線。這樣輸入的圓錐筒形剪力墻,可組成一個完整的圓錐筒,或圓錐筒的一部分。

一般結構設計軟件只能設計垂直的剪力墻結構,而對斜的剪力墻僅當做通用的殼單元進行力學計算,不能進一步按照剪力墻的要求進行截面配筋設計。

YJK在建模中提供對斜的剪力墻和錐筒形剪力墻的輸入手段,除了在力學計算方面按照通用的殼元計算外,還進行截面配筋設計。

一、斜剪力墻的建模輸入

YJK在建模的構件布置下,專門設置了斜墻菜單,用來輸入斜剪力墻和圓錐筒形剪力墻,如圖3.3.1所示。斜剪力墻的截面定義和普通剪力墻相同,只是在墻的布置上比普通墻多了3個參數,分別是下端偏軸距離、起點外擴距離、終點外擴距離。

3.3.1 斜墻輸入

當墻下端偏軸距離的值和墻上端偏軸距離不同時,墻面就變成了斜的,如圖3.3.1中梯井筒的傾斜部分。又如梯井筒的側壁墻,本身墻面是豎直的,但墻兩端為上下斜線,輸入方法就是在參數中的起點外擴距離、終點外擴距離輸入一定的數值,該墻在立面上成為上下不等邊的梯形墻。

如果在圓弧軸線上輸入斜剪力墻,就是輸入圓錐筒形剪力墻。對于圓錐筒形墻,參數中的起點外擴距離、終點外擴距離將不再起作用。也就是說,當輸入的斜墻位于圓弧軸線時,只能輸入下端偏軸距離,而另兩個參數不起作用。

二、斜墻可與垂直墻或其他斜墻布置在同一軸線

建模時對于垂直的剪力墻,同一網格上只能布置一片墻,再往其上布置新的墻時,舊的墻自動被替換。YJK軟件對斜墻取消了這樣的限制,即在已經布置了斜墻的網格上,可以繼續布置垂直墻,或者向另一側傾斜的斜墻。

實際工程中斜墻常與其他斜墻或直墻布置在同一網格上,比如筒倉結構中的漏斗常是連續多個布置在一起的,如圖3.3.2所示。

3.3.2 漏斗與斜墻

3.3.3的特種結構形式,在地下室之上的兩層結構是下小上大的外擴形狀,類似船艙的外形,這兩層都是用斜墻建模組成的。

3.3.3 帶斜墻工程實例

可以看出,本工程的斜墻布置非常復雜,同一軸線上布置雙分的兩道斜墻的情況很多,計算模型如圖3.3.4所示。

3.3.4 計算模型

、斜墻上的荷載

對于斜墻,軟件增加了斜墻面外梯形荷載法向斜墻面外梯形荷載沿墻兩種荷載類型,如圖3.3.5、3.3.6所示。因為斜墻常用于漏斗、水池的模型,這樣的荷載十分常見。

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

3.3.5 斜墻面外荷載-法向

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

3.3.6 斜墻面外荷載-沿墻

用戶使用這兩種荷載需注意,兩種荷載都會產生垂直的荷載分量,但目前軟件在地震的質量計算和重力荷載代表值計算中都不統計這種垂直的荷載分量,如果用戶需要在抗震計算中考慮這些,可在計算前處理中人工補充節點附加質量。

、某水塔模型

某水塔圖紙和建好的模型,如圖3.3.7、3.3.8所示。

3.3.7 水塔

3.3.8 水塔圖紙

3.3.9 水塔1

第一層為水塔塔座,用圓弧墻建模,層高18.850m,如圖3.3.9所示。由于需要支撐2層的內筒,在1層頂按內筒的直徑做托墻轉換梁,再通過十字交叉梁將內筒荷載傳到外筒墻體。

3.3.10 水塔2

2層是層高僅500mm的過渡層,1層筒直徑2800mm,3層水池底直徑3400mm,因此2層用斜圓錐筒墻建模,可連接1層和3層的筒墻,如圖3.3.10所示。

水池水的荷載主要布置在2層的樓面上。

3.3.11 水塔3

3層為水池下部,斜圓錐筒墻建模。中間部分用弧梁和錯層板建立一個圓形水池。布置虛梁是為了對圓錐筒墻切分并在層頂開全房間洞,如圖3.3.11所示。

3.3.12 水池部分荷載輸入

3層斜墻上布置水壓荷載,按照斜墻的面外梯形荷載(法向)的類型輸入,按照水頭高度為3、4層總高3950mm計算,如圖3.3.12所示。

3.3.13 水塔4

4層為水池的中間部分,如圖3.3.13所示,考慮水池對池壁的側壓力也布置了墻的面外梯形荷載。

3.3.14 水塔5

5層為水池頂蓋,用斜圓錐筒墻建模,如圖3.3.14所示,上邊布置屋面荷載。

3.3.15 水塔6

6層也是水池頂蓋部分,用了3段不同墻高的墻建模生成,下邊第1段墻底標高-150mm、頂標高-850mm,第2段墻底標高850mm、墻頂標高500mm,第3段墻底標高1200mm。全層總高1700mm,如圖3.3.15所示。

3.3.16 水池荷載簡圖

3.3.17 水塔內力云圖

3.3.16、3.3.17分別為為水池部分在前處理中的計算簡圖和計算結果中的活荷載應力云圖。

五、斜墻在筒倉水池中的應用

斜墻在筒倉水池應用較多,YJK提供了對墻的各種類型面外荷載的輸入和計算,同時支持斜剪力墻的輸入,解決了筒倉水池結構計算的關鍵環節。

對筒倉水池結構的詳細技術條件可參照軟件自帶的、可查看F1打開的幫助說明,或是《結構軟件難點熱點問題應對及設計優化》(中國建筑工業出版社)相關章節。

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