基于能力設(shè)計(jì)原理的混凝土核心筒極限承載力計(jì)算方法.pdf

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1、基于能力設(shè)計(jì)原理的混凝土核心筒極限承載力計(jì)算方法郭棟，劉飛，梁利利(西安建筑科技大學(xué)土木學(xué)院，陜西西安710055)摘要：在高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土核心筒常被用作主要的抗測力構(gòu)件，在地震及風(fēng)荷我的作用下，混凝土核心籬承受了主要的水平剪力，增加了結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)移剛度，減少了結(jié)構(gòu)的水平位移。因此在一定程度上核心筒的抗震性能好壞將直接影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。本文在已有的剪力墻極限承載力計(jì)算原理的基礎(chǔ)上，總結(jié)出混凝土核心筒基于能力設(shè)計(jì)原理的極限承栽力計(jì)算方法，并通過算例驗(yàn)證計(jì)算理論的正確性與可靠性。關(guān)鍵詞：混凝土；核心筒；極限承栽力；計(jì)算方法中圖分類號(hào)iTU311．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章

2、編號(hào)：1672—4011(2011)03—0061—020前言《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2002規(guī)定，結(jié)構(gòu)在進(jìn)行非線性分析時(shí)。材料的各性能指標(biāo)應(yīng)取平均值。而在能力設(shè)計(jì)原理中采用的是材料超強(qiáng)強(qiáng)度，截面的超強(qiáng)強(qiáng)度考慮了可能影響材料標(biāo)準(zhǔn)值的所有因素，包括材料實(shí)測強(qiáng)度超過其規(guī)定的屈服強(qiáng)度，應(yīng)變強(qiáng)化引起鋼筋強(qiáng)度的提高，以及由于鋼筋約束作用而引起混凝土的抗壓強(qiáng)度提高等，能更好的反應(yīng)結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況?；炷梁诵耐彩歉邔咏ㄖY(jié)構(gòu)中的主要抗側(cè)力構(gòu)件，是由單片剪力墻圍成的水平抗震結(jié)構(gòu)體系。其橫向極限承載力主要取決于剪力墻以及其之間的整體作用。因此了解剪力墻受力特點(diǎn)是計(jì)算混凝土核心筒極限承載力的基礎(chǔ)

3、。如圖1所示，在雙肢剪力墻中，當(dāng)連粱的剛度和墻體的剛度比值設(shè)計(jì)合理時(shí)，其抵抗傾覆彎矩主要由各墻肢獨(dú)立抗彎和連梁抗彎共同承擔(dān)，剪力墻的彎矩平衡公式如下：F。H=M“+M塒(1)式中F。一墻體極限承載力；吊一墻體高度；肘“一墻肢極限抗傾覆彎矩；肘。一連梁極限抗傾覆彎矩。1材料超強(qiáng)強(qiáng)度截面的理想強(qiáng)度一般用_si表示，而考慮到材料的超強(qiáng)強(qiáng)度，截面的超強(qiáng)強(qiáng)度一般用￡表示，他是能力設(shè)計(jì)原理的重要概念，二者之間的關(guān)系：S。=A。Si式中，A。為考慮組成材料超強(qiáng)強(qiáng)度而引入的超強(qiáng)系數(shù)。本文主要分析混凝土核心筒基于能力設(shè)計(jì)原理的極限承載力，材料的超強(qiáng)強(qiáng)度主要選用實(shí)測的平均值(見表l一2)，其中厶Z。分別為鋼

4、筋的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度平均值，／二√2為混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度平均值。表I鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(單位：N／mm2J種類符號(hào)厶‰冷拔鋼絲A751．3753．1A8圓鋼A495．2588．5螺紋鋼B379．1567．1表2混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f單位：N／ram2)混凝土強(qiáng)度等級(jí)正。ft。C4535．633．642連梁極限承載力的計(jì)算方法連梁極限承載力的計(jì)算包括兩方面內(nèi)容，即連梁端部超強(qiáng)剪力和連梁整體極限抗彎超強(qiáng)的計(jì)算。其中連梁端部的超強(qiáng)剪力，會(huì)在相鄰墻肢上產(chǎn)生軸向壓力，這兩個(gè)軸壓力會(huì)組成一對(duì)力偶(如圖2所示)，來抵抗結(jié)構(gòu)所承受的傾覆彎矩。根據(jù)連梁的跨高比不同，連梁分為傳統(tǒng)配筋普通連梁(Z。朋≥

5、5)和傳統(tǒng)配筋深連梁(Z。／h≤2．5)兩種，其中統(tǒng)配筋普通連梁由于跨高比較大，主要要發(fā)生的是彎曲破壞，而傳統(tǒng)配筋深連由于抗彎剛度較大，其主要發(fā)生的是剪切破壞，兩種連梁的。計(jì)算方法可參考文獻(xiàn)[3-5]。3雙肢剪力墻極限承載力的計(jì)算方法對(duì)于雙肢剪力墻，當(dāng)其在地震荷載作用下，墻肢會(huì)承受由連梁端部傳來的剪力超強(qiáng)‰』，其中一個(gè)墻肢受壓，而另一個(gè)墻則受拉。如圖2所示。現(xiàn)以帶翼緣L形單肢剪力墻組成的雙肢墻為例，說明雙肢剪力墻極限承載力的計(jì)算方法。圖1剪力墻的抗力模式圖2梁傳給墻肢的剪力(1)左墻肢底部極限抗彎承載力計(jì)算(如圖3(a)、(c)所示)C+Gl一‰+強(qiáng)+如+瓦妒=x蜣。+L’(2)z：墜旦

6、i蘭趟!：±魚豎二型(3)z=————————————————F：———————————————一kj，以=(G。+t1)(屯一生2一手)+(G一％)(等一詈)當(dāng)星i，，魚墅』i基姿!!絲簍童童銎c一÷)+r。(，．?車)+(2)☆％n《*＆日‰％$扭力許算‘Ⅺ目3(”《t1c+‰+G+％+o=xb，．(5】z=型嚙}蛐(61"．=(c+‰)(于L一手)+Gc竿一})+k(^．一手)+k《￡．?號(hào))(7)4算例E件R寸AE筋情aH表3，“H蚪cwlⅪM說％H算垃日：①m據(jù)i獻(xiàn)【3—5]提m的計(jì)算A*，求＆筒悼Ⅲ連#的＆m抗彎承載女為兒=5M*=51＆4肼m：②**0式(2)一(7)計(jì)#＆

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