大空间住宅剪力墙出平面承载力研究

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为满足住宅空间的灵活性、多样性、适应性和可改性,本文提出了一种新型的楼面无梁、墙面无柱、“一户一板”的住宅结构体系——大空间住宅剪力墙结构体系。在竖向荷载作用下,为进一步提高大跨度楼板的承载力和正常使用要求,楼板与混凝土墙体采用刚接以增加板墙空间整体作用,由此楼板传递给剪力墙的出平面弯矩较大,其承载力问题不容忽视。本文通过弹性理论推导、非线性有限元分析和钢筋混凝土基本理论计算相结合,研究了钢筋混凝土剪力墙出平面的内力变形规律和开裂、破坏荷载,对大空间墙板结构的剪力墙出平面承载力设计提出了安全、实用的建议。 本文基于弹性薄板理论,采用单三角级数解法,导出了端弯矩与纵向压力共同作用下四边简支板和两对边简支两对边固支板的挠曲面表达式,并与双三角级数解法计算结果对比,验证了其正确性。通过对长宽比(剪力墙为宽高比)不小于3的矩形板与一维压弯构件进行的计算结果对比分析,得出结论:其内力和变形特征与一维压弯构件类似。 利用ANSYS有限元程序,对钢筋混凝土剪力墙进行了非线性分析,绘制了剪力墙出平面承载力M—N关系曲线,与扁柱的承载力M—N曲线比较得出以下结论:扁柱承载力M—N曲线被包含在剪力墙的出平面承载力M—N曲线内,因此,可按照偏心受压构件正截面配筋来确定剪力墙的出平面承载力配筋设计且偏于安全。
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