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摘 要

剪力墙钢筋混凝土建筑物能非常有效的抵御地震的干扰。一般来说,钢筋混凝土框架由弯曲和抗剪力墙受剪。如果一个结构包括框架和剪力墙，这两个组件将存在的复杂的相互作用。本文介绍了框架和框架-剪力墙结构的实验，实验结果用于检查分析模型。测试内容包括四个框架和框架-剪力墙结构。混凝土抗压强度，截面尺寸和墙对框架的影响进行了研究。框架结构，水平力位移关系的线性理论预测与试验数据吻合良好。然而，对框架-剪力墙结构，软化桁架模型和IDARC程序给的测试值偏离水平力-位移关系。

1.介绍

在过去的30年里,包含地震剪力墙的建筑物表现出非常满意的抗震性能。最近美国建筑规范要求在大多数情况下，剪力墙在重力和颠覆传统的方式增强，没有给予特殊的细节考虑为延性。为了设计一个剪力墙的韧性表现的方式，这就要求其强度受弯曲而不是剪力，其抗剪能力必须是已知的和必须大于剪切能力。换句话说，我们不仅需要知道极限抗剪承载力也要知道剪切开裂和剪切破坏之间究竟发生了什么。是否以及在何种程度上磨内的剪切裂缝，横向运动引起的可逆循环，可以作为一种能量耗散机制需要确定，尚未得到充分的研究。因此，有一种技术，使复杂的框架-剪力墙行为工程的理解和火焰墙结构循环可逆负载整体非弹性反应的定性解释不断增长的需求。

关于与侧移钢筋混凝土框架，其实际行为是复杂的，不仅通过二阶变形的影响，也受到了相当大的重新分配的时刻可能由于结构构件的开裂和的塑性行为发生的事实材料。提出由莫三线性理论被用来预测实际行为的理论的钢筋混凝土框架结构。该方法利用三线性弯矩曲率曲线，以及虚功原理来表达的相容性条件，发现变形。

一个框架剪力墙的设计问题是促进失败的墙板，同时抑制故障在列。如果设计得当，失效的墙板不会那么易碎。这一设计理念考虑墙板作为损失的元素在地震中吸收能量确保框架系统的安全。之后墙面板也可以迅速修复。因为框架剪力墙，平衡方程可以得出桁架模型理论。同时，当相容性条件的考虑了墙单元，相容方程可以推导出有关剪切畸变在钢筋和混凝土的应变。为了准确预测剪力墙的特性，提出了混凝土的应力-应变曲线软化对角撑杆需要纳入。

最近，在具体的建模中使用现代概念，钢筋混凝土框架-剪力墙体系的抗震性能评估计算方法出现了。IDARC程序执行静态破坏模式分析基底剪力系数,和一个非弹性动力响应分析在水平和垂直的基础作用。在这个模型中，一个框架—剪力墙系统包括四个要素，即，非弹性轴向弹簧的边柱，剪力和剪力墙弯曲弹簧，基刚性梁单元和等效剪切梁弯曲弹簧。在本文中，对线性理论框架，框架剪力墙的软化桁架模型，框架和框架-剪力墙结构IDARC程序由框架和框架-剪力墙结构的试验研究。

2.测试程序

提出了从四个框架和两个框架-剪力墙结构进行了低周反复荷载作用下的结果。混凝土强度，柱的大小和是墙的存在与否是测试的因素。

2.1混凝土

对预拌混凝土的混凝土抗压强度从25 MPa提高到62 MPa的变化。所有试样以坍落度为250毫米配制高性能混凝土。每次倾倒生产24个标准圆筒（150 x300ram）,所有圆筒都会经过频繁检测来监视其随着时间流逝在混凝土强度方面发生的变化。试样的混凝土的抗压强度如表1所示。粗骨料的最大公称尺寸为10毫米直径。

2.2钢筋

用变形9.5 mm，12.7 mm和4.1 mm钢筋。在梁的纵向钢筋，由四条9.5 mm（两顶，两底）和六个9.5 mm钢筋（三顶，三底）标本中NF1，MF1，NW1，分别为1和标本NF3，MP3，，提供百分之1.26和梁的毛截面面积百分之0.48相应的钢比。同样，在柱的纵向钢筋，由四个12.7毫米9.5毫米和。使用十七个变形4.1毫米钢筋在垂直和水平两个方向上墙的每个标本NW1 MW1,提供一个钢铁比率为0.26% 。钢筋的机械性能也在表1所示。 这些值是基于三个样本的平均值。

2.3样本

每个标本的尺寸和配筋图1所示。因为所有的六例反复加载,领带间距根据指定的地震剪力设计要求确定在21章ACI代码[2] 。

第一个字母“N”或“M”标本名称分别代表正常或高强度混凝土。第二个字母“F”或“W”分别指的是框架或框架剪力墙结构。最后一个数字“1”或“Y”分别表示15×15毫米或30X30毫米在梁柱截面。

2.4使用仪器

图2显示了测试设置和应变片在梁纵向钢筋的位置。一共八个计量器被用在每个样本上。四计量器（两个在前，两个在后）在每个梁的两个关键部分。如图2所示，使用六个线性可变差动传感器测量试样的水平位移（LVDT）。伺服控制的LVDT信号是用来控制试验。由一个500千牛负载电池测定水平力。

2.5测试

所有六个试样的循环荷载作用下的位移历史如图3所示。每个试样的预定的周期数为28。在每个标本的基础上,附加钢筋混凝土基础,防止支架旋转。 这种机制使样本固定底部。实际测试开始后的水平荷载，如图3所示的位移历史应用。所有的测试数据通过数据采集系统在50赫兹的采样率采集。

1. 测试结果

这里给出的结果主要是水平力-位移关系的形式。 留个样本的主曲线第一个被检查。之后是周反复荷载作用下的滞回的讨论。然后描述了六个试件的破坏模式。最后理论预测与实验结果的比较。

3.1主曲线

所有六个试样的主曲线是滞回圈的包络曲线。本节中讨论使用主曲线，对混凝土强度，截面尺寸和壁的结构的影响。

从图4可以看出，最大水平力随混凝土强度增加而增加。钢筋屈服前，有较高混凝土强度的试样具有更好的刚度。同样的试样具有越高的混凝土强度，最大水平力位移越大。从图5可以看出，较大部分的情况下，最大水平力越大，对应的最大水平力的位移越小和最大水平力后的刚度下降越快。从图6可以看出，试样的墙具有更大的最大水平力和更小的位移。换句话说，墙壁造成更大的刚度和延性较小。

由于延性系数的多重内涵[ 8 ]，它被定义为位移最大水平力除以屈服位移。六个试件的每个延性系数也显示在表2。从表2可以看出，当墙被添加到框架中，延性系数岁这混凝土强度的增强而增大。同时延性系数随着截面尺寸的增加而增大。

3.2滞回曲线

六个试样在低周反复荷载试验的滞回曲线如图7所示。从图7可以看出，挤压效应随截面尺寸增加而增加（试样NF3与NF1和MF1与MF3），当墙被添加到框架是挤压效应更明显（标本NW1与NF3和1与3）。耗散的能量是通过计算各地区的滞回曲线确定。从表2和图7可以看出，消耗的能量岁这混凝土强度增加而增加，当墙添加到框架中则减少。同时消耗的能量随着截面尺寸增加而增加。

3.3失效模式

所有六个试样的失效模式如表2所示。基本上，对于六试件的破坏模式可分为两种类型，即弯曲破坏（由于在临界区四个塑性铰出现）和剪切破坏（由于混凝土墙上破碎）。图8A表示裂纹图案和NF3的失效模式标本。没有墙的剩余标本有相同的裂缝模式和失效模式标本NF3。这可以从图8a看出，试样的失败是因为四个塑性铰（两个在梁柱连接和两个在列的底部）。图8b显示裂纹图案和标本NW1失效模式。标本1具有相同的裂缝模式和失效模式标本NW1。这可以从图8B看出，试样NW1的失败是因为混凝土墙破碎。

3.4与实验结果的分析模型的比较

框架分析的线性理论，本节对框架剪力墙分析的框架和框架-剪力墙结构分析程序IDARC软化桁架模型与实验结果相比。框架和框—剪结构的分析模型与实验结果的比较分别在表3和表4所示。图9A也表明试样NF1水平力-位移关系。在图9A，实验结果是由实曲线来表示，线性理论和IDARC程序结果分别是由虚线和虚线曲线表示。这可以从图9A和表3看出，线性理论是在整个加载历史的实验结果吻合很好；然而,IDARC程序的刚度预测比实验结果低得多，虽然最大水平力的预测基于性能也非常接近实验结果。图9b表明试样mw1的水平力-位移关系。与试样NF1相似，在图9b中实验结果,软化桁架模型和IDARC程序的结果预测分别由一个实曲线,虚曲线,虚线。这可以从图9b和表4看出，最大水平力的软化桁架模型预测与试验数据相近。然而,刚度软化桁架模型和预测IDARC程序高估了测试值。换句话说，对框架剪力墙结构的位移预测有待进一步研究。

1. 结论
2. 当墙被添加到框架，最大水平力将大大增加和漂移会大大降低。然而，对框架-剪力墙结构延性和耗能低于框架。
3. 当框架结构截面尺寸增加，最大水平力，延性和耗散的能量增加，位移会降低。
4. 当框架和框架-剪力墙结构混凝土强度的增加在，最大水平力，延性和耗散的能量增加，和位移会降低。
5. 对于框架，挤压效应岁截面尺寸增加而增加，当被加入框架中甚至变的更加明显
6. 对于框架，水平方向的力-位移关系的线性理论预测与试验数据吻合良好。然而，IDARC程序只能给出与实验值吻合良好的最大水平力；它提供的位移预测有更大的偏差。
7. 对于框剪结构，最大水平力计算所软化桁架模型与试验值吻合良好。刚度的预测高于测试结果。水平力-位移关系预测的IDARC程序提供了偏离更大的测试数据。
8. 基于本文的研究报道,框架—剪力墙结构位移预测有待进一步的研究。

感谢

本文的研究报告由台湾科学委员会资助。

参考资料

1. Fintel, M，在过去的三十年里，地震剪力墙建筑性能[J] (1995) 62-80
2. ACI 318-95,混凝土结构建筑规范要求与述评（底特律，美国混凝土学会，1995）
3. 哥伦比亚大学1991，统一建筑规范（国际建筑官员会议，加利福尼亚，美国，1991）
4. Mo, Y. L，钢筋混凝土框架结构性能的理论及试验研究，混凝土研究杂志44 (160) (1992) 163-173
5. Mo, Y. L. and Rothert, H.,软化模式对钢筋混凝土框架剪力墙特性的影响，ACI结构杂志94 (6) (1997) 730-744.
6. Vecchio, F. J. and Collins, M. P., 开裂混凝土的压缩响应，结构工程杂志，ASCE 119 (12) (1993) 3590-3610。
7. Valles, R. E., Reinhorn, A. M., Kunnath, S. K., Li, C.和 Madan, A，IDARC2D 第4版：用于建筑物的非弹性损伤分析的计算机程序，美国国家地震工程研究中心技术报告，1996

毕业设计(论文)开题报告

学生姓名： 王 博

学 号： P180111203

所在学院： 浦江学院

专 业： 土木工程

设计题目：绵阳市希望教学小学综合楼设计

指导教师： 孙小鸾 程小武

2015 年 3月 1 日

目录

1. 设计资料和要求 1

1.1 工程概况 .....................................................................................................1

1.2设计内容和要求................................................................................................ 1

第二章 结构平面布置 3

2.1 结构选型与结构布置 3

2.1.3 确定材料参数及结构尺寸估算。 4

第三章. 框架荷载计算 6

3.1 框架计算简图及梁柱相对线刚度计算 6

3.2 恒载标准值计算 7

3.3 活荷载标准值计算 9

3.4 竖向框架下荷载受荷计算 10

3.4.1.恒载标准值计算。 10

3.4.2活载计算 17

3.5 风荷载内力计算 21

3.5.1 风荷载标准值计算 21

3.5.2风荷载作用下的位移验算 22

第四章 非地震作用框架内力计算 25

4.1、竖向恒载内力计算 25

4.1.1、弯矩分配系数计算 25

4.1.2 计算杆件固端弯矩 31

4.2、竖向活载作用下的内力计算 32

4.2.1计算杆件固端弯矩 32

4.3、雪荷载内力计算 39

4.4、风荷载内力计算 40

第五章 地震作用下框架计算 44

5.1、重力荷载代表值的计算 44

5.2.基本自振周期及抗侧刚度D计算 44

5.2.1抗侧刚度D计算 47

5.2.2自振周期计算 47

5.3横向地震作用计算 48

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