摘要：大空間住宅剪力墻－樓板結(jié)構(gòu)體系由于開間和進(jìn)深較大，樓板在豎向均布荷載下產(chǎn)生過大的板邊端彎矩，且受板厚和剪力墻厚的限制，使得板墻節(jié)線成了板墻結(jié)構(gòu)體系的薄弱環(huán)節(jié)，本文
應(yīng)用正交各向同性彈性薄板理論，分析了鋼筋混凝土板墻節(jié)線在傳遞樓板邊端彎矩時(shí)的變形情況，
并分析了它的影響因素。推導(dǎo)出板墻節(jié)線出墻面位移及轉(zhuǎn)角的解析表達(dá)式;并將理論解與ANSYS有限元解進(jìn)行比較,結(jié)果吻合較好。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；剪力墻；板墻節(jié)線；彈性薄板理論；轉(zhuǎn)角
1. 引言
隨著人們對(duì)住宅空間靈活性、多樣性、適應(yīng)性和可改性的要求，出現(xiàn)了一種樓面無梁、墻面無柱、一戶一板的住宅結(jié)構(gòu)體系大空間住宅剪力墻－樓板結(jié)構(gòu)體系。由于這種新型結(jié)構(gòu)的體系的開間及進(jìn)深都比較大，在豎向荷載作用下，樓板傳遞給剪力墻的彎矩增大，而使得剪力墻要承受平面外彎矩，通常普通剪力墻主要承受平面內(nèi)彎矩和水平剪力，因此大空間住宅板墻體系中剪力墻的受力狀態(tài)就有別與普通剪力墻。另外受樓板板厚及剪力墻厚度的限制，板墻節(jié)線區(qū)域很小，使得此節(jié)線成了這種新型板墻結(jié)構(gòu)體系的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)于板墻節(jié)線的受力性能和設(shè)計(jì)方法,目前各國的研究很少，現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中也沒有對(duì)這類節(jié)線進(jìn)行明確的規(guī)定。板墻節(jié)線在實(shí)際工程中屢見不鮮，其受力較為復(fù)雜，因此，板墻節(jié)線的受力性能和設(shè)計(jì)方法是我國當(dāng)前工程設(shè)計(jì)迫切需要研究和解決的問題。
所謂的板墻節(jié)線，主要是指在板墻體系中剪力墻和樓板的相交核心區(qū)域與鄰近核心區(qū)的板端和墻端。
本文由彈性薄板理論導(dǎo)出了板墻節(jié)線撓度及轉(zhuǎn)角的級(jí)數(shù)解，其結(jié)果與ANSYS 有限元計(jì)算吻合較好，并分析了板墻節(jié)線撓度及轉(zhuǎn)角的影響因素，對(duì)以后研究板墻節(jié)線的受力問題及工程設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。
2. 計(jì)算模型
鋼筋混凝土板墻節(jié)線的力學(xué)計(jì)算模型[3]如圖1 所示。在整個(gè)剪力墻體上下層間反彎點(diǎn)處取出一片墻體, 假定墻體平面外彎曲的反彎點(diǎn)在每層的中線位置，這樣取出的計(jì)算分析模型中,剪力墻上下兩端為簡(jiǎn)支，假設(shè)剪力墻的左右兩端也為簡(jiǎn)支，墻體的高度等于層高?？杉俣袅蜆前鍨閯偨?，那么樓板周邊為固支。本文在分析時(shí)沒有考慮上下樓層之間的相互作用。
由于剪力墻的厚度較高度和寬度方向的尺寸小許多,可采用薄板理論進(jìn)行分析。
模型的主要參數(shù)如下：剪力墻高（層高）h，墻寬a，墻厚tq ；樓板長b，樓板寬a，樓板厚tb，混凝土彈性模量Eo ，泊松比μo；鋼筋的彈性模量E1，泊松比μ1。
3. 樓板邊端彎矩的簡(jiǎn)化
根據(jù)圖1 的計(jì)算模型,樓板在豎向荷載下產(chǎn)生板邊端彎矩,并傳遞給剪力墻。在分析時(shí),假定將此平面外彎矩M 等效為在節(jié)線樓板厚b t 范圍內(nèi)沿墻高方向的一線性分布荷載,如圖2 所示。
6． 分析和建議
?。?）板墻節(jié)線出墻面位移和轉(zhuǎn)角由于受兩邊翼緣墻體的影響，在相同標(biāo)高處沿墻寬方向不均勻分布，中間出現(xiàn)峰值，然后向兩端遞減。
?。?）從板墻節(jié)線出墻面位移和轉(zhuǎn)角的公式（10）和（11）中可以看出隨著板厚tb的增大，兩者成減小趨勢(shì)。而墻厚tq的越大
越大，所以板墻節(jié)線出墻面位移和轉(zhuǎn)角越小，由此
可見在工程設(shè)計(jì)中為減小節(jié)線的出墻面位移和轉(zhuǎn)角在一定程度上可以增大板墻的厚度。
?。?）由于本文主要進(jìn)行的是板墻節(jié)線線彈性范圍內(nèi)的研究，所以沒有討論配筋率對(duì)板墻節(jié)線
出墻面位移和轉(zhuǎn)角的影響，但從公式中可以看出，隨著撓曲剛度
的增加，位移和轉(zhuǎn)
角越小，可見通過提高剪力墻混凝土等級(jí)和配筋率來增大剪力墻的等效彈性模量q E ，進(jìn)而增大了
撓曲剛度，從而有效的減小板墻節(jié)線的出墻面位移和轉(zhuǎn)角。
?。?）由公式（5）可知，板墻節(jié)線所承受的板邊端彎矩沿剪力墻寬度方向是兩頭小、中間大，
要承受一定量的扭矩，這必定使板墻節(jié)線發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，因此工程設(shè)計(jì)中有必要配置一些抗扭鋼筋。
?。?）對(duì)于節(jié)線的抗變形能力，本文只進(jìn)行了線彈性階段的理論分析，而在塑性階段的變化情況還需要進(jìn)一步研究。
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