异形柱框架剪力墙结构体系有限元分析

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异形柱框架剪力墙结构体系有限元分析

异形柱框架剪力墙结构体系有限元分析

摘要:异形柱框架剪力墙结构由于具有空间布置灵活,受力合理的优点,在高层建筑中得到了广泛的应用。本文采用通用的有限元计算软件,对异形柱框架剪力墙结构进行了分析,并探讨了剪力墙在异形柱框架结构中的作用。

关键词:异形柱框架;剪力墙;水平荷载;有限元法

1前言

异形柱框架剪力墙结构体系是把异形柱框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系, 房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担,而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担,框架和剪力墙间以横向构架连。异形柱框架剪力墙结构吸收了普通框架剪力墙结构和异形柱框架结构的优点,具有整体性好,刚度大、侧向变形小、抗风、抗震性能好的特点[1];并且还避免框架柱、梁在室内凸出,具有了增大建筑空间,墙面观感好等优点。因此,异形柱框架剪力墙结构体系在高层结构中得到广泛应用[2-3]。

在侧向荷载的作用下,异形柱框架的变形主要呈现为剪切型,而剪力墙则主要呈现为弯曲型,这两种构件在楼板的约束下共同变形时,整个结构则呈现一种较为复杂的变形形态。因此,提出一种计算异形柱框架剪力墙结构的有效方法,具有非常重要的现实意义。

2有限元计算模型

某异形柱框架剪力墙结构布置如图1所示,结构框架柱采用T形截面,框架梁采用矩形截面,层高2.8m,跨度4.8m。地震作用方向为水平方向,即在剪力墙中面上,设计基本地震加速度为0.1g。

根据结构的几何尺寸,建立异形柱框架剪力墙结构的有限元计算模型,采用8结点的等参块单元来模拟框架梁、柱及剪力墙结构。异形柱框架剪力墙结构有限元模型如图2所示。在设定单元参数时,异形柱框架剪力墙结构的梁、柱及剪力墙混凝土强度等级采用C30,混凝土弹性模量Ec=30GPa,泊松比μ=0.167[4]。 3异形柱框架剪力墙分析

3.1 计算方案

为了体现异形柱框架剪力墙结构的受力特点,下面考虑了两种计算方案,并把两种计算方案的计算结果进行了比较。计算方案一:异形柱框架结构,计算方案二:异形柱框架剪力墙结构。

3.2 指定路径上的位移、应力计算

表1中给出了两种计算方案在路径1、路径2上各点的横向位移ux和竖向应力σz值,路径1、路径2上各点位置的示意图如图1所示。

从表1可以看出,方案一下框架路径1上的最大横向位移为18.86mm,方案二下框架路径1上的最大横向位移为0.76mm,由此可以看出剪力墙对框架结构抵抗侧移变形的巨大作用,特别是在高层建筑结构中,这种作用就更加显著了。但两种计算方案得到的竖向应力值相差不大,并且主要是压应力,这是由于考虑了结构自重的影响。

3.3 结构的横向位移

为了研究两种计算方案中结构的位移分布规律 ,图3和图4给出了两种计算方案下结构的位移矢量图。

从图3和图4中可以看出,异形柱框架结构的位移最大值为19.09mm,方向基本为水平向右。异形柱框架剪力墙结构的位移最大值为1.04mm,

异形柱框架剪力墙结构体系有限元分析

方向为水平向右偏下,这主要是异形柱框架、剪力墙在自重和地震共同作用下产生的。

3.4 结构的位移、应力变化曲线

图5和图6给出了两种计算方案下在路径1上横向位移和竖向应力的变化曲线。

从图5中可以看出,异形柱框架剪力墙结构的位移要比异形柱框架结构的位移小得多,这也充分说明剪力墙发挥了巨大的抵抗剪切变形能力,这说明在高层建筑中采用剪力墙抵抗水平荷载效果是非常明显的。从图6中可以看出,两种计算方案的竖向应力相差不大,但异形柱框架剪力墙结构的竖向应力沿路径1变化平缓,而异形柱框架结构的竖向应力沿路径1变化较剧烈,这也说明了剪力墙能够使框架的应力分布变得较为平缓,有利于结构受力。

4结语

综上所述,无论是从结构布置得灵活性,还是从结构的受力角度来分析,异形柱框架剪力墙结构是一种非常合理的体系。剪力墙结构能够有效地抵抗水平荷载产生的侧移量,这在高层结构中显得尤为重要,得到了广泛的应用。

参考文献 :

[1] 叶海东,武力.框架剪力墙结构在水平荷载作用下的侧移计算[J].山西建筑,2005(18):61-62.

[2] 林立,陈洋.异形柱框架剪力墙结构在高层住宅中的应用[J].设计研究,2008(1):49-50.

[3] 王建中.框架剪力墙结构变形计算方法探析[J].淮海工学院学报,1999(1):51-53.

[4] GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2002.

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16. 问：Word 里怎么自动生成目录啊

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19. 问：怎样在word 中将所有大写字母转为小写？比如一句全大写的转为全小写的答：格式->更改大小写->小写

20. 问：在存盘的时候，出现了问题，症状如下：磁盘已满或打开文件过多，不能保存，另开新窗口重存也不管用。如何解决？

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21. 问：WORD 中的表格一复制粘贴到PPT 中就散掉了，怎么把WORD 里面的表格原样粘贴到PPT 中？

答：1）比较好的方法是：先把表格单独存为一WORD 文件，然后插入－－>对象，选由文件创建，然后选中上面的WORD 文件，确定；

2）还可以先把表格copy 到excel 中，然后copy 到PPT 中，这个也是比较好的办法；3）可以先做成文本框，再粘贴过去；4）复制粘贴，但是在PPT 中不能粘在文本框里面；5）拷屏，做成图片，再弄到PPT 里面。

22. 问：有没有办法将PPT 的文字拷入WORD 里面？

答：另存就可以了。只要以.rtf 格式另存即可

23. 问：word 中图片的分栏如何处理？假如有：1 2 图3 4 这样的结构，我想实现：1 3 图（要横跨两栏）2 4 但是，试了半天总是：1 2 图3 4 怎么办呀？help！

答：设置图片格式――版式――高级――文字环绕――环绕方式选上下型――图片位置――对齐方式选居中――度量依据选页面，要先改文字环绕，然后才能改图片位置

24. 问：用word 写东西时字距老是变动，有时候自动隔得很开，有时候进入下一行的时侯，上一行的字距又自动变大了，这是为什么？怎么纠正啊？

答：是因为自动对齐的功能，格式――>段落――>对齐方式可以选。还有允许断字的功能如果check 上，就不会出现你说的情况了。

25. 问：在使用WORD 的样式之后，如标题1、标题2 之类的，在这些样式前面总会出现一个黑黑的方块，虽然打印的时候看不到，但看着总是不舒服，有没有办法让它不要显示呢？

答：“视图”－－>“显示段落标志”，把前面的勾去掉。其实这个很有用，可以便于知道哪个是标题段落

26. 问：文章第一页下面要写作者联系方式等。通常格式是一条短划线，下面是联系方式，基金支持等。这样的格式怎么做出来？就是注明页脚吗？

答：插入――脚注和尾注

27. 问：文字双栏，而有一张图片特别大，想通栏显示，应该怎么操作？

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答：可以选择的内容，按双栏排。选择其他内容，按单栏排。

28. 问：Word 里面如何不显示回车换行符？

答：把视图->显示段落标记的勾去掉或工具->选项->视图->段落标记

29. 问：有没有方法把WORD 里的软回车一下子替换掉？识别出来的文字全带着软回车，能把他们一次全删掉吗？？

答：查找＋替换，按CTRL+H；软回车好象是^l，在特殊字符里有

30. 问：在WORD 里的框框里怎么打勾？

答：画个文本框，文本框里写一个钩，然后拖过去；或者先在WORD 里插入符号“√”，然后选中“√”，到-》格式-》中文版式-》带圈字符-》选“□”

31. 问：还是不行，这样拷过去的框框字体是windings 的，而原来的是宋体的，两者有很大的区别。

答：根据模板新建专业型传真，里面有框，双击后打勾，copy 就ok

32. 问：Word 中怎么在一个英文字母上打对号？

答：透明方式插入图片对象，内容是一个√

33. 问：WORD 里怎么显示修订文档的状态？文档修订后，改后标记很多，但是在菜单里没有“显示修订最终状态”等，怎么调出来？答：工具－>自定义－>命令－>类别（工具）－>命令（修订）－>把“修订”等拖到工具栏上

34. 问：怎样把许多分开的word 文档合并成一个文档。我的论文是按照章节分开写的，但现在图书馆要提交电子版的学位论文，是一个文档的，我找了很多选项但好象不能合并，选择插入文件功能，可以加入内容，但文档中的页眉却插不进去，有谁有高见？

答：acrobat6 可以直接把多个文档打印成一个pdf 文档。可以提交pdf 格式的论文，先一个一个word 文档转换为pdf 格式的，然后在pdf 文档菜单的文件菜单中，选上作为pdf 格式打开，追加上就可。

35. 问：Word 里面要写方程式怎么办啊？

答：插入－对象－公式编辑器equation，如果没有公式编辑器Equation，要自己从光盘中安装，或者安装Mathtype 公式编辑器按右键把它拖出来－－插入－－命令－－自定义－－工具应该是倒过来

36. 问：想在WORD 里面表示矩阵，怎样才能画出那个很大的矩阵括号？

答：装公式编辑器mathtype 好了~：）

37. 问：Word 的公式编辑器怎么安装？

答：工具－自定义－插入－公式编辑器，把它拖到工具条上即可；或者安装OFFICE 后，再次安装，选增加功能吧，会有提示的

38. 问：Word2000 下调用公式编辑器的快捷键?

答：点击菜单[工具]->[自定义]，点击对话框下方[键盘]，在[类别]里选择[插入]，在命令里选择[InsertEquation]，指定你的快捷方式

39. 问：WORD 中出现公式的行往往要比只有文字的行来得宽，如何把这些行改的跟只有文字的行一样宽？

答：段落行距设为固定值即可。这样会有一个问题，比如设置为18 磅，有些公式符号（特别是有下标的）不能全部显示打印稿可以显示。怎么解决这个问题？这个如何解决还需要考虑。

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40. 问：我的文档就是公式多，应该怎么办？

答：公式多的时候，最好的消除这个问题的办法就是每打几个公式就要存盘，如果连续打太多，就会出现这个问题。出现问题的时候：●选中所有内容，ctrl＋C●把WORD 所有文档关闭。

●最关键：出现一条信息，务必选择“是”●重新打开WORD 编辑器，●ctrl＋V，粘贴●ctrl＋S，存盘

41. 问：怎样在word 里面的公式编辑器中输入空格？

答：ctrl+shift+space

42. 问：如何使word 中公式全都小一号？一个一个选实在麻烦

答：在Mathtype公式编辑器中：首先，在Mathtype 中的菜单Size 中选define,定义所需的字号大小；再次，在Mathtype 中的菜单preferences 中的equation preference 的save to file 存贮所定义的字号文件；返回word 中：在Mathtype菜单中选Format equation:1）在MathType preference file 中，选你刚才所定义的文件；2）在Range 中，选Whole document。最后，选OK，即OK了。

43. 问：如何将WORD 中的公式编缉拉到外面?

答：工具－自定义－命令－插入－右边找公式编辑器，往上脱

44. 问：怎样可以去掉word 里面公式，或是图片上方总是出现的灰色的横条啊？以前没有的，不知道怎么跑出来了，看着怪晕糊的。。。。。答：工具－>选项->视图->域底纹，选不显示，或选取时显示，就可以了

45. 问：整个论文用一个WORD 文档，太大，不好编辑，一个地方有增删，后面那么长一个文档版面分布会变得乱七八糟，特别是图表之类的东东。想让每章的偶数页自动显示自己的章号和题目，WORD 里这个能够自动实现吗？

答：不要整个论文放一个WORD 文档，一章一个，然后每章就可以奇偶分开处理了

46. 问：论文按照章节写的，想把它们合并成一个文件，并保持原有的文件格式。采用了在文件末尾插入分节符的方法，但插入后有些文件的部分格式发生了变化，请问如何解决？

答：用主控文档的方法比较好，在大纲模式里设置的；采取插入文件的方式，格式有些变化

47. 问：WORD 里边怎么样显示行号？

答：在页面设置那里，板式选项，最下面有个行号选项

48. 问：Word 里面怎么插入半个空格？

答：先在word 的工具栏上，点中双箭头那个纽，就可以看到原先看不到的空格，然后再编辑一下这个空格的大小，比如小五或小四什么的。

49. 问：只要一回车，或是改变光标位置的任何操作，都会使上一行的）变成＝，有人遇到过这个问题么？