一级注册结构工程师考试剪力墙设计中的基本概念.doc
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1、一级注册结构工程师考试剪力墙设计中的基本概念一、剪力墙设计中的基本概念1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值,当比值小于或等于4时可按柱设计,当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱,按双向受压构件设计。2.剪力墙结构中,墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力,弯矩,剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求:墙肢必须能防止墙体发生脆性
2、剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙:整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下法向应力呈线性分布,破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长,以防止截面应力相差过大。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多,墙肢单独作用显著,连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。壁式框架:当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢,构件形成两端
3、带有刚域的变截面杆件,在内力作用下许多墙肢将出现反弯点,墙已类似框架的受力特点,因此计算和构造应按近似框架结构考虑。综上所述,设计剪力墙时,应根据各型墙体的特点,不同的受力特征,墙体内力分布状态并结合其破坏形态,合理地考虑设计配筋和构造措施。结构4.墙的设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析,求得内力后按偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力验算。当受较大集中荷载作用时再增加对局部受压承载力验算。在剪力墙承载力计算中,对带翼墙的计算宽度按以下情况取其小值:即剪力墙之间的间距;门窗洞口之间的翼缘宽度;墙肢总高度的1/10;剪力墙厚度加两侧翼墙厚度各6倍的长度。5.为了保证墙体的稳定
4、性及便于施工,使墙有较好的承载力和地震作用下耗散能力,规范要求一、二级抗震墙时墙的厚度应160mm,底部加强区宜200mm,三、四级抗震等级时应140mm,竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。以上所述的剪力墙设计中的概念问题可能绝大部分设计人员都懂,但实际应用到工程设计中,施工图纸表达出来的东西有时则存在很大差别,追究原因,许多是与具体的构造处理有关,因此造成墙的截面和配筋差别大不合理。二、剪力墙的边缘构造1.结构试验表明矩形截面剪力墙的延性比工字形或槽形截面剪力墙差;计算分析表明增加墙肢截面两端的翼缘能显著提高墙的延性;因此在矩形墙两端设约束边缘构件不但能较显著地提高墙体的延性,还能防止剪力墙发生
5、水平剪切滑动提高抗剪能力。从89规范开始在剪力墙中提出了暗柱、端柱、翼墙(柱)、转角墙(柱),也就是目前规范中的约束边缘构件或构造边缘构件的抗震措施。2.对规范的不同理解往往产生了五花八门的设计。有人将每一轴线的墙理解为一片墙仅在端墙设暗柱,有人将凡是拐角或洞口边都设暗柱,而即使是公开发表出版的权威参考书或设计手册对暗柱(翼墙柱)的截面取值也出现了以下三种不同尺寸,因此造成配筋的差别很大,甚至相同的资料由于出版的时间不同,对规范的理解也有所不同。3.从2002年开始实施的建筑结构规范,根据结构类型及受力状况,对剪力墙两端及洞口两侧的加强边缘,按墙肢在重力荷载代表值作用下墙肢轴压比的界线及加强部
6、位要求分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。“抗规”GB50011-2001规定抗震墙结构、部分框支抗震墙中落地剪力墙当一、二级抗震时底部加强部位及相邻的上一层均应按要求设置约束边缘构件;但对于一般抗震墙结构(除部分框支墙外)当满足墙肢轴压比限值界线值时可按规定设置构造边缘构件。“抗规”未明确框架-剪力墙结构中的剪力墙需设置约束边缘构件时抗震墙的抗震等级和轴压比界限值;但根据混凝土规范11.7.14条笔者理解框架-剪力墙不受一、二抗震等级限制,凡底部加强区及其上一层当不满足轴压比限界时则均应设约束边缘构件。综合分析“抗规”、“砼规”和“高规”设计约束边缘构件时,框剪结构、框支结构、框筒结构的要求
7、应严于一般剪力墙结构,因此规范要求的条件也就多了一些,设计中应引起注意。由于各规范标准的的编写出版、发布、实施的时间不同,加上编写人认识上的差别,各规范在一些条文内容上还存在不协调和不一致的地方。在此必须指出设计中不但要复核短墙肢轴压比,也要复核长墙肢的轴压比:抗震墙结构中,当层数在15层以内时其墙肢轴压比一般都小于0.2,所以一般除9度地震区外,都可以不设约束边缘构件(高层底部加强区除外),只需设计构造边缘构件,不少设计都忽视了这点,造成浪费。4.规范标准之间矛盾问题举例。GB50011-2001第6.4.7条规定暗柱截面长度仅需满足bw及400mm,不要求满足lc/2,在翼墙(柱)中只要求
8、满足壁柱300mm,不受墙厚bw的限制,而与“砼规”的要求矛盾。笔者认为“抗规”GN50011的规定比较合理;实际工程中按现行规范要求需要设暗柱之处绝大部位为对门窗洞口边缘的加强,其墙肢属于联肢墙,非一字型矩形墙体,联肢墙连梁起耗散地震能量作用,受力状况和延性较好,在整体受力时当洞口较小时,往往墙体显槽形截面,因此在剪力墙结构中除设置角窗处外,暗柱截面尺寸不必过大;而翼墙(柱)处实际上只是建筑横墙肢的端边缘,不属纵墙肢的端边缘,在纵向水平力作用下,纵向墙法向应力呈线性分布,纵墙肢受力似同偏压柱;横纵交点处刚度,约束性能好,因此对于翼墙(柱)的截面取值也没必要过大;截面过大的暗柱和翼柱往往还容易
9、形成连在一起,造成纵墙竖向配筋增加过多。但转角墙(柱)则是剪力墙很重要的部位,必须严格遵守规范的规定。构造边缘构件虽然“抗规”、“砼规”和“高规”都规定了配筋要求,但比较三本标准所给出的配筋要求的表格中的内容则是矛盾的,是不协调的;笔者认为“砼规”GB50010-2002表11.7.16的要求比较合理。而“抗规”和“高规”表中的配筋要求是不够合理或是不够严密的。还应指出三本规范中所给出的纵向构造筋的数量4根或6根是不实际的;例如对于转角墙(柱)的纵向筋数量,由于墙纵向筋的间距不宜大于300,又受墙厚限制,角柱的最小的纵向筋应为8根,当墙厚300时则最少需要12根,不会出现4根或6根的情况。下面
10、是古文鉴赏,不需要的朋友可以下载后编辑删除!谢谢!九歌湘君屈原朗诵:路英君不行兮夷犹,蹇谁留兮中洲。美要眇兮宜修,沛吾乘兮桂舟。令沅湘兮无波,使江水兮安流。望夫君兮未来,吹参差兮谁思。驾飞龙兮北征,邅吾道兮洞庭。薜荔柏兮蕙绸,荪桡兮兰旌。望涔阳兮极浦,横大江兮扬灵。扬灵兮未极,女婵媛兮为余太息。横流涕兮潺湲,隐思君兮陫侧。桂棹兮兰枻,斫冰兮积雪。采薜荔兮水中,搴芙蓉兮木末。心不同兮媒劳,恩不甚兮轻绝。石濑兮浅浅,飞龙兮翩翩。交不忠兮怨长,期不信兮告余以不闲。朝骋骛兮江皋,夕弭节兮北渚。她含着笑,切着冰屑悉索的萝卜,她含着笑,用手掏着猪吃的麦糟,她含着笑,扇着炖肉的炉子的火,她含着笑,背了团箕到
11、广场上去晒好那些大豆和小麦,大堰河,为了生活,在她流尽了她的乳液之后,她就用抱过我的两臂,劳动了。大堰河,深爱着她的乳儿;在年节里,为了他,忙着切那冬米的糖,为了他,常悄悄地走到村边的她的家里去,为了他,走到她的身边叫一声“妈”,大堰河,把他画的大红大绿的关云长贴在灶边的墙上,大堰河,会对她的邻居夸口赞美她的乳儿;大堰河曾做了一个不能对人说的梦:在梦里,她吃着她的乳儿的婚酒,坐在辉煌的结彩的堂上,而她的娇美的媳妇亲切的叫她“婆婆”大堰河,深爱她的乳儿!大堰河,在她的梦没有做醒的时候已死了。她死时,乳儿不在她的旁侧,她死时,平时打骂她的丈夫也为她流泪,五个儿子,个个哭得很悲,她死时,轻轻地呼着她
12、的乳儿的名字,大堰河,已死了,她死时,乳儿不在她的旁侧。大堰河,含泪的去了!同着四十几年的人世生活的凌侮,同着数不尽的奴隶的凄苦,同着四块钱的棺材和几束稻草,同着几尺长方的埋棺材的土地,同着一手把的纸钱的灰,大堰河,她含泪的去了。这是大堰河所不知道的:她的醉酒的丈夫已死去,大儿做了土匪,第二个死在炮火的烟里,第三,第四,第五而我,我是在写着给予这不公道的世界的咒语。当我经了长长的飘泊回到故土时,在山腰里,田野上,兄弟们碰见时,是比六七年鸟次兮屋上,水周兮堂下。捐余玦兮江中,遗余佩兮澧浦。采芳洲兮杜若,将以遗兮下女。时不可兮再得,聊逍遥兮容与。注释湘君:湘水之神,男性。一说即巡视南方时死于苍梧的
13、舜。君:指湘君。夷犹:迟疑不决。蹇(jian3简):发语词。洲:水中陆地。要眇(miao3秒):美好的样子。宜修:恰到好处的修饰。沛:水大而急。桂舟:桂木制成的船。沅湘:沅水和湘水,都在湖南。无波:不起波浪。夫:语助词。参差:高低错落不齐,此指排箫,相传为舜所造。飞龙:雕有龙形的船只。北征:北行。邅(zhan1沾):转变。洞庭:洞庭湖。薜荔:蔓生香草。柏(bo2伯):通“箔”,帘子。蕙:香草名。绸:帷帐。荪:香草,即石菖蒲。桡(rao2饶):短桨。兰:兰草:旌:旗杆顶上的饰物。涔(cen2岑)阳:在涔水北岸,洞庭湖西北。极浦:遥远的水边。横:横渡。扬灵:显扬精诚。一说即扬舲,扬帆前进。极:至,
14、到达。女:侍女。婵媛:眷念多情的样子。横:横溢。潺湲(yuan2援):缓慢流动的样子。陫(pei2培)侧:即“悱恻”,内心悲痛的样子。(19)櫂(zhao4棹):同“棹”,长桨。枻(yi4弈):短桨。(20)斲(zhuo2琢):砍。(21)搴(qian1千):拔取。芙蓉:荷花。木末:树梢。(22)媒:媒人。劳:徒劳。(23)甚:深厚。轻绝:轻易断绝。(24)石濑:石上急流。浅(jian1间)浅:水流湍急的样子。(25)翩翩:轻盈快疾的样子。(26)交:交往。(27)期:相约。不闲:没有空闲。(28)鼂(zhao1招):同“朝”,早晨。骋骛(wu4务):急行。皋:水旁高地。(29)弭(mi3米)
15、:停止。节:策,马鞭。渚:水边。(30)次:止息。(31)周:周流。(32)捐:抛弃。玦(jue1决):环形玉佩。(33)遗(yi2仪):留下。佩:佩饰。醴(li3里):澧水,在湖南,流入洞庭湖。(34)芳洲:水中的芳草地。杜若:香草名。(35)遗(wei4味):赠予。下女:指身边侍女。(36)聊:暂且。容与:舒缓放松的样子。译文君不行兮夷犹,神君迟疑犹豫徘徊不肯向前,蹇谁留兮中洲?你为谁滞留在水中的岛上呢?美要眇兮宜修,我容颜妙丽装饰也恰倒好处,沛吾乘兮桂舟。急速地乘坐上我那桂木小舟。令沅、湘兮无波,叫沅湘之水柔媚得波澜不生,使江水兮安流。让长江之水平静地缓缓前行。望夫君兮未来,盼望着你啊你
16、为何还不到来,吹参差兮谁思!吹起洞箫寄托我的思念之情!驾飞龙兮北征,用飞龙驾舟急速地向北行驶,邅吾道兮洞庭。改变我的道路引舟直达洞庭。薜荔柏兮蕙绸,用薜荔做门帘用蕙草做床帐,荪桡兮兰旌。以香荪装饰船桨以兰草为旗。望涔阳兮极浦,遥望涔阳啊在那辽远的水边,横大江兮扬灵。大江横陈面前彰显你的威灵。扬灵兮未极,难道你的威灵彰显还没终止?女婵媛兮为余太息!我心中为你发出长长的叹息。横流涕兮潺湲,眼中的清泪似小溪潺潺流下,隐思君兮陫侧。暗地里思念你心中充满悲伤。桂棹兮兰枻,想用桂木作成桨兰木作成舵,斫冰兮积雪。劈开你坚冰积雪也似的情怀。采薜荔兮水中,却似在水中采集陆生的薜荔,搴芙蓉兮木末。更似爬树梢采摘水
17、生的芙蓉。心不同兮媒劳,两心不相通让媒妁徒劳无功,恩不甚兮轻绝。恩爱不深切就会轻易的断绝。石濑兮浅浅,留连着沙石滩上浅浅的流水,飞龙兮翩翩。等待着你驾着飞龙翩然降临。交不忠兮怨长,你交情不忠徒增我多少幽怨,期不信兮告余以不间。既相约又失信却说没有时间。朝骋骛兮江皋,早晨我驾车在江边急急奔驰,夕弭节兮北渚。晚间我停鞭在北岸滩头休息。鸟次兮屋上,众鸟栖息在这空闲的屋顶上,水周兮堂下。空屋的四周有流水迂缓围绕。捐余玦兮江中,将你赠的玉制扳指置于江中,遗余佩兮澧浦。将你赠的玉佩放在澧水岸边。采芳洲兮杜若,采来香草装饰这芬芳的洲渎,将以遗兮下女。这一切都是你留给我的信物。时不可兮再得,难道那往昔的时光不
18、可再得,聊逍遥兮容与。暂且慢步洲头排除心中烦恼。赏析在屈原根据楚地民间祭神曲创作的九歌中,湘君和湘夫人是两首最富生活情趣和浪漫色彩的作品。人们在欣赏和赞叹它们独特的南国风情和动人的艺术魅力时,却对湘君和湘夫人的实际身份迷惑不解,进行了长时间的探讨、争论。从有关的先秦古籍来看,尽管楚辞的远游篇中提到“二女”和“湘灵”,山海经中山经中说“洞庭之山帝之二女居之,是常游于江渊”,但都没有像后来的注释把湘君指为南巡道死的舜、把湘夫人说成追赶他而溺死湘水的二妃娥皇和女英的迹象。最初把两者结合在一起的是史记秦始皇本纪。书中记载秦始皇巡游至湘山(即今洞庭湖君山)时,“上问博士曰:湘君何神?博士对曰:闻之,尧女
19、,舜之妻,而葬此。”后来刘向的列女传也说舜“二妃死于江、湘之间,俗谓之湘君”。这就明确指出湘君就是舜的两个妃子,但未涉及湘夫人。到了东汉王逸为楚辞作注时,鉴于二妃是女性,只适合于湘夫人,于是便把湘君另指为“湘水之神”。对于这种解释。唐代韩愈并不满意,他在黄陵庙碑中认为湘君是娥皇,因为是正妃故得称“君”;女英是次妃,因称“夫人”。以后宋代洪兴祖楚辞补注、朱熹楚辞集注皆从其说。这一说法的优点在于把湘君和湘夫人分属两人,虽避免了以湘夫人兼指二妃的麻烦,但仍没有解决两人的性别差异,从而为诠释作品中显而易见的男女相恋之情留下了困难。有鉴于此,明末清初的王夫之在楚辞通释中采取了比较通脱的说法,即把湘君说成
20、是湘水之神,把湘夫人说成是他的配偶,而不再拘泥于按舜与二妃的传说一一指实。应该说这样的理解,比较符合作品的实际,因而也比较可取。虽然舜和二妃的传说给探求湘君和湘夫人的本事带来了不少难以自圆的穿凿附会,但是如果把这一传说在屈原创作九歌时已广为流传、传说与创作的地域完全吻合、湘夫人中又有“帝子”的字样很容易使人联想到尧之二女等等因素考虑在内,则传说的某些因子如舜与二妃飘泊山川、会合无由等,为作品所借鉴和吸取也并不是没有可能的。因此既注意到传说对作品可能产生的影响,又不拘泥于传说的具体人事,应该成为我们理解和欣赏这两篇作品的基点。由此出发,不难看出作为祭神歌曲,湘君和湘夫人是一个前后相连的整体,甚至
21、可以看作同一乐章的两个部分。这不仅是因为两篇作品都以“北渚”相同的地点暗中衔接,而且还由于它们的末段,内容和语意几乎完全相同,以至被认为是祭祀时歌咏者的合唱(见姜亮夫屈原赋校注)。这首湘君由女神的扮演者演唱,表达了因男神未能如约前来而产生的失望、怀疑、哀伤、埋怨的复杂感情。第一段写美丽的湘夫人在作了一番精心的打扮后,乘着小船兴致勃勃地来到与湘君约会的地点,可是却不见湘君前来,于是在失望中抑郁地吹起了哀怨的排箫。首二句以问句出之,一上来就用心中的怀疑揭出爱而不见的事实,为整首歌的抒情作了明确的铺垫。以下二句说为了这次约会,她曾进行了认真的准备,把本已姣好的姿容修饰得恰到好处,然后才驾舟而来。这说
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