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介绍

抗弯矩框架、支撑框架和剪力墙是结构中最常用的抗侧力体系。研究表明，在结构中同时使用剪力墙和弯矩框架比其他体系更有效。在该体系中，剪力墙与剪力框架相互影响，同时又兼有剪力墙与剪力框架的优点。在该体系中，剪力墙抵抗侧向力，弯矩框架抵抗重力力。剪力墙的尺寸和布置是混凝土结构设计中最重要的部分，可以降低倾覆风险和单元(如梁和柱)的尺寸(Talaii Taba, 2010)。

剪切墙是混凝土结构中最重要的元件，其可以通过抵抗横向载荷来改善结构的地震行为。剪切壁是垂直的RC壳，其横向和纵向加固，使得钢筋从基础上从基础到墙壁的顶部（Ching等，2006）。如图1所示，剪切墙作为给药柱执行。实际上剪切壁通过抵抗由于横向力（例如风或地震）抵抗剪切和时刻来增加结构稳定性。

数字1：剪力墙的悬臂性能(Kheyroddin, 2010) 点击这里查看图

在30至40层的建筑中使用剪力墙是经济的。在40层以上的建筑中，剪力墙宽度将如此之大，以抵抗风和地震荷载的应力，使用它将是不经济的(Kheyroddin, 2010)。因此，在40层以上的建筑中，可以采用抗矩框架或抗矩框架与剪力墙的双重体系。根据2800规范，位于高震区和低震区的结构最大允许高度分别为70米和200米。

如前所述，最有效的横向载荷系统，是双系统，包括剪切壁和力矩阻力框架。这是因为在结构中使用剪力墙或支架，可以通过增加结构刚度来控制结构横向位移。剪力墙或支架，也可以抵抗由于地震或风而施加到结构上的主要横向力。

3d动态分析的代码要求

在本节中，将提出2800个用于三维动态分析的代码要求。在时间历史分析中，应考虑至少三对加速器的加速器。所有加速器应缩放到最大加速度。换句话说，每个加速器的最大加速度应等于“G”。每个耦合加速器的响应应使用SRS混合在一起[1]为每对耦合加速器进行单一混合频谱的方法。应选择乘以加速器中乘以的比例因子，使得期间范围为0.2t至1.5t的混合光谱的平均值小于标准光谱中相关光谱的1.4倍。

在缩放加速器之后，每一对加速器同时在两个方向上应用于结构(如图2所示)。结构的反应将以时间方程来确定。结构在每一时刻的最终响应，等于用三对加速度计分析得到的最大响应。

[1]平方根和

数字2：结构动态分析 地震加速器 点击这里查看图

需要指出的是，根据2800规范，如果使用7个加速度器而不是3个加速度器，则可以将响应的平均值视为最终结构响应。

加载

在每个故事的地板上施加死载和活载，大小为600千克/米²和500公斤/米²， 分别。由结构元素的重量被有限元软件考虑了由于结构元素的死载荷。根据2800代码缩放的Northridge地震的加速应用于该结构。Northridge加速度如图3所示。

数字3：北岭加速度a)纵向，b)横向 点击这里查看图

梁、柱和剪力墙的几何形状

在本节中，将呈现诸如光束和柱尺寸，墙壁布置等的模型的特性。

梁、柱和剪力墙尺寸

根据普通建筑物中使用的尺寸选择结构元件（梁，柱和剪力墙）的尺寸。应该提到的是，选择5,6,7和8个故事元件的尺寸小于底部故事元件，以减少由于混凝土重量引起的死载。模型中使用的结构元件的尺寸和增强作为表1。

表1：数值模型的特征

剪切墙安排

本研究考虑了四种不同的剪力墙布置方式。此外，剪力墙建模在两种不同的长度(3米和5米)。图4为剪力墙布置。

结果与讨论

本研究的主要目的是研究钢筋混凝土剪力墙的尺寸和布置对钢筋混凝土结构抗震性能的影响。本节给出了非线性有限元软件的计算结果。结果可分为两个主要部分:a)剪力墙吸收基底剪力;b)各模型结构面积中心的最大位移。

数字4：剪力墙的安排 点击这里查看图

吸收基底剪力

5米剪力墙

表2展示了5米高的剪力墙吸收的基底剪力，每层有四种不同的布置方式。

表2:吸收基底剪力5米剪力墙

为了在每个布置中具有更好的比较每个布置中的被吸收的基础剪切壁，提出了图5。

数字5：吸收基底剪力5米 每个故事（吨）的剪切墙 点击这里查看图

由图5可知，布置4墙体对基底剪力的吸收大于其他布置，平均为89.11%。布置1、2、3处剪力墙吸收的基础剪力分别占结构吸收的基础剪力的68.68、85.93和82.45%。

三米高剪力墙

表3显示了三米剪力墙吸收的基部剪切，该剪力墙位于每个故事中的四种不同的布置中。

表3:3米剪力墙吸收基底剪力

图6为对比四种不同布置方式下三米剪力墙吸收基底剪力的柱状图。

图6:每层3米剪力墙吸收的基底剪力(吨) 点击这里查看图

如图6所示，最具吸收的基础剪切属于排列4的平均值为72.31％。由布置1,2和3中的剪切壁吸收的碱剪切分别通过结构的总吸收的基氏剪切的66.49,66.92和62.40％。

每个模型的结构区域中心最大位移：

5米剪力墙

图7显示了具有五米剪力墙的八层建筑中每个布置的结构区域中心的最大位移。

由图7可知，在排布1、2、3、4中，模型结构面积中心的最大位移分别为17.81 cm、14.09 cm、16.3 cm和15.4 cm。最大位移为排位1，比排位2、3、4分别大3.72cm、1.51cm、2.41cm。

图7：最高故事区域中心的位移 点击这里查看图

三米高剪力墙

图8显示了八层建筑中的结构区域中心的最大位移，其中八层建筑用五米剪切墙。

图8：最高故事区域中心的位移 点击这里查看图

如图8所示，模型结构区域中心的最大位移分别为22.29cm，22.93cm，23.18cm和19.98cm，分别在布置1,2,3和4中。最大位移属于布置3，比布置1,2和4大0.89cm，0.25cm和3.2cm。

结论

为研究剪力墙尺寸和布置方式对结构抗震性能的影响，采用非线性有限元软件对一个8层混凝土结构进行了建模。结构采用了北岭加速度。从第5节得到的结果可以得出以下结论。

1. 当剪切壁长度增加时，通过剪切壁吸收的基部剪切也增加。
2. 在结构内轴线处布置剪力墙，可增加剪力墙对基底剪力的吸收。
3. 随着剪力墙长度的增加，最高楼层面积中心的最大位移也会增加。

参考

1. Ching，F. D.，Faia，R.，S.和Winkel，P.（2006）。说明的建筑码：理解国际建筑代码的指南（所示的建筑码）（第2号）。纽约，纽约：Wiley。
2. Kheyroddin, A.(2010)，“钢筋混凝土剪力墙设计”。
3. 结构抗震设计，第2版，2800规范，(1999)。
4. Talaii Taba, B. and Arshian, A.(2010)，钢筋混凝土结构设计