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高层建筑受弯剪力墙延性相关因素

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：为了研究弯曲破坏剪力墙的延性影响因素，图7-3给出5组钢筋混凝土剪力墙截面的弯矩—曲率（M—φ）关系曲线，比较了各种情况下受弯截面的延性性能。图7-3中的每一组曲线代表一种因素的影响，在改变这种因素时，其他参数固定不变。图7-3d比较了端部配筋的影响，端部钢筋增多可提高承载力，对延性的影响不大。2）大偏心受压的剪力墙受压区高度小，与小偏压剪力墙相比，其延性较好。

为了研究弯曲破坏剪力墙的延性影响因素，图7-3给出5组钢筋混凝土剪力墙截面的弯矩—曲率（M—φ）关系曲线，比较了各种情况下受弯截面的延性性能。它们是通过截面的M—φ关系全过程分析得到的，分析的剪力墙截面示于图7-2a，设定钢筋和混凝土材料的弹塑性性能如图7-2b。分析时弯矩由小到大逐步增加，每一步计算都经过迭代达到内外力的平衡，一直计算到混凝土达到极限应变。图7-3中的每一组曲线代表一种因素的影响，在改变这种因素时，其他参数固定不变。

图7-2 剪力墙截面及材料弹塑性性能

a）剪力墙截面配筋图 b）钢筋应力—应变关系 c）混凝土应力—应变关系

图7-3a比较了翼缘的影响，矩形剪力墙（没有翼缘）截面钢筋屈服后的塑性变形段最短，延性最小；翼缘愈大，延性愈大。端部有柱的截面（2）延性最好。

图7-3 剪力墙截面延性影响因素（清华大学）

a）翼缘的影响 b）轴向力的影响 c）分布筋的影响

图7-3 剪力墙截面延性影响因素（清华大学）（续）

d）端部钢筋影响 e）混凝土强度影响

图7-3b比较了轴向力的影响，当轴向力加大时，承载力明显提高，而延性却明显降低。

图7-3c比较了分布钢筋的影响，分布钢筋配筋率高可提高承载力，但延性降低。

图7-3d比较了端部配筋（对称配筋）的影响，端部钢筋增多可提高承载力，对延性的影响不大。

图7-3e比较了混凝土强度的影响，混凝土强度对承载力没有影响，而对延性影响很大。

进一步分析可以看出，与梁、柱构件类似，在压弯共同作用下，实际影响延性最根本的原因是受压区相对高度，当受压区相对高度增加时，延性减小。上述各种对延性影响较大的因素都是因为它们对受压区高度有较大影响，因此可以得到：

1）轴向压力大时，受压区相对高度大，延性降低。

2）大偏心受压的剪力墙受压区高度小，与小偏压剪力墙相比，其延性较好。

3）有翼缘或明柱的I字形剪力墙可减小受压区高度，延性较好。

4）分布钢筋配筋率高，受压区加大，对弯曲延性不利，但它可以提高抗剪能力，防止脆性破坏。

5）提高混凝土强度可以减小受压区高度，也可提高延性。

大多数剪力墙截面都是对称配筋，受压区大小与轴力大小有关，端部配筋数量对延性影响不大，但是如果剪力墙截面的端部配筋过小，相当于少筋截面，因为剪力墙截面高度大，沿剪力墙截面的水平裂缝会很长，使受拉边缘处的裂缝宽度过大，甚至造成受拉钢筋拉断的脆性破坏，因此剪力墙截面过长或端部配筋过少都是不利的。