一种以砼空腹剪力墙建模计算结构仿真设计法的制作方法

1.本发明属于建筑领域，具体为一种以砼空腹剪力墙建模计算结构仿真设计法。


背景技术：

2.目前国内住宅建筑主要是传统结构体系(框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等)加上砖砌、砌块砌体、alc墙板、加气混凝土砌块等填充墙等维护构件组成的建筑空间，普遍的结构设计路线是把传统结构体系如实建模计算，而填充墙这样的维护构件不参与建模计算，通过把整个建筑结构体系的自振周期折减一个系数来考虑填充墙刚度对整个建筑结构体系的影响，暂且称之为周期折减结构设计方法。当结构体系中的填充墙为砌体墙时，结构的自振周期折减系数在不同的结构体系中不同，如框架结构可取0.6～0.7；框架-剪力墙结构可取0.7～0.8；框架-核心筒结构可取0.8～0.9；剪力墙结构可取0.8～1.0。结构工程师在设计中，依据填充墙数量的多少和自己设计的经验取用周期折减系数进行结构体系的计算设计。因为采用周期折减技术路线，经常遇到计算结果中的位移比、扭转周期、刚度比等结构计算指标不满足规范要求，在未把填充墙建模计算下，导致经常误判出结构体系不规则，需要采取付出更大经济代价的结构加强设计方法，而采用把砖砌、砌块砌体、alc墙板、加气混凝土砌块等填充墙的非受力构件建模，又不符合力学受力性能要求，为满足安全、经济、技术先进的建筑要求，特此发明本方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对以上问题，提供一种以砼空腹剪力墙建模计算结构仿真设计法。
4.为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种以砼空腹剪力墙建模计算结构仿真设计法，包括以下步骤，
5.第一步，按周期折减法根据建筑施工图建模计算出结构体系的配筋、结构周期及位移、刚度比等结构计算指标；
6.第二步，判断周期折减法下的位移与周期、刚度比等结构计算指标是否满足规范，如不满足规范要求，则用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，进行仿真建模计算，使仿真建模计算下的周期、位移、刚度比等结构计算指标满足规范要求。建筑的填充墙一般宽为200mm，为考虑经济性，保持空腹剪力墙的荷载接近加气混凝土砌块、alc墙板等轻质填充墙的荷载或者小于砖砌体填充墙的荷载，可以保持混凝土空腹剪力墙的截面形势为50mm混凝土+100mm中空+50mm混凝土的截面尺寸设计；
7.具体建模方法为：混凝土空腹剪力墙的混凝土等级不小于c25，也可与同层的竖向结构构件的混凝土等级相同。在结构软件中建模时，把混凝土空腹剪力墙按双线建模，即把空腹剪力墙的内外单叶墙分别按50mm墙所在中线单独建模，诸如50+100+50的墙体建模时，双线距离为50/2+100+50/2＝150，计算手段可采用目前任何一款结构计算软件中的墙元、壳元等有限单元计算方法建模计算。显然，混凝土空腹剪力墙的叶墙厚度跟中空尺寸，可以
根据建模计算的需要进行调整，50+100+50的举例为最小截面尺寸要求。
8.第三步，结构施工图设计按周期折减法建模下的计算结果进行构件配筋出图(此为第一道设防关键构件计算配筋应用，关键构件配筋可以采用周期折减法跟仿真建模下的包络计算配筋，通常情况下仿真建模计算配筋远远小于周期折减法计算配筋)，按仿真建模计算下的混凝土空腹剪力墙替代所在位置的填充墙出施工图(此为第二道弱受力设防下的混凝土空腹剪力墙材料自身的耗能受力应用)。
9.所述的第一步包括以下步骤：
10.首先按不考虑填充墙考虑周期折减的结构体系建模计算，算出该方法下的结构构件配筋与结构体系的位移、周期、刚度比等结构指标。
11.所述的第二步包括以下步骤：
12.对第一部分方法下的位移、周期、刚度比等结构指标进行判断，如果第一部分计算的位移、周期、刚度比等结构指标满足规范要求，就按第一部分的计算结果进行结构施工图设计；如果第一部分方法下计算的位移、周期、刚度比等结构指标不满足规范要求，则用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，按实际与结构体系一起建模计算，从而真实计算出包括混凝土空腹剪力墙在内的建模的结构体系的真实位移、周期、刚度比等结构指标，使其满足规范要求。
13.所述的第三步包括以下步骤：
14.结构施工图设计时仍然按第一部分方法下的配筋进行，但需要用混凝土空腹剪力墙替代填充墙一起出结构施工图，实际施工时用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，满足多道设防的抗震设计要求。
15.本发明的有益效果：用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，把混凝土空腹剪力墙与结构体系一起仿真建模计算，实际施工时用混凝土空腹剪力墙替代所在位置的填充墙，满足多道设防的抗震设计要求，仿真建模设计方法能够解决很多因采用周期折减设计法下的刚度失真计算问题，从而减少因失真计算结果导致的结构体系不规则的误判，避免结构体系成本的增加，从而产生巨大的经济效益。
附图说明
16.下面结合附图对本发明作进一步详述：
17.图1为本发明空腹剪力墙暗柱构造配筋图；
18.图2为本发明空腹剪力墙端柱构造配筋图；
19.图3为本发明空腹剪力墙转角墙(l型墙)构造配筋图；
20.图4为本发明空腹剪力墙翼墙(t型墙)构造配筋图。
具体实施方式
21.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
22.结合一个实施例进行进一步说明：如图1、图2、图3、图4中1部分与2部分所示，住宅建筑的填充墙一般宽为200mm，则混凝土空腹剪力墙按50mm混凝土+100mm中空+50mm混凝土的截面尺寸设计，混凝土空腹剪力墙的混凝土等级不小于c25，也可与同层的竖向结构构件
的混凝土等级相同。在结构软件中建模时，把混凝土空腹剪力墙按双线建模，即把空腹剪力墙的内外单叶墙分别按50mm墙所在中线单独建模，诸如50+100+50的墙体建模时，双线距离为50/2+100+50/2＝150。
23.一种以砼空腹剪力墙建模计算结构仿真设计法，包括以下步骤，
24.第一步，按周期折减法根据建筑施工图建模计算出结构体系的配筋、结构周期及位移、刚度比等结构指标；
25.第二步，判断周期折减法下的位移与周期、刚度比等结构指标是否满足规范，如不满足规范要求，则用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，进行仿真建模计算，使仿真建模计算下的周期、位移、刚度比等结构指标满足规范要求。
26.第三步，结构施工图设计按周期折减法建模下的计算结果进行构件配筋出图，按仿真建模计算下的混凝土空腹剪力墙替代所在位置的填充墙出施工图。
27.所述的第一步包括以下步骤：
28.首先按不考虑填充墙考虑周期折减的结构体系建模计算，算出该方法下的结构构件配筋与结构体系的位移、周期、刚度比等结构指标。
29.所述的第二步包括以下步骤：
30.对第一部分方法下的位移、周期、刚度比等结构指标进行判断，如果第一部分计算的位移、周期、刚度比等结构指标满足规范要求，就按第一部分的计算结果进行结构施工图设计；如果第一部分方法下计算的位移、周期不满足规范要求，则用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，按实际与结构体系一起建模计算，从而真实计算出包括填充墙在内的建模的结构体系的真实位移、周期、刚度比等结构指标，使其满足规范要求。
31.所述的第三步包括以下步骤：
32.结构施工图设计时仍然按第一部分方法下的配筋进行，但需要用混凝土空腹剪力墙替代填充墙一起出结构施工图，实际施工时用混凝土空腹剪力墙替代填充墙，满足多道设防的抗震设计要求。
33.以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。