Стена со сдвигом

редактировать
Типичная стена со сдвигом из дерева состоит из скрепленных панелей вдоль линии стены, построенных с использованием структурной фанерной обшивки, специальных гвоздей по краям и опорный каркас.

В проектировании конструкций, стена сдвига представляет собой вертикальный элемент системы сопротивления сейсмической силе, которая предназначена для сопротивления в- плоскости боковой силы, обычно ветровые и сейсмические нагрузки. Во многих юрисдикциях Международные строительные нормы и правила регулируют проектирование стен со сдвигом.

Стена сдвига выдерживает нагрузки, параллельные плоскости стены. Коллекторы, также известные как элементы перетаскивания, передают сдвиг диафрагмы стенкам сдвига и другим вертикальным элементам системы сопротивления сейсмической силе. Стены со сдвигом, как правило, представляют собой легкие каркасные или скрепленные деревянные стены со сдвигающимися панелями, железобетонные стены, армированные каменные стены или стальные пластины.

Фанера - это обычный материал, используемый в деревянных (деревянных) стенах, подвергающихся сдвигу, но с развитием технологий и современных методов строительства другие сборные конструкции позволили вводить сдвиговые узлы в узкие стены, которые падают по обе стороны от открытие. Доказано, что листовая сталь и панели, работающие на сдвиг, на стальной основе вместо конструкционной фанеры в стенах, работающих на сдвиг, обеспечивают более высокую сейсмостойкость.

Содержание

  • 1 Соображения при проектировании конструкций
    • 1.1 Механизмы нагружения и разрушения
    • 1.2 Коэффициент гибкости
    • 1.3 Эффект сцепления поперечных стен
  • 2 Расположение в зданиях с различными функциями
    • 2.1 Отель и общежития
    • 2.2 Коммерческие здания
  • 3 Методы строительства - бетон
    • 3.1 Метод лифтов с опалубкой
    • 3.2 Метод скользящей формы
    • 3.3 Метод формы скачка
    • 3.4 Метод туннельной формы
  • 4 Неплоскостной сдвиг стены
  • 5 Методы моделирования
  • 6 Методы анализа
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Соображения при проектировании конструкций

Механизмы нагружения и разрушения

Рисунок 1 Механизмы разрушения стенок сдвига. (a) разрушение при изгибе, (b) горизонтальный сдвиг, (c) вертикальный сдвиг, (d) коробление.

Стенка сдвига более жесткая по своей главной оси, чем по другой оси. Она считается первичной структурой, которая обеспечивает относительно жесткое сопротивление вертикальным и горизонтальным силам, действующим в ее плоскости. При таком комбинированном нагружении в стенке сдвига возникают совместимые осевые, поперечные, скручивающие и изгибные деформации, что приводит к сложному распределению внутренних напряжений. Таким образом, нагрузки вертикально передаются на фундамент здания. Следовательно, существует четыре критических механизма отказа; как показано на рисунке 1. Факторы, определяющие механизм разрушения, включают геометрию, нагрузку, свойства материала, ограничение и конструкцию.

Коэффициент гибкости

Коэффициент гибкости стены определяется как функция эффективной высоты, деленной либо на эффективную толщину, либо на радиус вращения секции стены. Это в значительной степени связано с пределом гибкости, который представляет собой границу между элементами, классифицируемыми как «стройные» или «коренастые». Тонкие стенки уязвимы для видов разрушения из-за продольного изгиба, в том числе из-за продольного изгиба по Эйлеру из-за осевого сжатия, продольного изгиба по Эйлеру из-за осевого сжатия и продольного изгиба при кручении из-за изгибающего момента. В процессе проектирования инженеры-строители должны учитывать все эти виды отказов, чтобы гарантировать безопасность конструкции стены при различных возможных условиях нагрузки. К гудроне

Эффект сцепления стенок сдвига

В реальных конструктивных системах стенки сдвига могут функционировать как соединенная система, а не изолированные стены, в зависимости от их расположения и соединений. Две соседние стеновые панели можно считать соединенными, если на границе раздела передается продольный сдвиг, чтобы противостоять моде деформации. Это напряжение возникает всякий раз, когда секция испытывает напряжение изгиба или ограниченного коробления, и его величина зависит от жесткости соединительного элемента. В зависимости от этой жесткости характеристики соединенного участка будут находиться между характеристиками идеального однородного элемента аналогичного общего поперечного сечения в плане и совокупными характеристиками независимых составных частей. Другое преимущество соединения состоит в том, что оно увеличивает общую жесткость на изгиб, непропорционально жесткости на сдвиг, что приводит к меньшей деформации сдвига.

Расположение в зданиях с различными функциями

Расположение стены с поперечным разрезом существенно влияет на функцию здания, такую ​​как естественная вентиляция и эффективность дневного света. Требования к характеристикам различаются для зданий разного назначения.

Гостиничные и общежития

Рис. 2 Спаренная стена из сдвига, действующая как система перегородок.

Здания отеля или общежития требуют множества перегородок, позволяющих вставлять поперечные стены. В этих конструкциях предпочтительна традиционная ячеистая конструкция (рис. 2) и используется обычное расположение стен с поперечными поперечными стенами между комнатами и продольными стенами, примыкающими к центральному коридору.

Коммерческие здания

Рис. 3 Несущая конструкция.

Структура стен в центре большого здания, часто охватывающая шахту лифта или лестничную клетку - образуют сдвигающую сердцевину. В многоэтажных коммерческих зданиях стены со сдвигом образуют как минимум одно ядро ​​(рисунок 3). С точки зрения строительных услуг, в сдвиговом ядре находятся коммунальные услуги, включая лестницы, лифты, туалеты и служебные стояки. Требования к удобству эксплуатации здания требуют правильного расположения сдвигового сердечника. С точки зрения конструкции сдвиговой сердечник может усилить сопротивление здания боковым нагрузкам, то есть ветровой нагрузке и сейсмической нагрузке, и значительно повысить безопасность здания.

Методы строительства - бетон

Рис. 4 Железобетонная стена с сдвигом, как с горизонтальной, так и с вертикальной арматурой.

Бетонные стены с сдвигом армируются как горизонтальной, так и вертикальной арматурой (рис. 4). Коэффициент армирования определяется как отношение общей площади бетона для сечения, перпендикулярного арматуре. Строительные нормы и правила определяют максимальное и минимальное количество арматуры, а также детализацию стальных стержней. Обычные методы строительства монолитных железобетонных стен включают традиционные подъемники с опалубкой, скользящую опалубку, форму прыжка и форму туннеля.

Метод лифтов со ставнями

Традиционный метод лифтов со ставнями следует использовать, когда общее количество стен небольшое или расположение нерегулярное. В этом методе стены формируются по одному этажу вместе с колоннами. Хотя этот метод медленный, он может обеспечить превосходное качество отделки или текстуру.

Метод скользящей формы

Скользящая форма - это метод укладки бетона, при котором движущаяся форма используется для создания непрерывной экструзии стены. Этот метод очень эффективен для хорошо подходящих конструкций, таких как системы с фланцами и несущими стенками. Может быть получена очень точная толщина стенки, но поверхность шероховатая из-за истирания формы на стенках.

Метод формы прыжка

Формирование прыжка, также известное как формирование лазанием, представляет собой метод строительства, при котором стены отливаются дискретными подъемами. Это процесс «стоп-старт», при котором на каждом уровне подъемника формируются дневные стыки. Подобно формированию скольжения, формирование скачка эффективно только для конструкций с повторением расположения стен. Кроме того, он удобен для добавления соединений и профилей на уровне пола благодаря дискретным функциям. Тем не менее, включение дневных швов оставляет больше шансов на дефекты и недостатки.

Метод формирования туннелей

При строительстве туннельных форм используется система опалубки для заливки перекрытий и стен за одну операцию заливки. Подходит для ячеистых конструкций с регулярным повторением как горизонтальных, так и вертикальных элементов. Преимущество этого метода заключается в том, что конструкция может двигаться одновременно по вертикали и горизонтали, тем самым повышая целостность и устойчивость конструкции.

Неплоские стены с поперечным сдвигом

Из-за функциональных требований проектировщик может выбрать неплоские секции, такие как C, L, в отличие от плоских секций, таких как прямоугольные секции или секции со стержневым колоколом. Непланарные сечения требуют трехмерного анализа и являются областью исследований.

Методы моделирования

Методы моделирования постепенно обновлялись в течение последних двух десятилетий, переходя от линейной статической к нелинейной динамической, что позволяет более реалистично представлять глобальное поведение и различные режимы отказов. Различные методы моделирования стенок сдвига охватывают от макромоделей, таких как модифицированные элементы балки-колонны, до микромоделей, таких как трехмерные модели конечных элементов. Подходящая техника моделирования должна:

  • быть способной прогнозировать неупругую реакцию
  • учитывать важные характеристики материалов
  • моделировать поведенческую особенность: соединение внахлестку и проскальзывание стержня
  • представлять миграцию нейтральной оси
  • Повышение жесткости
  • Взаимодействие изгиба и воздействий сдвига

С течением времени были разработаны различные модели, включая макромодели, модели вертикальных линейных элементов, конечно-элементные модели и многослойные модели. В последнее время стали популярными элементы балки-колонны из волоконного сечения, так как они могут правильно моделировать большую часть глобальных режимов реакции и отказов, избегая при этом сложностей, связанных с моделями конечных элементов.

Методы анализа

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

.

Последняя правка сделана 2021-06-08 04:19:12
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте