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变形缝盖板有限元中加入砖石
使用有限元建模和分析技术来准确地建模的砌筑墙体系统,铝盖变形缝分析并且需要有效的设计,这是一个2016年5月的文章结构的主体。我希望读者利用文章中的信息,以及有限元在他们的道路,包括结构砌体构件。在这种情况下,他们应该准备推进砌体的设计与FEM的帮助。
图1。一)常规方法;b)新的有限元方法。
有限元法,即使是最简单的设计可以更好地理解。多少实际的电力电缆?在砖石热潮的设计应该用什么力?负载下砌体系统是如何偏转?常规方法(图.1)保守的设计是有效的,但具有更好的工具(图.2),更准确和更有效的设计是可能的。
图2.a)打开下一个CJ;b)从所述开口边缘CJ远。
砌体抗压强度
首先,开发出复杂的有限元法,尽量正确地限定所述结构构件的所有的材料强度。
当使用有限元方法,什么样的设计应采用强度?由于它的有限元强度/基础上,链接的单元的负载的刚度,并且因此,精确度是必不可少的。尽量模拟实际砌体强度构件。当混凝土砌块单元(CMU)的设计结构意味着抗压强度:F';m)嵌段,灰浆和浆料组合是将强度构件临界。有时,工程师误指定最小。F“因为设计将是工作的价值,但他们不知道有较高的设计强度;或者是因为他们认为低强度砌筑会更容易获得。
然而,许多制造商通常产生更强的块,从而产生更坚固的结构构件。金属覆盖外墙变形缝砌块制造商增加了CMU的强度,以减少在生产,储存于细胞的潜在损伤的现场运输。实际强度理解材料,并考虑到它的设计,可节省人工和材料成本。走访中,关于该块几个州的实力来访信息。
值F';m影响砌体设计的许多部分。砌体弹性模量直接取决于F';m,被用于下面的章节进行设计,弯曲和剪切检查:F';m-aF';m指的是允许较高的强度。这可能意味着,较少的连接和支承在所述壁设计的平面设计和更小的加强部件,所述外侧载荷和轴向载荷,并且在面内剪切载荷。也将降低更高F';m增强搭接长度,以及紧固件,所述紧固件的增加容量,连接到所述砖石,再次,降低了材料成本。
实际的强度设计将一个项目块上使用的是非常有用的和具有成本效益,特别是对于许多开口或其他细节打造砌体工程的复杂系统。
共同控制
图片3.混合周围的边框设计和砖石墙。
由于控制对象关节(CJ),以提供纵向运动,以允许粘合剂和减少拉伸应力水平断裂,通常不连续通过控制连接体的增强水平。因此,有必要在推荐范围预定的间距,位置确定节点,其在壁的承载能力的影响尽可能小内结构工程师。很多时候,结构工程师分析有限元方法,利用CJ砖结构,以简化所述壁的设计。简单的设计壁(图.3)使用更原始的方法非常容易。有必要对更先进的工具的中间的壁(图.4b)的一个简单的开口,如FEM。
如果图壁24.2英尺长8英尺宽,并且其中具有中心孔,将允许加强周边壁开口设计为穿孔的剪切壁24英尺长(图.图2b)相对于所述两个独立的8英尺长壁(图.图2a)可以以这样的设计包ETABS2016,RISA3DRAM元件等来执行。
国家混凝土砖石协会(NCMA)有一些规定,建议控制间距接头应为25英尺或1.高5倍壁的地方,以较小者为准。应力集中在接头区域,诸如在壁厚或高,或靠近墙壁开口或角的改变,并建议。许多这些要求是基于性能和无筋墙过去,可能会或可能不适用今天加固墙。需要注意的是这些需求,再加上一些加固措施,能减少使用施工节点。另一种方法是使用一个预定要求的工程方法,同样作为概述NCMATE?10-3。这种方法考虑到增强壁的效果,并且可能不会导致控制节点的在壁中的选择。
一应力集中的可能点,因此是一个很好的选择,非增强壁控制缝,沟槽在变形缝壁开口的盖。但是,如果开口基本上由加强包围-加强轴承的两侧,并且所述基础强化增强电缆(如果适用)-围绕壁开口可以被认为已经被充分地加强,以避免应力集中,并且可以是从控制连接开口分开放置,以实现最小间距。如果可能的话,控制连接端口应该离开至少两英尺(不是必需的,但建议这样),这种加固。这一计划还将使设计者考虑墙的全长在检验能力随时间。
剪力墙
在横向力抵抗系统的设计中,一个很重要的考虑是控制节点。......其中图1a和1b中,设计是容易在定位以查看获得的位置容量CJ。授权的其他地点是楼梯和电梯墙的核心。当壁以消除所述控制节点组的好处,设计师是一个盒形,而不是几个单独的短壁硬度。例如,分析砌体作为芯盒时,它是一个单壁的惯性几乎三倍的那一刻。即使是在一个典型的墙,也可能有利于空间控制节点,才能有更长的墙。例如,壁48英尺长壁,可以有四个CJ,间隔12英尺或三个接头,在16英尺隔开。如果壁为8英寸,并在2000年psi的高20英尺CPUF';m,有四个选项具有壁12英尺4*50=200Kips在图形设计能力,并且具有用于所述壁16的容量的三个选项尺3*93=279Kips。这代表了39%的强度的增长,只是更远的间隔控制缝。
如上所述,NCMA还建议通过在壁中提供加固的足够的电平完全消除控制连接。许多这些建议壁开口的通常增加增强件的水平(增强件或钢筋节点)被满足时,例如,当壁的设计,以满足高风或地震的要求,或者可以提供一连续的加强。当以低抗震设计力,低的窗口区域,增强提供足够的电平,以消除节点,通常它是不符合成本效益。
砖石壁剪切(剪切)容量的内表面通常是足够的,因为在其他情况下,如超出平面的弯曲或轴向载荷的负载,已经需要加强。当你在所有方向的单层建筑,这当然是真的。砌体剪力墙设计只需要一个相对高的建筑物或其他一些低的轴向载荷和附加加强件的外下部平面弯曲。
在每种情况下,重要的是要显示在控制连接的配置,而不是允许承包商在施工期间工地找他们。这样,设计人员可以找到他们提供更大的结构刚度,并最终节省资金项目。
混合设计
有限元法是模拟砌体填充设计承受剪切载荷的好方法,通常被称为混合设计。在框架构件结构的两侧,砖石结构的整体承载能力大大有助于。
事实上,类型Ⅱ混合设计,利用上述光束砌筑密切(无间隙),所述框架和所述壁周围砌筑轴向负载平衡支持。在多种材料的情况下,要考虑在结构的深度载荷分布的最佳工具是FEM分析。
考虑到组框壁,框架或其它石工剪切混合的考虑,并且使用RAM单元的V8iRISA3D有限元软件等实用设计的强度和刚度适当考虑是必不可少的砌筑。使用有限元分析软件,由于需要在壁执行复杂的分析,孔的情况下可以忽略不计之前,它可以很容易被认为是剪力墙。通过这些步骤,工程师可以识别穿孔砌石墙,配合比设计和砖石的楼梯和电梯轴的强度。因此,更有效的砌体剪力墙砖石和更准确和高效的设计更精确的分析结果。
在砌体墙的抗震设计的情况下,确实需要特别注意像其他混凝土产品的细节,特别是如果你是从一个普通的钢筋砖墙到一个特殊的加固砖墙。同样,即使在地震荷载规范仅仅是因为没有规定对壁稍厚的抗震设计。事实上,更轻,更薄的墙体加固完成在地震灾区更好,所以比城墙厚8英寸砖石加固更好的选择。
CE7-10Table12.14-1。
在以横向载荷阻力方面砌筑例外,因为结构工程师确定的标准负荷,定义ASCE7。外墙盖安装变形缝本文,不仅允许在地震使用砌筑的,并且在承重墙的情况下,这也给了与反应修饰符值相同剪切壁。当适当的加固和细节,砌筑墙体相当于相同的强度混凝土壁,即使在平坦的剪切载荷内的最极端的情况下,这是由一个地震事件引起。
线团
图4.一个)衬里砌筑加强三维图像;(B),用于确定的弯曲力矩衬板应力。
在有限元分析,分析和设计砌筑用于分析衬层板是评价网格的砌筑墙体/壁区域。采用有限元法,你没有创建一个独立的实体,砖石林分。更具体地,电缆是壁的一部分,它是真正的壁结构的最精确的表示。砌体衬里用于产生一个完整的缝垂直加强支撑。这将导致一个比其他与壁分离所述门楣门楣设计方案更稳健(图.图4a),在设计载荷是由有限元分析壁是使用实际的力壁。图.4b)的。
在有限元法中,由于壁板部和所产生的总的打开力的代表性将类似于梁的固定端。由于分析,以确定的积极和消极的时刻,它的需求将导致顶部和底部加固的砖石内衬层。
相对于该多孔剪力墙上面所讨论的参与相似的元件,所述壁是所述横向阻力的壁表面积。这允许穿孔创建剪切,整体它具有比对剪切的每一侧的单个开口更多的容量。这就要求,作为整个坐垫系统砌筑的一部分,专为侧向荷载。
结语
并混合整个衬里砌体剪力墙框架和箱形穿孔壁,有必要推进有限元分析和砖石设计。这就造成了在建筑设计使用砖石的新趋势。
砌体再次成为结构系统可以在全国范围内更充分地理解和利用,为许多建筑类型提供了有效的设计,这要归功于新的工具,工程师,从FEM。
相克.K.切斯特顿的话:我找到谁以前发现人们最大胆的事。成品变形缝盖可以有能力有限元,我们重新发现了一个很明显的事情-砌体是一个很好的架构。
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