[发明专利]一种剪力墙抗震设计中的拉力控制方法

权利要求书

1.剪力墙抗震设计中的拉力控制方法，其特征在于，将中震和大震下的墙体有效拉力的计算分为两个阶段：

第一个阶段为名义拉应力达到混凝土抗拉强度标准值ftk之前的阶段，该阶段墙体中的拉力在混凝土开裂后全部由钢材承担；

第二个阶段为名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值ftk以后的阶段，该阶段新增加的拉力考虑刚度退化和内力重分布进行折减后全部由钢材承担；并且第二阶段新增加的拉力根据变形需求原则进行计算，两个阶段的拉力相互叠加作为整个墙体的有效拉力；所述变形需求原则包含两个经验数值，第一个数值为结构弹塑性分析与等效弹性分析的变形比例，偏于安全取为2.0，第二个数值为大震与中震的变形比例，也取为2.0；

所述拉力控制的过程包含以下步骤：

（1）首先计算重力荷载代表值下墙肢的平均应力水平或轴压比f1，换算为抗拉强度ftk的倍数为n1= f1/ftk；

（2）采用等效弹性法计算中震单工况下的墙体平均拉应力f2，n2=f2/ftk，中震下墙肢的名义拉应力与抗拉强度ftk的比值为n=n2-n1，若n 1.0，则该墙体满足控制要求；若n 1.0，则需执行后面步骤；

（3）第一阶段拉力计算：该阶段为墙肢名义拉应力刚好达到1ftk，此时地震作用水平相当于中震的比例为（n1+1）/n2；该阶段拉力在混凝土开裂后全部由钢材承担；

（4）第二阶段新增拉力计算：该阶段为墙肢名义拉应力在（1.0~n）ftk阶段，刚度退化系数为0.2，则新增拉力为0.2x[n2-(n1+1)]ftk;

（5）两阶段的拉力叠加得到墙体有效拉应力为：（0.2n+0.8）ftk；考虑全部有效拉力由钢材承担，则钢材拉应力控制为：（0.2n+0.8） ftk/r300，其中r为纵筋率；

（6）大震水平近似为2倍的中震；考虑非线性可能导致的变形增大系数为2.0；由此计算大震钢材拉应力控制为：（0.6n1+0.8n+0.8）ftk/r300。

2.根据权利要求1所述的剪力墙抗震设计中的拉力控制方法，其特征在于，刚度退化和内力重分布带来的拉力折减系数取为0.2。

3.根据权利要求1所述的剪力墙抗震设计中的拉力控制方法，其特征在于，所述拉力控制方法中还包括剪力墙抗拉含钢量需求计算步骤。

4.根据权利要求3所述的剪力墙抗震设计中的拉力控制方法，其特征在于，在计算剪力墙抗拉含钢量需求时，以确定的有效拉力全部由剪力墙中的钢材承担，并控制钢材的平均拉应力小于钢材的设计强度，由此确定钢材含量需求。