[發明專利]輕型木結構抗側設計剛性膜片模型及應用

無效

• 申請號: 201310054597.3
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103258471A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 李昂;梁濤;吳恭偉;李東哲;孫悅;呂林軒
• 申請（專利權）人: 天津泰明加德投資發展有限公司
• 主分類號: G09B25/04
• 分類號: G09B25/04
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 盧楓

（一）技術領域：

本發明涉及一種輕型木結構抗側設計剛性膜片模型及應用，尤其是適用于輕型木結構抗側分析時的建模并進行相應的木結構剪力墻、樓蓋、屋蓋的抗側力計算的輕型木結構抗側設計剛性膜片模型及應用。

（二）背景技術：

目前，由于輕型木結構設計規范對木結構剪力墻、樓蓋、屋蓋抗側力的定義、要求還不夠完善，尤其對于上述設計沒有明確的建模方法，由此導致木結構建筑的木結構剪力墻設計、水平力連接件使用位置及型號選擇等方面都不規范，在此情況下，多數設計、施工人員都選擇參照規范內構造要求。因木結構建筑外形設計靈活而結構復雜多變，故結構的構造要求一般難以滿足抗側力要求且沒有針對性，因而對影響結構抗震、防風性能的關鍵構件、節點、連接件均把握不準，存在抗震、抗風結構隱患的現象較普遍。

（三）發明內容：

本發明的目的在于提供一種輕型木結構抗側設計剛性膜片模型及應用，它是在現有木結構規范的基礎上，為了克服現有規范缺少抗側設計結構模型的問題,提供的一種簡化的結構模型，并說明結構模型的組件定義、建立原則及其實際應用方法。

本發明的技術方案是：一種輕型木結構抗側設計剛性膜片模型，其特征在于它由剛性膜片和框架柱構成，剛性膜片分為水平剛片和豎向剛片，所述水平剛片、豎向剛片和框架柱分別組合成為簡支剛片構件單元、懸挑剛片構件單元和扭轉剛片構件單元，所述簡支剛片構件單元、懸挑剛片構件單元和扭轉剛片構件單元之間由水平與水平、水平與垂直及垂直與垂直的排列組合構成模型整體。

上述所述剛性膜片由膜片、膜內撐桿和邊緣撐桿組成，所述模內撐桿和邊緣撐桿通過結構釘與膜片固定連接，所述邊緣撐桿固定于膜片的邊緣，所述模內撐桿間隔300-610mm平行排列，所述結構釘間距為50-300mm，位于膜內撐桿上的結構釘間距大于位于邊緣撐桿上的結構釘間距。

上述所述簡支剛片構件單元由水平剛片和支撐水平剛片的豎向剛片構成，水平剛片與豎向剛片垂直連接，且水平剛片與豎向剛片的邊緣相接。

上述所述懸挑剛片構件單元由水平剛片和支撐水平剛片的豎向剛片構成，水平剛片與豎向剛片垂直連接，水平剛片內的膜內撐桿自然延伸至豎向剛片的邊緣以外。

上述所述懸挑剛片構件單元中的水平剛片分為簡支段和懸挑段，簡支段為位于水平剛片中豎向剛片之間的部分，懸挑段為水平剛片中位于豎向剛片以外的部分。

上述所述扭轉剛片構件單元由水平剛片、支撐水平剛片的豎向剛片和框架柱構成，水平剛片與豎向剛片及框架柱垂直連接，水平剛片的一端與豎向剛片的邊緣相接，另一端與框架柱的上端固定連接。

上述所述簡支剛片構件單元、懸挑剛片構件單元和扭轉剛片構件單元垂直排列時，上層豎向剛片直接坐落在下層水平剛片上，豎向剛片的底部有膜內撐桿。

上述所述膜片為木基剪力板。

上述所述膜內撐桿和邊緣撐桿為SPF龍骨、屋頂桁架或樓板擱柵。

上述所述豎向剛片為木結構剪力墻，墻肢的高寬比不得大于3.5:1。

上述所述簡支剛片構件單元中的水平剛片為屋蓋剛片或樓蓋剛片。

一種上述輕型木結構抗側設計剛性膜片模型的應用，特別是采用本模型進行抗側力計算的方法，其特征在于具體步驟如下：

（1）根據建筑布局確定豎向剛片的位置；

（2）根據豎向剛片的位置和長度確定水平剛片范圍和位置；

（3）按照《木結構設計規范》的要求，利用底部剪力法分別進行建筑物地震及風引起的外部側向力F_S計算及分配，外部側向力F_S分配完畢后，再按以下步驟進行兩個軸向的荷載驗算；

（4）計算水平剛片承受的側向力：水平剛片自身產生的側向力，加上位于其內的上層豎向剛片所累加的側向力，再加上相鄰水平剛片傳遞的側向力，等于水平剛片承受的側向力；

（5）計算豎向剛片承受的側向力：豎向剛片承擔的所支撐水平剛片產生的側向力，加上豎向剛片所在軸線的所有普通墻體自重產生的側向力，得到整體模型承受的側向力；

（6）對于異型樓和異型屋蓋，為簡化計算，先按標準矩形水平剛片和豎向剛片計算側向力，再進行構造處理。?

上述所述步驟（4）中水平剛片自身產生的側向力按水平剛片占所在水平剛片質點的重量比計算。

上述所述步驟（4）中，相鄰水平剛片傳遞的側向力是相鄰水平剛片通過邊緣撐桿將側向力傳遞給水平剛片的邊緣撐桿或膜內撐桿。

上述所述步驟（5）中豎向剛片承擔的所支撐水平剛片產生的側向力的計算方法為：