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【摘要】在很多工程建设中都会选用钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构，该结构优势明显，集中了两个结构的很多优点，但是在实际应用中，为了保证建筑工程结构的安全性，必须对该结构的受力情况进行分析，在施工应用前进行试验，主要选择了三种工况，分析其受力变化情况，从而得到在不同结构中，不同载荷下结构的稳定性，受力是否平衡和安全，下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。
【关键词】混凝土抗侧力；墙板结构；受力性能
对于钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构而言，其优势比较明显，主要原理是将内填式混凝土墙和钢框架组成到一起，这样就集中了这两个结构的优点，在实际应用中可以进行多道抗震设防，具有非常好的延展性，在抗侧面刚度非常大，随着科学技术的发展，当前已经研究出了很多种的内填式墙体，例如在我国常用的主要有钢—混凝土组合剪力墙、钢板剪力墙、钢筋混凝土剪力墙等，下面就分析在实际应用中其受力情况。
1、案例
1.1分析试验试件情况
在试验过程中选用的试件材料为型钢，构件为一个框架柱，其材料规格为HW300×300×10×15，选用的框架梁规格为HN350×175×7×11，也是一种型钢，该试件层高达到了2.8m，整个跨度长为4.2m，对于梁和柱的节点连接，技术人员选用了栓焊刚性连接的方式。在此基础上，选用了预制混凝土抗侧力墙结构，在这一结构中设置了2根型钢，型号为I10，墙体的设计规格为1200mm×120mm，整个墙高达到了2180mm，这一墙体整体的配筋情况如下图所示。
1.2分析试件中使用型钢的主要力学参数
为了保证施工质量，对使用型钢的主要力学参数进行分析，进行浇筑时预留100mm的立方体混凝土，同时对其进行养护，得到其平均抗压强度是31.3MPa。
1.3对试件采取加载的方式分析
在研究中主要的加载方式有三种，分别是模拟施工安装阶段墙体定位时受力状态，模拟施工安装阶段螺栓终拧时受力状态，模拟使用阶段墙体受力状态。
注：每种工况施加完毕后，卸荷，再进入下一工況；300kN约为一层楼面的恒载和施工活荷载之和，450kN约为9层楼面的使用活荷载；终拧预紧力参照JGJ82—1991《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》取值，定位初拧预紧力约为终拧预紧力的2%；300kN分3级加载，每级增量100kN，450kN分4级加载，前三级每级增量100kN，最后一级增量为150kN。
2、分析竖向荷载的整体分配情况
相关技术人员为了能够有效研究出试件在使用中的受力情况，因此选择在三种不同受力情况下进行分析，从根本上了解试件的各项参数，进而从中优选出最佳的方案。在施工安装阶段和使用阶段竖向荷载传递规律，根据所设置边界条件的不同，对试件进行加载，在这次分析中主要设计了3种竖向加载工况。在墙体顶部中所设置的高强螺栓，共设置了两个状态，分别是终拧和定位初拧，对于墙体的底部还设置了千斤顶，也有两种状态，分别是放松和顶紧两种状态，做好这些方面的工作之后，就可以对下层墙体和上层墙体之间的约束情况进行模拟和分析。第一种情况，对施工安装阶段进行模拟，先完成墙体的定位工作，分析其实际的受力状态。在墙体顶部使用高强度的螺栓，将试件进行定位，位置设置好之后就可以进行初拧。对于在墙体底部的千斤顶而言，将其设置在放松状态，这样就表示下层墙体的螺栓主要作用就是进行定位与初拧，其对上层墙体产生的约束非常小。第二种情况，对施工安装阶段进行模拟分析，先将螺栓进行终拧，然后分析其受力状态，墙体顶部的高强度螺栓进行终拧，对墙体底部的千斤顶设置为放松状态，这样就表示下层墙体螺栓尚未终拧。第三种情况，对使用阶段进行模拟，分析墙体实际的受力情况，这一层墙体顶部高强螺栓终拧，墙体底部千斤顶设置为顶紧状态。
3、分析不同因素对试件试验效果的影响情况
3.1对有限元的分析
在分析的过程中，技术人员使用了ABAOUS软件进行有限元的分析，对于系统中的摩擦型高强螺栓、抗侧力墙体、钢框架等，都使用C3D8 R进行模拟分析，对于其中的钢筋网而言，选用了桁架T3D2进行模拟分析。其中在分析抗侧力墙体、钢框架时，所使用的单元网格尺寸是0mm，而分析螺栓时其单元网格尺寸是3mm。对于混凝土构件选用了损伤塑性模型进行分析，对于钢材的构件选用同性弹塑性材料进行模型。分析螺栓预紧力时主要采取了两个步骤，第一步，内表面选择了螺栓杆的中间截面，基准轴是螺栓中心线。在第二步中部改变螺栓的长度，对其施加一定的预紧力，再对螺栓的接触属性进行定义，硬接触方式应用到了法向上，在框架梁1200mm×175mm范围内的节点中施加力，这样就可以模拟出这一构件在竖向上所承担的荷载，并对框架柱脚进行有效的约束，约束自由度时必须从6个方向，分析在试验情况下，千斤顶作用范围内的节点对上层墙体的产生的作用情况。具体的有限元分析情况可以参考下图进行分析。
3.2分析拧紧力对受力的影响情况
当控制预紧力是0kN时，整个框架柱所承担的竖向荷载占到99%，抗侧力墙体却只担负1%，在这种情况下框架梁会出现很大的变形，预算其最大变量为5.8mm，但是在底部不会出现很大的变形。不断增加预紧力过程中，框架柱能够承担的力开始降低，抗侧力墙体承担的力开始增加，直到不出现移动为止，在这种情况下，框架柱会担负60%的力，抗侧力墙体会担负40%的力，这是二者的变形量是相同的。通过这些内容的试验可知，为了确保抗侧力墙体所承担的力变小，在开始定位过程中也要将预紧力的取值设置较小为宜。
3.3分析墙体发生偏移的影响情况
在工程中实际应用时，必须对门洞、窗口进行分析，综合考虑布置情况，一般偏移比设置为η，分析其有限元情况，通过试验分析，当对设置的墙体位进行改变时，不会影响抗侧力墙体承担的荷载，而框架柱承担的荷载大约占到总荷载的32%，抗侧力墙体承担荷载占到总的68%，当墙体的位移不断变大之后，距离 墙体很近的框架柱受力开始发生变化，由于结构发生改变，其所承受的荷载也开始变化，通过计算发现其承受的荷载呈下降趋势，而开始远离墙体的框架柱承担的荷载就不断升高，两端所承担的荷载之差分别是0%，17%，26%，28%，由此可见，当墙体位置发生偏移之后，其所受力情况发生很明显的改变，而且两端承受的力不断变大。
4、钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构试验结果分析
4.1分析试验的基本情况
将使用的螺栓终拧，然后试件在工况一第二级荷载情况下进行加载，然后进行滑动[1]，达到第三级荷载之后这个加载过程就完成了，试件在工况二和三情况下进行加载，螺栓拧紧时没有发生上述的滑动问题。通过对这三种工况分析，发现试件结构都没有发生太大的变化，而且抗侧力墙体也没有出现明显的裂缝，无裂缝产生。通过对应变片数据的分析发现构件都处于弹性工作阶段。
4.2对实践试验中的变形分析
通过分析得知，当试件在同一种工况下，当构件的竖向荷载开始增加会，框架梁挠度开始增大，当试件在工况一情况下，工作人员对其进行加载后，顶部框架梁发生严重变形，变量在4mm左右，和工况二、工况三对比，变形情况要大很多，根本原因就是定位螺栓拧紧程度只达到2%，由于载荷超过100kN，其开始发生滑动。在工况二的情况下进行加载发现和工况一、工况三对比，试件底部的变形量要大很多[2]。
4.3分析在竖向试件受力情况
在工况一中，完成试件加载后，发现抗侧力墙体只承担18%竖向荷载。在工况二中，框架柱荷载分担率是44%，在工况三中墙体顶部高强螺栓终拧且底部千斤顶顶紧，墙体承担大部分竖向荷载，分担率是94%[3]。
4.4对试验结果进行综合论述
上述主要分析了钢框架一预制混凝土抗侧力墙装配式結构体系，为了掌握试件在实际应用中的受力情况，分析不同设计应用的效果，从而选择一种最佳的设计方式。主要分析了试件在三种不同工况下的加载情况，最终得到下面几方面的结论。第一点，施工时先对墙体进行定位，在这一体系中框架柱能够承担建筑上部大部分的竖向荷载，抗侧力墙体所承载的竖向荷载非常小，进行安装过程中，
选用从上到下的拧紧方式，这样框架柱所承担的竖向荷载占到总的60%，而抗侧力墙体所承担的竖向荷载占到40%。投入使用之后，荷载会由抗侧力墙体和框架柱共同承担荷载，框架柱竖向荷载会承担32%，而抗侧力墙体竖向荷载会承担68%。第二点，对其进行安装过程中，为了降低抗侧力墙体所承担的荷载，工作人员在对其进行定位初拧时，所设置的预紧力必须要小，同时使用从下到上的拧紧顺序，这样墙体所承担的载荷变小。第三点，在实际使用过程中，墙宽梁跨之间的比例值开始增大，这样在竖向上框架柱所能承担的荷载变小，抗侧力墙体承担的力就会变大。第四点，在实际应用过程中，一般不会选择居中的方式设置抗侧力墙体，直接导致在其两侧的框架柱承载的荷载不均匀，因此在施工中具体应用时，如果工程对洞口、门窗没有什么特殊的要求，可以选择居中方式设置。
总结：
通过以上对钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构受力性能分析，在施工安装时，抗侧力墙体承担的竖向荷载很小，拧紧了的取值也很小，在使用过程中，由于墙体整体宽度增加，其在竖向的荷载分担开始降低，但是抗侧力墙体在荷载开始增加，在使用的时候，在中间布置抗侧力墙体，这样两侧的框架柱受力分布不均匀，因此在实践工程应用中，如果工程对窗户洞口没有特别的要求，那么就可以在中间布置抗侧力墙体，确保整体的受力安全。
【关键词】混凝土抗侧力；墙板结构；受力性能
对于钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构而言，其优势比较明显，主要原理是将内填式混凝土墙和钢框架组成到一起，这样就集中了这两个结构的优点，在实际应用中可以进行多道抗震设防，具有非常好的延展性，在抗侧面刚度非常大，随着科学技术的发展，当前已经研究出了很多种的内填式墙体，例如在我国常用的主要有钢—混凝土组合剪力墙、钢板剪力墙、钢筋混凝土剪力墙等，下面就分析在实际应用中其受力情况。
1、案例
1.1分析试验试件情况
在试验过程中选用的试件材料为型钢，构件为一个框架柱，其材料规格为HW300×300×10×15，选用的框架梁规格为HN350×175×7×11，也是一种型钢，该试件层高达到了2.8m，整个跨度长为4.2m，对于梁和柱的节点连接，技术人员选用了栓焊刚性连接的方式。在此基础上，选用了预制混凝土抗侧力墙结构，在这一结构中设置了2根型钢，型号为I10，墙体的设计规格为1200mm×120mm，整个墙高达到了2180mm，这一墙体整体的配筋情况如下图所示。
1.2分析试件中使用型钢的主要力学参数
为了保证施工质量，对使用型钢的主要力学参数进行分析，进行浇筑时预留100mm的立方体混凝土，同时对其进行养护，得到其平均抗压强度是31.3MPa。
1.3对试件采取加载的方式分析
在研究中主要的加载方式有三种，分别是模拟施工安装阶段墙体定位时受力状态，模拟施工安装阶段螺栓终拧时受力状态，模拟使用阶段墙体受力状态。
注：每种工况施加完毕后，卸荷，再进入下一工況；300kN约为一层楼面的恒载和施工活荷载之和，450kN约为9层楼面的使用活荷载；终拧预紧力参照JGJ82—1991《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》取值，定位初拧预紧力约为终拧预紧力的2%；300kN分3级加载，每级增量100kN，450kN分4级加载，前三级每级增量100kN，最后一级增量为150kN。
2、分析竖向荷载的整体分配情况
相关技术人员为了能够有效研究出试件在使用中的受力情况，因此选择在三种不同受力情况下进行分析，从根本上了解试件的各项参数，进而从中优选出最佳的方案。在施工安装阶段和使用阶段竖向荷载传递规律，根据所设置边界条件的不同，对试件进行加载，在这次分析中主要设计了3种竖向加载工况。在墙体顶部中所设置的高强螺栓，共设置了两个状态，分别是终拧和定位初拧，对于墙体的底部还设置了千斤顶，也有两种状态，分别是放松和顶紧两种状态，做好这些方面的工作之后，就可以对下层墙体和上层墙体之间的约束情况进行模拟和分析。第一种情况，对施工安装阶段进行模拟，先完成墙体的定位工作，分析其实际的受力状态。在墙体顶部使用高强度的螺栓，将试件进行定位，位置设置好之后就可以进行初拧。对于在墙体底部的千斤顶而言，将其设置在放松状态，这样就表示下层墙体的螺栓主要作用就是进行定位与初拧，其对上层墙体产生的约束非常小。第二种情况，对施工安装阶段进行模拟分析，先将螺栓进行终拧，然后分析其受力状态，墙体顶部的高强度螺栓进行终拧，对墙体底部的千斤顶设置为放松状态，这样就表示下层墙体螺栓尚未终拧。第三种情况，对使用阶段进行模拟，分析墙体实际的受力情况，这一层墙体顶部高强螺栓终拧，墙体底部千斤顶设置为顶紧状态。
3、分析不同因素对试件试验效果的影响情况
3.1对有限元的分析
在分析的过程中，技术人员使用了ABAOUS软件进行有限元的分析，对于系统中的摩擦型高强螺栓、抗侧力墙体、钢框架等，都使用C3D8 R进行模拟分析，对于其中的钢筋网而言，选用了桁架T3D2进行模拟分析。其中在分析抗侧力墙体、钢框架时，所使用的单元网格尺寸是0mm，而分析螺栓时其单元网格尺寸是3mm。对于混凝土构件选用了损伤塑性模型进行分析，对于钢材的构件选用同性弹塑性材料进行模型。分析螺栓预紧力时主要采取了两个步骤，第一步，内表面选择了螺栓杆的中间截面，基准轴是螺栓中心线。在第二步中部改变螺栓的长度，对其施加一定的预紧力，再对螺栓的接触属性进行定义，硬接触方式应用到了法向上，在框架梁1200mm×175mm范围内的节点中施加力，这样就可以模拟出这一构件在竖向上所承担的荷载，并对框架柱脚进行有效的约束，约束自由度时必须从6个方向，分析在试验情况下，千斤顶作用范围内的节点对上层墙体的产生的作用情况。具体的有限元分析情况可以参考下图进行分析。
3.2分析拧紧力对受力的影响情况
当控制预紧力是0kN时，整个框架柱所承担的竖向荷载占到99%，抗侧力墙体却只担负1%，在这种情况下框架梁会出现很大的变形，预算其最大变量为5.8mm，但是在底部不会出现很大的变形。不断增加预紧力过程中，框架柱能够承担的力开始降低，抗侧力墙体承担的力开始增加，直到不出现移动为止，在这种情况下，框架柱会担负60%的力，抗侧力墙体会担负40%的力，这是二者的变形量是相同的。通过这些内容的试验可知，为了确保抗侧力墙体所承担的力变小，在开始定位过程中也要将预紧力的取值设置较小为宜。
3.3分析墙体发生偏移的影响情况
在工程中实际应用时，必须对门洞、窗口进行分析，综合考虑布置情况，一般偏移比设置为η，分析其有限元情况，通过试验分析，当对设置的墙体位进行改变时，不会影响抗侧力墙体承担的荷载，而框架柱承担的荷载大约占到总荷载的32%，抗侧力墙体承担荷载占到总的68%，当墙体的位移不断变大之后，距离 墙体很近的框架柱受力开始发生变化，由于结构发生改变，其所承受的荷载也开始变化，通过计算发现其承受的荷载呈下降趋势，而开始远离墙体的框架柱承担的荷载就不断升高，两端所承担的荷载之差分别是0%，17%，26%，28%，由此可见，当墙体位置发生偏移之后，其所受力情况发生很明显的改变，而且两端承受的力不断变大。
4、钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构试验结果分析
4.1分析试验的基本情况
将使用的螺栓终拧，然后试件在工况一第二级荷载情况下进行加载，然后进行滑动[1]，达到第三级荷载之后这个加载过程就完成了，试件在工况二和三情况下进行加载，螺栓拧紧时没有发生上述的滑动问题。通过对这三种工况分析，发现试件结构都没有发生太大的变化，而且抗侧力墙体也没有出现明显的裂缝，无裂缝产生。通过对应变片数据的分析发现构件都处于弹性工作阶段。
4.2对实践试验中的变形分析
通过分析得知，当试件在同一种工况下，当构件的竖向荷载开始增加会，框架梁挠度开始增大，当试件在工况一情况下，工作人员对其进行加载后，顶部框架梁发生严重变形，变量在4mm左右，和工况二、工况三对比，变形情况要大很多，根本原因就是定位螺栓拧紧程度只达到2%，由于载荷超过100kN，其开始发生滑动。在工况二的情况下进行加载发现和工况一、工况三对比，试件底部的变形量要大很多[2]。
4.3分析在竖向试件受力情况
在工况一中，完成试件加载后，发现抗侧力墙体只承担18%竖向荷载。在工况二中，框架柱荷载分担率是44%，在工况三中墙体顶部高强螺栓终拧且底部千斤顶顶紧，墙体承担大部分竖向荷载，分担率是94%[3]。
4.4对试验结果进行综合论述
上述主要分析了钢框架一预制混凝土抗侧力墙装配式結构体系，为了掌握试件在实际应用中的受力情况，分析不同设计应用的效果，从而选择一种最佳的设计方式。主要分析了试件在三种不同工况下的加载情况，最终得到下面几方面的结论。第一点，施工时先对墙体进行定位，在这一体系中框架柱能够承担建筑上部大部分的竖向荷载，抗侧力墙体所承载的竖向荷载非常小，进行安装过程中，
选用从上到下的拧紧方式，这样框架柱所承担的竖向荷载占到总的60%，而抗侧力墙体所承担的竖向荷载占到40%。投入使用之后，荷载会由抗侧力墙体和框架柱共同承担荷载，框架柱竖向荷载会承担32%，而抗侧力墙体竖向荷载会承担68%。第二点，对其进行安装过程中，为了降低抗侧力墙体所承担的荷载，工作人员在对其进行定位初拧时，所设置的预紧力必须要小，同时使用从下到上的拧紧顺序，这样墙体所承担的载荷变小。第三点，在实际使用过程中，墙宽梁跨之间的比例值开始增大，这样在竖向上框架柱所能承担的荷载变小，抗侧力墙体承担的力就会变大。第四点，在实际应用过程中，一般不会选择居中的方式设置抗侧力墙体，直接导致在其两侧的框架柱承载的荷载不均匀，因此在施工中具体应用时，如果工程对洞口、门窗没有什么特殊的要求，可以选择居中方式设置。
总结：
通过以上对钢框架装配式混凝土抗侧力墙板结构受力性能分析，在施工安装时，抗侧力墙体承担的竖向荷载很小，拧紧了的取值也很小，在使用过程中，由于墙体整体宽度增加，其在竖向的荷载分担开始降低，但是抗侧力墙体在荷载开始增加，在使用的时候，在中间布置抗侧力墙体，这样两侧的框架柱受力分布不均匀，因此在实践工程应用中，如果工程对窗户洞口没有特别的要求，那么就可以在中间布置抗侧力墙体，确保整体的受力安全。