矮墻效應帶邊框開豎縫鋼筋混凝土低矮墻的抗震性能

為了改善底層框架砌體房屋的抗震性能，根據(jù)震害經(jīng)驗總結，在底層設置一定數(shù)量的抗震墻，使結構側向剛度沿高度分布相對較為均勻。在實際工程中，其鋼筋混凝土抗震墻的高寬比往往小于1.0，一般稱之為低矮抗震墻。

低矮抗震墻是以受剪為主，其破壞形式為剪切破壞。為了改善低矮抗震墻的性能，研究人員采用了不同的處理方法：有的對結構中的低矮墻提出了開豎縫方案，將低矮墻板變?yōu)橐唤M墻板柱，使其由受剪破壞狀態(tài)變?yōu)槭軓澕羝茐臓顟B(tài)，提高了墻體的變形能力和耗能能力，但剛度和承載能力降低較多。另有學者提出在混凝土墻板上開縫槽的方案，且允許墻板縱橫向鋼筋穿過，開縫槽墻的初始剛度和承載能力與整體墻相比降低不多，但其破壞形態(tài)仍為剪切破壞，其變形能力和耗能能力雖較整體墻有所提高，但與開豎縫墻相比就差得比較多 。

矮墻效應對比模型試驗

圍繞改善這種帶邊框低矮墻的抗震性能，研究人員進行了大量試驗研究及理論分析，旨在使改善性能后的墻體既具有較好的變形和耗能能力，又具有較大的剛度和承載能力。

為了解整體低矮抗震墻和開豎縫低矮抗震墻的性能，制作了五個試件，其中一個為整體墻，四個為開豎縫墻。為了研究開豎縫墻中的墻板柱高寬比的變化對墻體抗震性能的影響，開豎縫墻又分為中間開一道豎縫和開兩道豎縫，所有開豎縫試件中的水平鋼筋均在豎縫處斷開，并在豎縫的兩側各設置暗柱。開豎縫墻在豎縫處的處理方式又分為兩種：一種為在豎縫中預先放置兩塊預制的15mm厚的水泥砂漿板條，然后再澆筑混凝土；另一種是直接澆筑混凝土，使之成為僅水平鋼筋斷開的整體混凝土墻板。五個試件的邊框尺寸和配筋均相同。

矮墻效應抗震性能

（1）在帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻上開豎縫至梁底，并在豎縫處放置預制的隔板，使帶邊框的低矮墻分成兩個或三個高寬比大于1.5的墻板單元，可以大大改善帶邊框低矮墻的抗震性能，其彈性剛度和極限承載能力與整體低矮墻相比降低不多，但變形和耗能能力大為提高。五個模型試驗的滯回曲線如圖《模型試驗的滯回曲線》所示。

（2）從墻體的對比試驗結果可以看出，在豎縫處放入兩塊砂漿板的墻體抗震性能優(yōu)于僅斷開水平鋼筋的整澆混凝土墻體。因此，在豎縫處放置兩塊預制的隔板是必要的措施。隔板寬度可與混凝土墻的厚度相同，其厚度可采用40～50mm。為增強隔板的剛性，可采用預制混凝土板條，并在內部配制φ6網(wǎng)狀鋼筋。

（3）開豎縫墻的豎縫兩側應設置暗柱。暗柱對豎縫兩側的混凝土裂縫的形成和開展有一定的限制作用，同時暗柱能夠提高墻板單元的承載能力和極限變形能力。暗柱的截面范圍為1.5~2.0倍的墻體厚度，其縱向配筋宜采用4φ16但不應小于4φ14，暗柱宜采用封閉箍筋，箍筋可采用φ8，最大箍筋間距不宜大于200mm，在暗柱的上、下兩端應適當加密。

（4）帶邊框開豎縫低矮墻的邊框柱的縱筋和箍筋對墻體的極限承載能力和變形能力有很大影響，其邊框柱的配筋不應小于無鋼筋混凝土抗震墻的框架柱的配筋要求。

（5）帶邊框開豎縫低矮墻的邊框梁，在豎縫對應部位將受到因豎縫作用引起的附加剪力，應在豎縫兩側1.0~1.5倍梁高范圍內將箍筋加密，其箍筋間距不應大于100mm。

（6）從所進行的開一道和兩道豎縫的試驗結果來看，對整體墻抗震性能的改善基本相同，從改善帶邊框低矮墻的抗震性能、提高變形和耗能能力的效果出發(fā)，建議開豎縫墻的墻板單元的高度比不應小于1.5，但也不宜大于2.5 。

以下三種情況應考慮“矮墻效應”。

（1）高寬比小于3的墻。

（2）底部為框架磚房的混凝土剪力墻，上部為砌體，混凝土部分的高寬比很容易小于3，形成抗震很不利的“矮墻”。

（3）框支結構中，落地墻在框支層剪力較大，按剪跨比計算也可能出現(xiàn)剪切破壞的矮墻效應，為了保證抗震墻在大震時的受剪承載力，只考慮有拉筋約束部分（邊緣構件）的混凝土受剪承載力。當然如果在墻肢邊緣構件以外部位的兩排鋼筋間設置直徑不小于8mm，間距不大于400mm的拉接筋，則抗震墻受剪驗算可計入混凝土的受剪作用 。

（1）提高墻肢延性，避免脆性破壞。剪力墻結構中，若墻肢的長度過長，其墻肢的高寬比(總高度/總寬度)有可能小于3，高寬比小于3的墻肢在地震作用下的破壞形態(tài)為剪切破壞，類似短柱屬脆性破壞，稱為矮墻效應。這類墻肢的延性差，于抗震不利。細高的剪力墻（高長比大于3）容易設計成彎曲破壞或彎剪型的延性剪力墻，從而可避免脆性的剪切破壞。

（2）避免單片剪力墻承擔的水平剪力過大。結構整體計算中這類墻肢承受了很大的樓層剪力，而其他小的墻肢承受的剪力很小，一旦地震特別是超烈度地震時，這類墻肢容易首先遭到破壞，而小的墻肢又無足夠配筋，承載能力很小，使整個結構可能形成各個擊破，致使房屋倒塌 。

通常避免設計出矮墻的技術措施主要是：可在剪力墻中開豎向縫或開結構洞，宜采用跨高比大于6的弱連梁，使每個墻肢成為高寬比大于3的墻，以提高其延性 。2100433B

壁效應是指各類化工設備器壁的影響。這種影響主要是指靠近器壁的空間結構與其他部分有很大差別，器壁處的流動狀況、傳質、傳熱狀況與主流體中也有很大差別。當采用實驗規(guī)模的小型設備研究傳質、傳熱、反應的規(guī)律時，器壁的影響遠比大型設備為大。

壁效應可根據(jù)對象分為：岸壁效應、斜壁效應、端壁效應、附壁效應等，其中岸壁效應最為常見。

磁效應主要有磁－力效應、磁聲效應、磁光效應、磁熱效應和磁電效應以及它們的逆效應。

電流的磁效應

1. 何謂電流的磁效應？

a. 電流的磁效應（動電會產(chǎn)生磁）：奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導線，都可以在其周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應。

b. 非磁性金屬通以電流，卻可產(chǎn)生磁場，其效果與磁鐵建立的磁場相同。

2. 通有電流的長直導線周圍產(chǎn)生的磁場。

a. 在通電流的長直導線周圍，會有磁場產(chǎn)生，其磁力線的形狀為以導線為圓心一封閉的同心圓，且磁場的方向與電流的方向互相垂直。

b.安培定律：通有電流的長直導線周圍所建立的磁場強弱，和導線上的電流大小成正比，和導線間的距離成反比。

c. 磁場（或磁力線）的方向：可由右手螺旋定則來決定。

2. 電流方向：右手握住導線，大拇指指向電流的方向。

3. 磁場（或磁力線）方向：四指所指的方向。

4. 載流螺線管產(chǎn)生的磁場

a. 螺線形線圈相當于數(shù)十個圓盤形薄磁鐵之N極與S極頭尾相連所形成的磁場，就好像一個長圓柱形磁鐵所造成的磁場。

b. 通有電流的螺線形線圈繞得愈緊密，也就是說單位長度內的匝

數(shù)愈多，則軸心處的磁場愈強。

c. 螺線形線圈磁場方向的判定【右手螺旋定則變化】：以右手握住線圈，四指彎曲指向電流方向，大拇指所指的方向即為線圈N 極的一端，也就是線圈內磁力線的方向。

d. 在線圈內部，磁力線的方向是由S極指向N極，離開線圈後，磁力線的方向是由N極指向S極。

e. 圈內磁場較圈外強。

5. 電磁鐵的原理

a. 將鐵釘（或軟鐵）插入一螺線形線圈內部，則當線圈通有電流時，線圈內部的磁場將使鐵釘磁化，具有磁性。

b. 鐵釘磁化後所生成的磁場，加上原有線圈內的磁場，使得總磁場強度大為增強。

c. 當電流切斷時，線圈及鐵釘?shù)拇判噪S即消失，利用這種方式得到的磁鐵，稱為電磁鐵。

d. 增強螺線管線圈磁場方法【1】增加單位圈數(shù)【2】增強線圈電流【3】放入軟磁鐵

6. 電磁鐵的特性

a. 可藉增大電流及增加線圈數(shù)，使其磁力遠大于天然磁鐵。可以吊運巨大的鋼板或廢棄汽車。安培計、伏特計中也有電磁鐵。

b. 通電產(chǎn)生磁性，電流停止則磁性消失，可隨意改變大小和方向，用起來比永久磁鐵方便。

磁效應構造

1.線圈（電樞）和鐵芯：以細漆包線在鐵芯外部纏繞成線圈，以線圈連接轉軸可以自由轉動。此為電磁鐵。

2.場磁鐵：為永久磁鐵，置于線圈外圍。

3.集電環(huán)（半圓形金屬環(huán)）：漆包線兩端引線各連接在兩個緊貼轉軸的半圓形金屬環(huán)上。

4.電刷：與集電環(huán)微微接觸，電源提供的電流由電刷輸入或自線圈輸出。

磁效應原理

1.直流電源流入電磁鐵的線圈中，電磁鐵產(chǎn)生磁場，并與場磁鐵的磁場產(chǎn)生排斥。

2.每轉180度，因半圓形金屬環(huán)跳至另一個電刷，電流方向改變，線圈極性隨之改變，使電磁鐵與外圍磁場始終保持，排斥狀態(tài)，才能讓線圈持續(xù)轉動。 在磁場中受力作用轉動。

震磁效應是由于某些物質有壓磁效應或磁致伸縮現(xiàn)象，從而，認為不僅大地震發(fā)生后會在局部地區(qū)出現(xiàn)地磁場的變化，而且在大地震發(fā)生前，由于物質遭受不同的擠壓或不同的溫度影響，也會使物質的磁性發(fā)生變化并反映為局部地磁場異常變化。

因此，利用這種變化有可能預測大地震。還有人認為地震的孕育、發(fā)生和發(fā)展與局部地磁場的變化是有聯(lián)系的，并將這種聯(lián)系統(tǒng)稱為震磁效應。為了利用震磁效應必須消除外空電流體系變化對地磁場的影響，大多利用兩個或兩個以上地磁臺（按不同的磁經(jīng)或磁緯選?。┵Y料相減的辦法，來提取震磁效應的“信息” ，進行分析預報地震。