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關(guān)于“嵌固層〞和“嵌固部位〞問題

關(guān)于結(jié)構(gòu)底部嵌固層及上部結(jié)構(gòu)嵌固端的剛度比問題,不少網(wǎng)友沒鬧明白1)《高規(guī)》第3.5.2條第2款中“對結(jié)構(gòu)底部嵌固層,該比值不宜小于1.5〞;2)《高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定“地下一層與首層的側(cè)向剛度比不宜小于2〞。

這兩條規(guī)定不矛盾,1)指的是,首層與二層的側(cè)向剛度比(當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時),2)指的是地下一層與上部結(jié)構(gòu)首層的比值。

《高規(guī)》第3.5.2條第2款的規(guī)定,較適合于上部結(jié)構(gòu)的嵌固端為絕對嵌固(不帶地下室,將地下室頂板標(biāo)高確定為嵌固端,嵌固端的水平位移、豎向位移和轉(zhuǎn)角均為零)的計算模型。

關(guān)于2)條中比值2的限值合理性問題,可查閱《筏基規(guī)范》及我的新抗規(guī)書。

我們事務(wù)所一般做法:計算時取基礎(chǔ)頂面做結(jié)構(gòu)計算嵌固端,構(gòu)造上滿足首層結(jié)構(gòu)嵌固;約束邊緣構(gòu)件從負(fù)一層開始設(shè)置。而現(xiàn)新抗規(guī)及新高規(guī)都明確規(guī)定:

《抗規(guī)》6.1.10.3款;《高規(guī)》7.1.4.3款

1、規(guī)范6.1.14條1、3、4款為滿足結(jié)構(gòu)首層嵌固的強(qiáng)度要求;第2款為剛度要求,整個條文說明均為滿足強(qiáng)度要求的解釋而無關(guān)于剛度比取2的相關(guān)解釋;

2、高規(guī)5.3.7條規(guī)定剛度比計算按附錄E.0.1條計算,即按等效剪切剛度比進(jìn)行計算;相關(guān)范圍的規(guī)定(抗規(guī)不超過20米、高規(guī)不超過三跨,不統(tǒng)一)有待商榷(高層、超高層基地剪力相差很大,對首層傳遞影響應(yīng)當(dāng)不同);

3、條文解釋說明:整個結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)在首層以上部位出現(xiàn)塑性鉸,地下一層不應(yīng)屈服;實際上當(dāng)?shù)叵乱粚硬磺r地下室各層均不會出現(xiàn)屈服;

從以上可以看出規(guī)范6.1.14條所說的嵌固端應(yīng)當(dāng)為抗震設(shè)計中概念設(shè)計的嵌固端即為出現(xiàn)塑性鉸分布的下端,而并非結(jié)構(gòu)力學(xué)計算的嵌固端。

?因此應(yīng)將規(guī)范中的嵌固端區(qū)分為計算嵌固端與構(gòu)造(概念設(shè)計)嵌固端;若將計算嵌固端選取在首層則會造成結(jié)構(gòu)剛度偏大;

?計算時取基礎(chǔ)頂面作為結(jié)構(gòu)力學(xué)的計算嵌固端,地下室頂板即首層作為構(gòu)造嵌固端并滿足抗規(guī)6.1.14條的所有強(qiáng)度要求;

?底部加強(qiáng)區(qū)應(yīng)從地下室一層開始設(shè)置,無須滿足《抗規(guī)》6.1.10.3款及《高規(guī)》7.1.4.3款規(guī)定的底部加強(qiáng)區(qū)延伸至基礎(chǔ)頂面;

無論計算嵌固端選取在任何位置,由于地下室周邊有很大的剛度的側(cè)墻并受周邊巖土的約束,在地震作用下其側(cè)向位移受到限制,所以地下室對高層建筑上部結(jié)構(gòu)的嵌固效果是客觀存在的,上部結(jié)構(gòu)的水平地震作用要通過地下室頂板進(jìn)行傳遞也是必然的,高層建筑地下室頂板即首層樓板必需具有較強(qiáng)的整體性和剛度,可將高層建筑的水平地震作用有效的傳遞到地下室周邊巖土中去;通過相關(guān)計算分析可知塔樓一定范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)(純地下室框架)水平剪力遞減較快,但依舊存在一定的內(nèi)力,而實際工程中經(jīng)常會出現(xiàn)塔樓與室外頂板有較大的高差,如下圖所示:

實際工程狀況解決方法一:

將高差分成幾個較小的高差,并在高差處設(shè)置較寬的梁,加強(qiáng)該梁的抗扭能力解決方法二:

通過在上下梁板端采取加腋方式

關(guān)于構(gòu)件的計算長度系數(shù)問題

構(gòu)件的計算長度等于計算長度系數(shù)乘以桿件長度,要注意程序計算長度系數(shù)的定義,一般狀況下,桿件被分割的計算點越多,則計算長度系數(shù)越大。應(yīng)注意:影響構(gòu)件計算長度的因素好多,程序?qū)Ψ彪s狀況下構(gòu)件計算長度的計算確鑿性較差,因此,應(yīng)注意對繁雜問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?,對于多層通高的柱子或有多個計算點分割的構(gòu)件,應(yīng)特別注意核算計算長度系數(shù)。

關(guān)于高大女兒墻的設(shè)計計算問題

對高度較大的女兒墻,應(yīng)注意其平面外受力問題、防倒塌問題等,對于特別高大的女兒墻應(yīng)設(shè)置扶壁柱,或扶壁框架。主體結(jié)構(gòu)計算時應(yīng)考慮高大女兒墻的風(fēng)荷載及地震作用,滿足承載能力極限狀態(tài)要求,對墻平面外的變形可適當(dāng)放寬,以不倒塌為原則。對高大女兒墻,有條件時應(yīng)盡量采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板,以獲取較大的整體性并提高防倒塌能力,對混凝土墻板應(yīng)采取設(shè)置溫度縫等防裂措施。

關(guān)于坡地建筑設(shè)計問題

對坡地建筑應(yīng)特別注意其扭轉(zhuǎn)問題,即使建筑平面均勻?qū)ΨQ,但坡地對結(jié)構(gòu)的約束高度不同以及擋土墻的剛度不同等,加大了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。

目前,對坡地建筑主要是通過營造局部平地環(huán)境消除坡地對建筑物的影響,就是在建筑物的迎坡面設(shè)置永久性擋土墻,將坡地與建筑物脫開,避免結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。對未經(jīng)“營造局部平地環(huán)境〞處理的坡地建筑,目前尚沒有很好的計算方法,一般采用包絡(luò)設(shè)計的方法來估算坡地建筑的扭轉(zhuǎn)。

建議,對坡地建筑應(yīng)通過營造局部平地環(huán)境消除坡地對建筑物的影響,不應(yīng)在坡地上直接建造高層建筑,對坡地上的多層建筑,可采用包絡(luò)設(shè)計的方法估算坡地對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響。

關(guān)于“樓層位移比〞和“層間位移角〞問題

常有人問起“樓層位移比〞和“層間位移角〞的相關(guān)問題,此處一并答復(fù):

1、“樓層位移比〞

1)定義——“樓層位移比〞指:樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)與樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的比值;

2)目的——限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn);

3)計算要求——規(guī)定水平地震力作用下,考慮偶然偏心(注意:不考慮雙向地震)。2、“層間位移角〞

1)定義——按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比;2)目的——控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度;

3)計算要求——不考慮偶然偏心,不考慮雙向地震。3、綜合說明:

1)現(xiàn)行規(guī)范通過兩個途徑實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)和側(cè)向剛度的控制,即通過對“扭轉(zhuǎn)位移比〞的控制,達(dá)到限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的目的;通過對“層間位移角〞的控制,達(dá)到限制結(jié)構(gòu)最小側(cè)向剛度的目的。

2)對“層間位移角〞的限制是宏觀的?!皩娱g位移角〞計算時只需考慮結(jié)構(gòu)自身的扭轉(zhuǎn)藕聯(lián),無需考慮偶然偏心及雙向地震。

3)雙向地震作用計算,本質(zhì)是對抗側(cè)力構(gòu)件承載力的一種放大,屬于承載能力計算范疇,不涉及對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)控制的判別和對結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大小的判斷。

4)常有單位要求按雙向地震作用計算控制“扭轉(zhuǎn)位移比〞和“層間位移角〞,這是沒有依據(jù)的。但對特別重要或特別繁雜的結(jié)構(gòu),作為一種高于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的性能設(shè)計要求也有它一定的合理性。

4、相關(guān)索引

1)XX省房屋建筑工程抗震設(shè)防審查細(xì)則第5.1.3條規(guī)定:先計算在剛性樓板、偶然偏心狀況下的扭轉(zhuǎn)位移比,當(dāng)扭轉(zhuǎn)位移比大于等于1.2時,分別按偶然偏心和雙向地震計算,再取最不利的扭轉(zhuǎn)位移比進(jìn)行扭轉(zhuǎn)不規(guī)則判別。(博主提醒:請注意,這是很嚴(yán)格的要求)。

2)繁雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(徐培福主編)第195頁,圖7.1.7,先按不考慮偶然偏心計算扭轉(zhuǎn)位移比,根據(jù)計算結(jié)果分兩種狀況分別計算,一是,當(dāng)扭轉(zhuǎn)位移比小于1.2時,按偶然偏心計算;二是,當(dāng)扭轉(zhuǎn)位移比大于等于1.2時,按雙向地震計算。再根據(jù)兩次計算結(jié)果取不利狀況對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則進(jìn)行判別。(博主提醒:請注意,這里對采用雙向地震的判別是比1)放松大量,注意,這里的規(guī)定都是對繁雜高層建筑而言的,對一般工程,原則上不需要進(jìn)行這樣嚴(yán)格的判別)。

全國統(tǒng)一措施:

關(guān)于雙向地震的相關(guān)問題

最近有網(wǎng)友提出關(guān)于雙向地震的相關(guān)問題,此處一并回復(fù):1、一般狀況下,先考慮偶然偏心計算;

1)當(dāng)為“質(zhì)量和剛度明顯不對稱的結(jié)構(gòu)〞(可按:一般結(jié)構(gòu)位移比不小于1.4、繁雜結(jié)構(gòu)不小于1.3把握)時,再撥開考慮雙向地震開關(guān);

2)當(dāng)不為上述1)狀況時,直接采用偶然偏心的計算結(jié)果。

2、對“質(zhì)量和剛度明顯不對稱的結(jié)構(gòu)〞可按取偶然偏心和雙向地震兩次計算結(jié)構(gòu)的較大值。3、彈性層間位移角,規(guī)范要求進(jìn)行宏觀控制,實際工程中應(yīng)根據(jù)工程的具體狀況,靈活把握。

省高規(guī):

廣東省院高層住宅統(tǒng)一措施:

關(guān)于連梁剛度折減的相關(guān)問題

抗規(guī)6.2.13條文說明:2計算地震內(nèi)力時,抗震墻連梁剛度可折減;計算位移時,連梁剛度可不折減??拐饓Φ倪B梁剛度折減后,如部分連梁尚不能滿足剪壓比限值,可采用雙連梁、多連梁的布置,還可按剪壓比要求降低連梁剪力設(shè)計值及彎矩,并相應(yīng)調(diào)整抗震墻的墻肢內(nèi)力。

抗規(guī)6.2.13條:2抗震墻地震內(nèi)力計算時,連梁的剛度可折減,折減系數(shù)不宜小于0.50。廣東省院高層住宅統(tǒng)一措施:

1,重力荷載、風(fēng)荷載作用效應(yīng)計算不宜考慮連梁剛度折減。

2,地震作用效應(yīng)組合工況,均可按考慮連梁剛度折減后計算的地震作用效應(yīng)參與組合。(效應(yīng)含位移和內(nèi)力,二者宜取一致的折減系數(shù))

3,設(shè)防烈度低時可少折減一些(6、7度時可取0.7),設(shè)防烈度高時可多折減一些(8、9度時可取0.5)。折減系數(shù)不宜小于0.5

連梁剛度折減的問題

經(jīng)驗算,剪力墻結(jié)構(gòu)30層,折減0.5、0.7和不折減,周期位移相差很小。折減0.5:周期:2.7940位移角:1/860;折減0.7:周期:2.7932位移角:1/858;不折減:周期:2.7924位移角:1/857。

定義為連梁,剛度折減,定義為框架梁剛度放大,兩者相對值更大。問題1:計算位移時,連梁剛度不折減;問題2:計算內(nèi)力及配筋時,連梁剛度折減;問題3:PKPM連梁梁端彎矩不調(diào)幅;

問題4:程序自動識別為連梁后,計算剛度時不折減;

問題5:程序自動識別為連梁后,計算內(nèi)力及配筋時,連梁剛度折減;

問題6:程序識別為連梁后,pkpm梁端彎矩不調(diào)幅;當(dāng)程序沒有識別為連梁時,框架梁梁端彎矩調(diào)幅;注:計算時至少需要兩個模型,一個模型連梁剛度折減系數(shù)設(shè)置為1.0,用于計算位移;另一個模型連梁剛度折減系數(shù)設(shè)置為0.5-1.0,用于計算內(nèi)力及配筋。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2023第6.2.13-2:抗震墻地震內(nèi)力計算時,連梁的剛度可折減,折減系數(shù)不宜小于0.50。

其條文說明:計算地震內(nèi)力時,抗震墻連梁剛度可折減;計算位移時,連梁剛度可不折減。

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2023第5.2.1:高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用組合效應(yīng)計算時,可對剪力墻連梁剛度予以折減,折減系數(shù)不宜小于0.5。

其條文說明:本次修訂進(jìn)一步明確了僅在計算地震作用效應(yīng)時可以對連梁剛度進(jìn)行折減,對如重力荷載、風(fēng)荷載作用效應(yīng)計算不宜考慮連梁剛度折減。從以上規(guī)范規(guī)定得出以下兩點:

1.連梁剛度折減僅用于計算地震作用效應(yīng),重力荷載、風(fēng)荷載不考慮連梁剛度折減;2.計算位移時,連梁剛度不折減。

目前PKPM2023版本《SATWE用戶手冊》P31:指定該折減系數(shù)(連梁剛度折減系數(shù))后,程序在計算時只在集成地震作用計算剛度陣時進(jìn)行折減,豎向荷載和風(fēng)荷載計算時連梁剛度不予折減。我拿PKPM2023做了試驗,得出以下結(jié)論:

1.PKPM2023對于用開洞方式建模的連梁,僅對地震作用效應(yīng)折減,重力荷載、風(fēng)荷載沒有考慮連梁剛度折減;對于用框架梁建模方式建立的連梁(跨高比小于5),對所有組合(地震、重力荷載、風(fēng)),均考慮了連梁剛度折減。

2.對于以上兩種建模方式,程序在計算層間位移角時,是考慮連梁剛度折減。

全國技術(shù)措施:

亂的很,有空時重寫這個話題,好多計算沒必要且錯誤……(2023.4.8)

最近在做幾個短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計,應(yīng)用SATWE時發(fā)現(xiàn):依照框架梁輸入的梁(跨高比大于5)在軟件里有部分被認(rèn)為“連梁〞,其實連梁也罷了,但是其剛度和框架梁的截然不同。假使依照連梁計算,則因剛度折減,整體剛度偏柔,周期及位移較大;若按框架梁計算,剛度較大。

一般狀況下依照“高規(guī)〞的條文說明及某些手冊的指導(dǎo),連梁剛度要考慮開裂后的折減(塑性階段),系數(shù)一般為0.5~0.8.;但是依照框架梁的翼緣剛度放大作用,梁剛度要予以放大1.5~2.0(甚至應(yīng)更大)。于是在這里產(chǎn)生了一個矛盾:梁的剛度是放大還是折減?

跨高比小于5的連梁,豎向荷載下的彎矩很小,水平荷載作用下剪切變形敏感。

個人認(rèn)為:是不是所謂“連梁〞,不能簡單的從跨高比一項考慮,應(yīng)當(dāng)看其在整個體系中起到什么作用,“主要承受水平荷載的為連粱,主要承受豎向荷載的話就是框架粱〞。但是,一套結(jié)構(gòu)體系的建立是需要假設(shè)前提的,或者說建模的過程需要預(yù)定義,我覺得可以用“跨高比6〞來劃界。

解決這個疑問后,自然不用管軟件怎么劃分,自己認(rèn)為是“連梁〞則剛度折減,是框架梁則剛度放大,可能需要手工修改軟件的參數(shù)。

再一個更重要的問題:連梁剛度折減系數(shù)該為多少?

注意:不是滿足框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的位移要求,假使要滿足框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的位移標(biāo)準(zhǔn),則結(jié)構(gòu)體系變?yōu)榭蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.結(jié)構(gòu)分析計算中除應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)計算外還應(yīng)考慮剪力墻與框架的協(xié)同工作。

注意:規(guī)范雖未明確要按純框架結(jié)構(gòu)計算,但對這一特別的框架結(jié)構(gòu),現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的所有要求(承載力要求、彈性變形限值要求、彈塑性變形限值要求等)均應(yīng)滿足,因此,按純框架結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行設(shè)計計算是必需的,同時還明確對這類框架結(jié)構(gòu)應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)和按框架與剪力墻協(xié)同工作(即按框架-剪力墻結(jié)構(gòu))分別計算,包絡(luò)設(shè)計的必要性。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)問題

規(guī)范的本條規(guī)定尚未明確的問題有:1.對布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)的定量把握

布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)與剪力墻較少的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在定量上無明確的界限,如在結(jié)構(gòu)位移僅能滿足框架結(jié)構(gòu)限值要求的前提下,可將框架和剪力墻協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)描述為“配置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)〞,而當(dāng)結(jié)構(gòu)位移滿足框架-剪力墻結(jié)構(gòu)限值要求的前提下,又可將框架和剪力墻協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)描述為“框架-剪力墻結(jié)構(gòu)〞。對結(jié)構(gòu)體系的定性把握的搖擺性加大了結(jié)構(gòu)設(shè)計中對結(jié)構(gòu)體系描述的隨意性。2.布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)其適用高度規(guī)范未予以明確,加大了結(jié)構(gòu)設(shè)計中的把握難度。3.規(guī)范規(guī)定了考慮剪力墻與框架的協(xié)同工作原則,但未明確對剪力墻和框架的具體設(shè)計方法。三、設(shè)計建議

為在結(jié)構(gòu)設(shè)計中更好地把握規(guī)范,筆者提出以下設(shè)計建議供參考。1.對少量剪力墻的定量把握原則

建議當(dāng)框架的傾覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部傾覆力矩的75%時,可將其確定為配置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu),相關(guān)結(jié)構(gòu)的傾覆力矩比要求見表1。

結(jié)構(gòu)體系與框架傾覆力矩比(/)的關(guān)系表1

結(jié)構(gòu)體系框架傾覆力矩比/≤0.50.75>/>0.5少量剪力墻的框架/≥0.75對結(jié)構(gòu)體系的影響程度框架部分的抗震等級及柱軸壓比按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架確定框架部分的抗震等級及柱軸壓比按純框架結(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu)的最大適用高度可按配置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)確定框架-剪力墻2.布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)的最大適用高度

建議對布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)的最大適用高度可比框架結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)提高,提高幅度不超過20%(注意:是在框架結(jié)構(gòu)最大適用高度的基礎(chǔ)上,增加框架-剪力墻結(jié)構(gòu)最大適用高度與框架結(jié)構(gòu)最大適用高度差值的20%,而不能將框架結(jié)構(gòu)的最大適用高度直接放大20%)。3.框架的設(shè)計原則

1)框架結(jié)構(gòu)按純框架結(jié)構(gòu)(不計入剪力墻)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)分別計算,包絡(luò)設(shè)計。

2)框架的抗震等級按純框架結(jié)構(gòu)確定,對房屋的適用高度超出框架結(jié)構(gòu)的最大適用高度(在上述2的范圍內(nèi))時,可比最大適用高度的框架結(jié)構(gòu)的抗震等級提高一級,已為一級的則采取比一級更更強(qiáng)的抗震措施(采取比一級強(qiáng),比特一級低的抗震措施,如采取比一級提高20%(參考上述2的原則確定)的加強(qiáng)措施)。

4.剪力墻的設(shè)計原則

由于規(guī)范未明確布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)的計算原則,此處列出三種對此類結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法供結(jié)構(gòu)設(shè)計者選擇:

1)全包絡(luò)設(shè)計原則

對剪力墻按框架-剪力墻協(xié)同工作(即按框架-剪力墻結(jié)構(gòu))計算,取相應(yīng)計算結(jié)果配筋設(shè)計;剪力墻的抗震等級按框架-剪力墻確定。

上述方法是施工圖審查單位常提出的設(shè)計要求,其理由是:規(guī)范要求考慮剪力墻與框架的協(xié)同工作(但未明確要求對框架和剪力墻均進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計)。2)剪力墻構(gòu)造

對剪力墻按框架-剪力墻協(xié)同工作(即按框架-剪力墻結(jié)構(gòu))計算,剪力墻的抗震等級取四級,剪力墻則按構(gòu)造配筋設(shè)計。

設(shè)計理由:設(shè)置剪力墻的根本目的是控制框架結(jié)構(gòu)的彈性位移值,并使其滿足規(guī)范對框架結(jié)構(gòu)彈性位移限值的要求,不考慮剪力墻的承載能力要求,因此剪力墻在滿足豎向承載力要求的前提下可構(gòu)造設(shè)置。3)剪力墻按現(xiàn)有截面的最大設(shè)計

對剪力墻按框架-剪力墻協(xié)同工作(即按框架-剪力墻結(jié)構(gòu))計算,剪力墻的抗震等級按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)確定,剪力墻配筋按計算要求,當(dāng)剪力墻計算超筋時,在滿足強(qiáng)剪弱彎的前提下按截面的最大配筋率配筋設(shè)計。

設(shè)計理由:設(shè)置剪力墻的根本目的是控制框架結(jié)構(gòu)的彈性位移值,使其滿足規(guī)范對框架結(jié)構(gòu)彈性位移限值的要求,可有條件(在剪力墻能承受的范圍內(nèi))考慮剪力墻的承載能力要求,因此剪力墻的可按其最大承載力要求配筋。4.特別建議

由于布置少量剪力墻的框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計原則及具體設(shè)計中存在諸多不確定因素,給結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工圖審查帶來相當(dāng)?shù)睦щy,筆者建議,結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免采用,盡可能采用概念明了、便于操作且抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)必需采用時,應(yīng)提前與施工圖審查單位溝通,以利于設(shè)計順利進(jìn)行,避免返工。

連梁超筋處理(建筑結(jié)構(gòu).技術(shù)通訊2023.3)

(注意:本文上傳過程圖形及符號有丟失,請核對原文)

剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁及框筒結(jié)構(gòu)中的裙梁一般較易出現(xiàn)超筋超限現(xiàn)象,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?。剪力墻連梁超筋、超限時,可根據(jù)“混凝土高規(guī)〞第7.2.25條的相關(guān)規(guī)定,作如下處理:一、對連梁的計算處理

1.連梁調(diào)幅處理(計算結(jié)果①)

抗震設(shè)計剪力墻中連梁的彎矩和剪力可進(jìn)行塑性調(diào)幅,以降低其剪力設(shè)計值。但在結(jié)構(gòu)計算中已對連梁進(jìn)行了剛度折減的連梁,其調(diào)幅范圍應(yīng)限制或不再調(diào)幅。當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計值后,其余部位的連梁和墻肢的彎矩應(yīng)相應(yīng)加大。

一般狀況下,經(jīng)全部調(diào)幅(包括計算中連梁剛度折減和對計算結(jié)果的后期調(diào)幅)后的彎矩設(shè)計值不小于調(diào)幅前(完全彈性)的0.8倍(6、7度)和0.5倍(8、9度)。2.連梁的鉸接處理(計算結(jié)果②)

當(dāng)連梁的破壞對承受豎向荷載無明顯影響(即連梁不作為次梁的支承梁)時,可假定該連梁在大震下的破壞,對剪力墻按獨立墻肢進(jìn)行其次次多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析(為減小結(jié)構(gòu)計算工作量可將連梁按兩端鉸接梁計算),墻肢應(yīng)按兩次計算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋設(shè)計(一般狀況下,連梁鉸接處理后,墻的計算結(jié)果較大),以保證墻肢的安全。3.對超筋連梁的計算處理(計算結(jié)果③)

剪力墻的連梁考慮剛度折減后,當(dāng)部分連梁仍不能滿足規(guī)范剪壓比()限值時,減小連梁截面,此時連梁計算可能仍有超筋,但其計算剪力V2已不大于原有截面的最大受剪承載力[V1],即V2≤[V1],滿足本規(guī)程第6.2.6條的要求。

4.連梁計算處理后的狀況分析

1)狀況一:連梁調(diào)幅處理(計算結(jié)果①)后,計算結(jié)果滿足規(guī)范要求;

2)狀況二:對連梁進(jìn)行計算處理后(計算結(jié)果③),連梁不再有超筋現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)的層間位移仍能滿足規(guī)范要求,即層間彈性位移角符合表4.6.3要求;

3)狀況三:對連梁進(jìn)行計算處理后(計算結(jié)果②),連梁不再有超筋現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)的層間位移仍能滿足規(guī)范要求,即層間彈性位移角符合表4.6.3要求;

4)狀況四:對連梁進(jìn)行計算處理后(計算結(jié)果③),連梁仍有超筋現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移不能滿足規(guī)范要求,即層間位移角已不符合表4.6.3要求,且確無其他手段加大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,結(jié)構(gòu)設(shè)計中仍需采用原有連梁的構(gòu)件截面尺寸,以滿足結(jié)構(gòu)的層間彈性位移角要求。二、剪力墻的配筋設(shè)計

1.對狀況一:剪力墻可直接按計算結(jié)果①配筋。

2.對狀況二,剪力墻按最終計算的結(jié)果(結(jié)果③)配筋(此時,要求連梁取用小截面,即計算③所采用的截面)。

3.對狀況三,剪力墻應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計,配筋取計算結(jié)果①、②的較大值(此時,要求連梁取用小截面,即計算②所采用的截面)。

4.對狀況四,剪力墻應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計,配筋取計算結(jié)果①、③的較大值(此時,要求連梁取用實際截面,即計算①所采用的截面)。三、連梁的截面及配筋設(shè)計

1.對狀況一,連梁按計算結(jié)果①配筋。2.對狀況二,連梁按計算結(jié)果③配筋。

3.對狀況三,連梁按計算結(jié)果②配筋,同時應(yīng)采取措施確保計算中的鉸接連梁與剪力墻的真正“鉸接〞;當(dāng)對鉸接梁采用非“鉸接〞做法時,則應(yīng)按下述4設(shè)計。

4.對狀況四,連梁取實際截面,即計算結(jié)果①的截面,按V2及相應(yīng)彎矩M2計算連梁配筋,舉例如下:某連梁截面為250mmx600mm,該連梁所能承受的最大剪力(按“混凝土高規(guī)〞第6.2.6條計算,也可從電算結(jié)果的超筋信息中直接讀?。V1]=400kN,初次計算(對應(yīng)計算結(jié)果①)剪力為V=500kN>[V1],需調(diào)整計算。減小連梁的計算截面至250mmx450mm,此時連梁的計算剪力(對應(yīng)計算結(jié)果③)V2=380kN

===<677.4

(8)獨立基礎(chǔ)的配筋設(shè)計

計算柱邊緣截面基礎(chǔ)底面的配筋(此處采用近似計算公式):①柱邊緣截面:②基礎(chǔ)變階處截面:

基礎(chǔ)底板的最小配筋率為0.15%,即

在基礎(chǔ)全寬度4m范圍內(nèi),配HRB400級鋼筋20@180(配筋面積為6982mm2>6541mm2>(可以)(9)防水板按無梁樓蓋設(shè)計已知,,,按公式(1)計算,

按表1的分派系數(shù)確定各截面的彎矩,計算防水板的配筋,計算結(jié)果見表3。

防水板各截面的彎矩及配筋表3

柱下板帶截面位置彎矩(kN.m)169.0133.1256.0256.092.2配筋(mm/m)5224117907902852跨中板帶彎矩(kN.m)20.5112.687.087.076.8配筋(mm/m)633482692692372邊支座截面負(fù)彎矩端跨跨中正彎矩第一內(nèi)支座截面負(fù)彎矩內(nèi)跨支座截面負(fù)彎矩跨中正彎矩防水板單位寬度的構(gòu)造配筋面積,柱下板帶底面配HRB400級鋼筋直徑12@140(>790,可),其余均按構(gòu)造配筋要求配HRB400級鋼筋直徑12@200(>可)。

4)獨立基礎(chǔ)和防水板的配筋可根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計的實際狀況,統(tǒng)一考慮,當(dāng)基礎(chǔ)底面和防水板的底面位于同一標(biāo)高時,可考慮將防水板鋼筋通長布置,獨立基礎(chǔ)下配筋不足部分用短鋼筋(附加鋼筋)配足,見圖9。

圖9獨立基礎(chǔ)和防水板底面標(biāo)高一致時的常用配筋做法

5)通過本例分析可以發(fā)現(xiàn),在獨基加防水板基礎(chǔ)中,獨立基礎(chǔ)和防水板不一定同時由一致的荷載效應(yīng)組合起控制作用,如:防水板常按水浮力控制的效應(yīng)組合設(shè)計(當(dāng)?shù)叵滤儎臃容^大時,水浮力的荷載分項系數(shù)按可變荷載考慮;當(dāng)?shù)叵滤儎臃容^小時,水浮力的荷載分項系數(shù)按永久荷載考慮),獨立基礎(chǔ)則按由永久荷載效應(yīng)控制的組合設(shè)計,兩者采用不同的荷載效應(yīng)設(shè)計值,而在獨立柱基的設(shè)計中又離不開防水板傳來的荷載,因此,在獨基加防水板基礎(chǔ)設(shè)計中,要嚴(yán)格分清荷載的不同效應(yīng)組合是有困難的,同時從工程設(shè)計角度看也無必要。從工程設(shè)計實際出發(fā),采用適當(dāng)?shù)陌j(luò)設(shè)計方法,其結(jié)果相差不大,故可按各自最不利狀況計算并簡化設(shè)計,可按以下要求,實現(xiàn)不同組合內(nèi)力之間的互換(近似計算):(1)考慮荷載效應(yīng)基本組合的內(nèi)力設(shè)計值,可近似取考慮荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力設(shè)計值的1.3倍;(2)考慮荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的內(nèi)力設(shè)計值,可近似取考慮荷載效應(yīng)基本組合內(nèi)力設(shè)計值的0.8倍;(3)進(jìn)行地基承載力驗算,若取用上部結(jié)構(gòu)考慮地震作用效應(yīng)的柱底內(nèi)力設(shè)計值時,應(yīng)將其除以1.25的系數(shù)后,再進(jìn)行地基反力特征值的驗算;

(4)進(jìn)行地基承載力驗算時,若取用上部結(jié)構(gòu)計算的柱底內(nèi)力設(shè)計值時,應(yīng)將其除以1.30的系數(shù)后,再進(jìn)行地基反力特征值的驗算;

(5)基礎(chǔ)設(shè)計時,可將地震作用的內(nèi)力乘以0.8后,采用非地震作用的設(shè)計計算公式。

6)通過本例計算可以發(fā)現(xiàn),在本例的特定條件下,考慮與不考慮防水板對獨立基礎(chǔ)內(nèi)力的影響,其計算彎矩的比值為1801.5/1534.5=1.17(在獨基變截面處為677.4/449.3=1.51),即計算結(jié)果相差17%(及51%),因此,當(dāng)?shù)叵滤惠^高時,不考慮防水板對獨立基礎(chǔ)的影響是不適合的,也是擔(dān)憂全的。7)本例地基承載力驗算過程略。關(guān)于地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫驗算問題

近來常有網(wǎng)友問起地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫驗算問題,現(xiàn)綜合回復(fù)如下:

1、有資料提出:地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以按塑性計算方法計算,且可以不驗算裂縫寬度。我認(rèn)為不妥,此做法可能在特定的條件(如地下水位很低或沒有地下水的狀況)下是可行的,但并不代表可以無條件推廣,其做法不符合規(guī)范的要求,還有待在實踐中加以檢驗。

2、建議:目前狀況下,應(yīng)驗算地下室構(gòu)件的裂縫寬度,可采用以下方法:

1)地下室構(gòu)件可適當(dāng)考慮塑性內(nèi)力重分布(調(diào)幅數(shù)值應(yīng)適當(dāng)減小,如控制在0.9左右等);

2)在構(gòu)

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