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規(guī)范對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)柱剪力調(diào)整的要求及實(shí)施辦法

2017-01-13 作者:石上清泉

  在一般的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中,框架剪力墻結(jié)構(gòu)綜合了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)受力方面的各自優(yōu)點(diǎn),將兩種結(jié)構(gòu)形式完美的結(jié)合在一起,滿足了建筑設(shè)計(jì)不同的空間要求。但框支剪力墻結(jié)構(gòu)作為框剪結(jié)構(gòu)的升級(jí)版,又使不同功能的建筑空間完美的組合在一起,給建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)造了更大的想象空間。
  帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu)的下部轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)的薄弱層部位,根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010第3.5.8要求:側(cè)向剛度變化、承載力變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)性不符合本規(guī)程第3.5.2、3.5.3、3.5.4條要求的樓層,其對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)乘以1.25的增大系數(shù)。為確保安全,保證框支柱有足夠的抗側(cè)能力及延性,遵循強(qiáng)剪弱彎的原則,規(guī)范規(guī)定對(duì)框支柱設(shè)計(jì)還要進(jìn)行地震剪力內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值的調(diào)整。

  對(duì)于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層以上部分水平力大體上按各片剪力墻的等效剛度比例分配,在轉(zhuǎn)換層以下,一般落地剪力墻的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于框支柱的剛度,落地剪力墻幾乎承受全部地震剪力,框支柱的剪力非常小??紤]到在實(shí)際工程中轉(zhuǎn)換層樓面會(huì)有顯著的面內(nèi)變形,從而使框支柱的剪力顯著增加。根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所等進(jìn)行的12層底層大空間剪力墻住宅模型試驗(yàn)表明:實(shí)測(cè)框支柱的剪力為按樓板剛度無(wú)限大假定計(jì)算值的6~8倍;且落地剪力墻出現(xiàn)裂縫后剛度下降,也導(dǎo)致框支柱剪力增加。所以規(guī)范按轉(zhuǎn)換層位置的不同以及框支柱數(shù)目的多少,對(duì)框支柱剪力的調(diào)整增大作了不同的規(guī)定。

  《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010中第10.2.17條規(guī)定如下: ?部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)框支柱承受的水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定采用:
    1 每層框支柱的數(shù)目不多于10根時(shí),當(dāng)?shù)撞靠蛑訛?~2層時(shí),每根柱所受的剪力應(yīng)至少取結(jié)構(gòu)基底剪力的2%;當(dāng)?shù)撞靠蛑訛?層及3層以上時(shí),每根柱所受的剪力應(yīng)至少取結(jié)構(gòu)基底剪力的3%。
    2 每層框支柱的數(shù)目多于10根時(shí),當(dāng)?shù)撞靠蛑訛?~2層時(shí),每層框支柱承受剪力之和應(yīng)至少取結(jié)構(gòu)基底剪力的20%;當(dāng)框支層為3層及3層以上時(shí),每層框支柱承受剪力之和應(yīng)至少取結(jié)構(gòu)基底剪力的30%。
  框支柱剪力調(diào)整后,應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端框架梁的剪力和彎矩,但框支梁的剪力、彎矩、框支柱的軸力可不調(diào)整。

  實(shí)際情況下框支剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力調(diào)整,由設(shè)計(jì)人員在特殊構(gòu)件定義選項(xiàng)中設(shè)置轉(zhuǎn)換柱以后SATWE能夠自動(dòng)按《高規(guī)》第10.2.17條判斷,在內(nèi)力分析后,根據(jù)轉(zhuǎn)換層位置的不同、框支柱數(shù)目的多少,對(duì)框支柱的剪力作相應(yīng)的調(diào)整,需注意的是轉(zhuǎn)換層以下部分所有樓層的框支柱都要定義指定。
  《高層規(guī)范》10.2.7特別規(guī)定“框支柱剪力調(diào)整后,應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端框架梁的剪力和彎矩,但框支梁的剪力、彎矩、框支柱的軸力可不調(diào)整”要實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求,結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)該計(jì)算兩次,剪力不調(diào)整時(shí)計(jì)算一次,確定框支梁的配筋,剪力調(diào)整時(shí)計(jì)算一次,確定框支柱及柱端框架梁的配筋。
  對(duì)于每層框支柱的數(shù)目多于10根時(shí),當(dāng)框支層為3層及3層以上時(shí),為使框支層的框架剪力按總剪力30%調(diào)整后仍能滿足二道防線的要求,框架按計(jì)算分配的剪力,不宜大于樓層剪力的20%,這個(gè)分配的剪力應(yīng)該是計(jì)算的水平荷載剪力值,并不是調(diào)整后的剪力值,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注意復(fù)核。

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