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《PKPM軟件在應(yīng)用中的問(wèn)題解析》講義(三)

更新時(shí)間:2009-10-19 15:27:29 來(lái)源:|0 瀏覽0收藏0

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  第三章 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算

  (一)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中底部?jī)A覆力矩的計(jì)算

 ?、乓?guī)范要求:

  《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.1.2條第2款規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)時(shí),筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%。

 ?、芓AT與SATWE軟件對(duì)短肢剪力墻的判斷:

 ?、賂AT軟件按雙向判斷;

  ②舊版SATWE軟件按單向判斷,新版SATWE軟件按雙向判斷。

 ?、枪こ趟憷?/P>

  ①工程概況

  該工程為一層地下室,第六層(包括地下室)為框支轉(zhuǎn)換層,轉(zhuǎn)換層以上為短肢剪力墻結(jié)構(gòu),共31層。地震烈度為8度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g),框支框架抗震等級(jí)為一級(jí),剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)、轉(zhuǎn)換層以上結(jié)構(gòu)平面圖如下圖所示(圖略)

 ?、赥AT和SATWE軟件底部地震傾覆力矩計(jì)算結(jié)果:

  用TAT計(jì)算,Mx短=99548.0、Mx=340276.0、Mx短/Mx=22.63%;My短=103067.2、My=338728.8、My短/My=23.33%。

  用SATWE舊版計(jì)算,Mx短=313757.7、Mx=598817.6、Mx短/Mx=52.40%;My短=266632.3、My=620842.5、My短/My=42.95%。

  用SATWE新版計(jì)算,Mx短=320114.2、Mx=173764.8、Mx短/Mx=35.18%;My短=128251.8、My=353020.7、My短/My=30.95%。

  (二)帶框支結(jié)構(gòu)短肢剪力墻的計(jì)算

  ⑴結(jié)構(gòu)體系的選擇:復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)還是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)?

 ?、埔?guī)范規(guī)定

  ①抗震等級(jí):

  a)復(fù)雜高層:當(dāng)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以上時(shí),其框支柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)宜按表4.8.2和表4.8.3的規(guī)定提高一級(jí)采用,已經(jīng)是特一級(jí)的不再提高。對(duì)于轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以下時(shí),不要求提高抗震等級(jí);

  b)短肢剪力墻:其抗震等級(jí),應(yīng)比表4.8.2規(guī)定提高一級(jí)采用。注意,這里不含表4.8.3,這是因?yàn)锽級(jí)高度的高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高度的高層建筑,不應(yīng)采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

 ?、诩舻秹S壓比:

  a)復(fù)雜高層:剪刀墻軸壓比限值不要求降低;

  b)短膠剪力墻:當(dāng)抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)時(shí),分別不宜大于0.5、0.6、0.7;對(duì)于無(wú)翼緣或端柱的一字形短肢剪力培,其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1。

 ?、蹆?nèi)力計(jì)算:

  a)復(fù)雜高層:特一、一、二級(jí)落地剪力培底部加強(qiáng)部位的彎矩設(shè)計(jì)值,應(yīng)按墻體底截面有地震組合的彎矩值乘以增大系數(shù)1.8、1.5、1.25;其剪力設(shè)計(jì)值,應(yīng)按規(guī)程第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整,特一級(jí)應(yīng)來(lái)以增大系數(shù)1.9;

  b)短肢剪力墻:除底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)程第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整外,其他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值,一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2。

  注意:短肢剪力墻并沒(méi)有要求對(duì)底部加強(qiáng)部位的彎矩設(shè)計(jì)值按照復(fù)雜高層那樣乘以放大系數(shù)。 

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 ?、芘浣盥剩?/P>

  a)復(fù)雜高層:底部加強(qiáng)部位墻體水平和豎向分布筋最小配筋率,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.3%;

  b)短肢剪力墻:其截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底剖加強(qiáng)部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%。

  注意:對(duì)于配筋率,規(guī)范對(duì)“復(fù)雜高層”和“短肢剪力墻”這兩種結(jié)構(gòu)體系的要求是不一樣的。前者強(qiáng)調(diào)的是水平和堅(jiān)向分布筋的配筋率,而后者強(qiáng)調(diào)的是縱向鋼筋的配筋率

 ?、莸撞考訌?qiáng)部位高度:

  a)復(fù)雜高層:剪力墻底部加強(qiáng)部位高度取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值;

  b)短肢剪力墻:其底部加強(qiáng)部位高度并沒(méi)有特殊要求,僅僅是墻肢總高度的1/8和底部二層兩者的較大值。

 ?、枪こ趟憷?/P>

  ①工程概況:某高層帶短肢剪力墻的框支結(jié)構(gòu),共31層(包括一層地下室)。該工程的第6層(地下室為第1層)為框支轉(zhuǎn)換層,轉(zhuǎn)換層以上為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。地震烈度為7度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g),框支框架的抗震等級(jí)為一級(jí),剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。

  (圖略)

 ?、谟?jì)算結(jié)果分析:兩種結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算結(jié)果如表1和表2所示:

  --------------------------------

  表1“短肢剪刀墻”結(jié)構(gòu)體系計(jì)算分析結(jié)果

  樓層/第3層/第3層/第7層/第7層/第11層/第11層/

  剪力墻類別/短剪墻3/普剪墻3/短剪墻7/普剪墻7/短剪墻11/普剪墻11/

  抗震等級(jí)/特一級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/二級(jí)/

  M1(kn-m)/-168(1)/160(1)/807(37)/402(1)/286(39)/121(1)/

  N1(kn)/-3372(1)/-15677(1)/-949(37)/-15183(1)/-457(39)/-9136(1)/

  As(mm2)/9898(1)/14700(1)/1600(37)/2875(1)/678(39)/1280(1)/

  ρSV(%)/1.82/1.82/2.01/2.01/0.8/0.8/

  V2(kn)/564(31)/-6401(39)/56(1)/140(1)/307(35)/9(1)/

  N2(kn)/-3191(31)/-7209(39)/-4546(1)/-15183(1)/-1615(35)/-9136(1)/

  Ash(mm2)/324.9(31)/547.1(39)/200(1)/125(1)/233.7(35)/100(1)/

  N3(kn)/-2895/-13483/-3913/-13057/-1271/-7851/

  Uc/0.48/0.32/0.43/0.34/0.45/0.45/

  --------------------------------

  表2“復(fù)雜高層”結(jié)構(gòu)體系計(jì)算分析結(jié)果

  樓層/第3層/第3層/第7層/第7層/第11層/第11層/

  剪力墻類別/短剪墻3/普剪墻3/短剪墻7/普剪墻7/短剪墻11/普剪墻11/

  抗震等級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/二級(jí)/一級(jí)/二級(jí)/二級(jí)/

  M1(kn-m)/-168(1)/26595(39)/840(37)/402(1)/238(39)/121(1)/

  N1(kn)/-3372(1)/-7209(39)/-949(37)/-15183(1)/-457(39)/-9136(1)/

  As(mm2)/9898(1)/15315(39)/1600(37)/2875(1)/2039(39)/1280(1)/

  ρSV(%)/1.82/1.82/2.01/2.01/0.8/0.8/

  V2(kn)/475(31)/-6401(39)/407(41)/140(1)/220(35)/9(1)/

  N2(kn)/-3191(31)/-7209(39)/-1199(41)/-15183(1)/-1615(35)/-9136(1)/

  Ash(mm2)/202.8(31)/547.1(39)/200(41)/125(1)/100(35)/100(1)/

  N3(kn)/-2895/-13483/-3913/-13057/-1271/-7851/

  Uc/0.48/0.32/0.43/0.34/0.45/0.45/

  -------------------------------

  表3 荷載組合分項(xiàng)系數(shù)

  組合號(hào)/ VD / VL / WX / WY / EX / EY / EV /

  1 /1.35/0.98/0.00/0.00/0.00/0.00/0.00/

  31 /1.20/0.60/0.00/-0.28/0.00/-1.30/0.00/

  35 /1.20/0.60/0.00/-0.28/0.00/1.30/0.00/

  37 /1.00/0.50/-0.28/0.00/-1.30/0.00/0.00/

  38 /1.00/0.50/0.00/0.28/0.00/1.30/0.00/

  39 /1.00/0.50/0.00/-0.28/0.00/-1.30/0.00/

  41 /1.00/0.50/-0.28/0.00/1.30/0.00/0.00/

  -----------------------------

  a)抗震等級(jí):從表中看不一樣。

  b)內(nèi)力分析:由表中看出,這兩種體系的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果非常復(fù)雜,即使是同一片墻在不同的結(jié)構(gòu)體系控制工況下其結(jié)果也不一樣。按“使雜高層”計(jì)算阿“普剪墻3”的“M1”值,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于按“短肢剪力墻”計(jì)算的“普剪墻3”’的“M1”值。這主要是因?yàn)镾ATWE軟件在進(jìn)行工況組合時(shí),當(dāng)發(fā)現(xiàn)所有工況組合計(jì)算的配筋面積均小于構(gòu)造配筋面積時(shí),程序僅按第一種工況組合輸出內(nèi)力和工況號(hào)(即恒十活);只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制工況組合計(jì)算的配筋面積大于構(gòu)造配筋面積時(shí),才按最大控制工況組合輸出內(nèi)力和工況號(hào)。

  再?gòu)膬蓚€(gè)表中“短剪墻3”的“V2”計(jì)算過(guò)程進(jìn)行分析,規(guī)范規(guī)定,短膠剪力墻底部加強(qiáng)部位的剪力應(yīng)按規(guī)程第7.2,10條的規(guī)定調(diào)整,一級(jí)為1.6,特一級(jí)為1.9,我們結(jié)合上面的兩個(gè)計(jì)算表,驗(yàn)證如下:

  475×(1.9/1.6)=564 (kn)

  其計(jì)算結(jié)果正好為“短肢剪力墻計(jì)算表”中的“V2”值??梢?jiàn),程序考慮了規(guī)范的規(guī)定。同樣,程序也考慮了“短肢剪力培”結(jié)構(gòu)體系非底部加強(qiáng)部位一、二級(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別來(lái)以增大系數(shù)1.4和1.2的要求(“短肢剪力墻計(jì)算表”中第十一層的“短剪墻3”,其 V2=220×1.4=308(kn)。

  c)配筋率:

  只有定義了“短股剪力墻”結(jié)構(gòu),SATWE程序才對(duì)自動(dòng)判斷的短肢剪力墻,其截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%,而“復(fù)雜高層”卻無(wú)此功能。

  構(gòu)造邊緣構(gòu)件為何也輸出體積配箍率?

  根據(jù)《高規(guī)》7.2.17條規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)以及B級(jí)高度的剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,其構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配箍特征值λV不宜小于0.1。由于程序沒(méi)有判斷A級(jí)高度和B級(jí)高度的功能,所以程序不論約束邊緣構(gòu)件還是構(gòu)造邊緣構(gòu)件,均統(tǒng)一輸出體積配箍率。

 ?、绕渌⒁馐马?xiàng):

  a)設(shè)計(jì)人員在“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”里的【抗震等級(jí)】中定義了抗震等級(jí)后,程序?qū)丛O(shè)計(jì)人員定義的抗震等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì),不再自動(dòng)提高。

  b)對(duì)于非框支框架的框架結(jié)構(gòu),可以按規(guī)范規(guī)定,將地下一層以下的豎向構(gòu)件的抗震等級(jí)定義為三級(jí)或四級(jí)的結(jié)構(gòu),其抗震等級(jí)均需設(shè)計(jì)人員人為定義,程序不能自動(dòng)判斷。

  c)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第10.2.13條的各項(xiàng)規(guī)定,程序目前沒(méi)有執(zhí)行。

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