钢筋混凝土框架结构的底部层高较大时经常会造成结构竖向不规则并产生薄弱层,因而需对薄 弱层进行较繁琐的弹塑性变形分析。通过楼层受剪承载力的计算原理和算例发现:增加竖 向抗侧力构件即框架 柱的配筋是提高薄弱层受剪承载力的最有效方法。通过此方法可以消除薄弱层的出现。采用这种设计方法既能 保证结构主体安全,满足规范的相关要求,又简单易行,能够减少结构设计师的计算工作量,提高工作效率。 【关键词】 钢筋混凝土框架结构;薄弱层 ;受剪承载力 【中图分类号】 TU375.4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2011)08—0061—03 在 钢筋混 凝 土框 架 结 构 的建筑 设 计 中经 常会 出 现底部 为公建 ,上 部为住 宅 或办公 的模式 。 由于 建筑 使用 功能上 的要 求 ,底部 公 建 的层 高 一般 较高 (大 多 在 4.5m 以上 ),而住 宅或办公 的层高较低 (大多在 3~ 3.6m),这 种层高 的差 异往 往会 造成 结 构侧 向刚 度 的 突变。 当公建楼层 的侧 向刚度 小于相邻 上一层 (住 宅 或办公楼层)的70%或小于其上相邻三个楼层侧向19f- 度平均 值 的 80% 时 ,造成 结构 侧 向刚度不 规则 ,使公 建楼层成为软弱层 ;当公建楼层抗侧力结构的受剪承 载力小于相邻 上一楼层 的 80%时 ,造成结 构楼层 承 载 力突变 ,使公建楼层 成为薄弱 层…。文献 [1]第 3.4.4 条第 2款规定 :平 面规 则而竖 向不规则 的建筑 ,应采用 空间结构计算模 型 ,刚度小 的楼层 的地震 剪力应 乘 以 不小于 1.15的增大 系数 ;如果刚度小的楼层在乘 以地 震力放大 系数后 楼 层 受剪 承 载力 仍小 于 相邻 上 一楼 层的 80% 时 ,该 楼层 (薄弱层 )应进行 弹塑性 变形分 析 并满足规范 的相关要 求 。结 构设计 中应 采取措 施 ,减 少结 构 的不 规则 情 况 ,尤 其是 竖 向不规 则 ,避免 软 弱 层及薄弱层 的出现 ,当结构设 计 中无 法避 免侧 向刚 度 突变时应采取 相应 的结 构措施 ,减小 薄弱层 及软 弱层 的数 量 ,尽 量 使薄 弱 层转 化 为软 弱层 ,软弱 层转 化 为 非软弱层 。本 文通 过分 析楼 层受剪 承载 力 的计算 原理和算例 总结 出 了一个 钢 筋混 凝 土框 架结 构 如何 避免薄弱层 的设计 方法 。 1 楼层 受剪承载 力的计算原理 钢筋混凝 土 结构 楼 层 受剪 承载 力 的具 体计 算 方 法在结构设计 常用 的几 本 规范 中均未提 及 ,笔者 经 过 查阅相关资料发 现 ,我 国现有 的几个 结构设 计 的计算 软件都是采用文献 [3]附录 c的算法来计算楼层现有 受剪承载力 的 ,计算 公式如下 J: = Vo+0.7∑Vm+0.7∑ (1) 式中, 为楼层现有受剪承载力;∑ Vo为框架柱 层间现有受剪承载力之和;∑ 为砖填充墙框架层 间现有受剪承载力之和;∑ 为抗震墙层间现有受 剪承载力之 和。对 于框 架结 构 ,楼层 受 剪承 载力 只需 考虑框架柱层 间现有 受剪 承载 力 ,即公式 (1)中的第 一 项∑ 即可。 矩 形框架 柱层间现有 受剪 承载 力可 按下式 计算 , 并取较小值 ]: = (嵋 + L)/H (2) = L bh。 +0.056N (3) 式中, 、蛾 分别为验算层偏压柱上、下端的现 有受弯 承 载 力 ;A为 框 架 柱 的 计 算 剪 跨 比,取 A = H /2h。;Ⅳ为对应于重力荷 载代 表值 的柱 轴 向压力 ,当 N >0.3fokbh时 ,取 N =0.3fokbh;A 为配 置在 同一截 面 内箍筋各 肢 的截 面 面 积 为箍 筋 抗拉 强 度标 准 值 为 混凝土轴 心抗压强度标 准值 ;s为箍筋 间距 ;6 为验算方 向柱截面宽度 ;、h。分 别为验 算方 向柱 截面 高度 、有效高度 ;日 为框架柱净高 。 对 称配筋 矩 形 截面 偏 压柱 现有 受 弯 承载 力 可按 下式计 算 ]: 当 N ≤ d'o。bh。时 : M = kA(ho一0 )+0.5Nh(1一N/fokbh)(4) 当 N > bh。时 : M = A(h。一0 )+ (1—0.5)厂cbh — N(O.5h一Ⅱ ) (5) = 08fc,.kbh ㈤ [( 一 . ) 。一 A ] 、 式 中,Ⅳ为对应 于重力 荷载代表 值的柱轴 向压力 ; A。 为柱实有纵 向受拉钢筋截面面积 为现有钢筋抗拉 强度标准值 为现有混凝土弯曲抗压强度标准值;o
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