混凝土框架结构楼层受剪承载力的计算
凌霄云外
2024年03月06日 15:28:48
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楼层受剪承载力之比是控制结构竖向不规则性和判断薄弱层的重要指标。本篇以混凝土框架结构为例,来梳理一下规范相关条文及其在YJK程序中的实现。 一、楼层受剪承载力比值规范规定 《高层混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的3.5.3条规定:“A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。”

楼层受剪承载力之比是控制结构竖向不规则性和判断薄弱层的重要指标。本篇以混凝土框架结构为例,来梳理一下规范相关条文及其在YJK程序中的实现。

一、楼层受剪承载力比值规范规定

《高层混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的3.5.3条规定:“A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。”

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的3.4.4-2(3)规定:“楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。”

二、受剪承载力计算方法规范规定

《高规》3.5.3 注:“楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。” 

《高规》3.5.3 条文说明中指出:柱的受剪承载力可根据柱两端实配的受弯承载力按两侧同时屈服的假定失效模式反算;剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算;斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献,应考虑受压屈服的影响。

三、构件受剪承载力计算——程序中的实现

软件分构件类型、材料计算受剪承载力,并在 wmass.out、wpj.out 和构件信息中输出受剪承载力计算结果。

对于混凝土柱:软件按照《建筑抗震鉴定标准》附录 C 的公式计算,分受弯反算和抗剪公式反算两种,二者取小。

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下面我们结合一个具体的案例来介绍:

四、用户疑问

为何同一个模型,YJK和PK的楼层抗剪承载力值相差较多?

以下是两个软件的比较结果,左边是PK结果,右边是YJK结果。

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五、分析原因及复核

回复:据了解,PK是采用层高来计算受剪承载力。YJK软件是采用净高来计算的。

YJK结果复核过程:

(1) 以2层Y向为例,我们先复核单个的柱受剪承载力,结构布置及计算结果如下所示:

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Hny=3350-1000=2350,h0=600-20-22.5=557.5,

λcy=2350/(2*557.5) =2.1076 ,  1.5<2.1076<3

查附录A得,fck=20,fyvk=400,

查配筋简图,按s=100间距,Asv=402,

本模型未勾选通用规范,N=1882500/1.2=1568750,< 0.3fckbh=2160000,

故根据式C.0.2-2,图片

Vcy=0.16*20*600*557.5/(2.1076+1.5)+400*402*557.5/100+0.056*1568750=1281017(N)

查附录A得,fcmk=22,fyk=400,

As=2634*1.15(超配系数)=3029.1 ,(注:“超配系数”是指在设计参数中‘设计信息’页输入的“实配钢筋超配系数”, 1.15为程序默认值,前处理中可以局部修改。)

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N=1568750 <0.55fcmk*b*h0=4047450,

根据式C.0.3-1,图片

Mcy=400*3029.1*(557.5-42.5)+0.5*1568750*600*[1-1568750/(22*600*600)]=1001400791, 

故根据式C.0.2-1,图片

Vcy=2*1001400791/2350=852256(N)

1281017 与852256取小,为852256 N,与构件信息中的CB_YF值852.50 kN匹配。

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(2) 软件中,楼层的受剪承载力,也是根据鉴定标准附录C来计算:

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由于本结构正好是完全对称的,统计柱的受剪承载力之和比较简单,可以取右上角4个柱的受剪承载力来近似统计:

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4*(352+305+1026.4+852.5)=10143.6

和软件统计的结果是吻合的。

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六、小结

对于混凝土柱:软件按照《建筑抗震鉴定标准》附录 C 的公式计算,分受弯反算和抗剪公式反算两种,二者取小。

由于抗震设计时,柱有强剪弱弯调整,因此对于新建项目:通常是受弯承载力反算(式C.0.2-1)得到的结果更小。

对于框架结构:将各个柱的受剪承载力相加,即可得到本层的楼层抗剪承载力。


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2024年03月07日 11:02:44
3楼

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