结构调整系数在规范中的体现

]中国规范的结构内力调整

(2011-06-01 12:28:05)

原文地址：中国规范的结构内力调整作者：朱来新

《建筑抗震设计规范》继续采用“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点强锚固弱构件”的设计思想，依据结构类型、抗震设防烈度和房屋高度决定结构抗震等级；然后按抗震等级对结构构件设计内力进行调整。在该规范中，结构抗震等级分为四级(一、二、三和四级)。高层规程根据高层建筑的自身特点又做了一些补充规定，增加了特一级。各抗震等级的梁、柱均对组合内力设计值进行不同系数的调整，用来限制大震下塑性铰区出现部位，避免或减少脆性剪切破坏先于弯曲破坏加强柱根部推迟塑性铰形成，控制倒塌，做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

1. 内力调整的分类

高层建筑结构在荷载作用下，经过结构分析计算，求得各构件的内力标准值，再进行各种修正和调整得到设计值。内力修正和调整一般分为两类。

第一类属于结构整体内力调整，主要包括：楼层最小地震力限值控制、薄弱层地震剪力放大、框剪结构中框架部分所受地震总剪力的调整及框支转换层中框支柱地震剪力的调整等。这类调整的特点是，在不满足规范的某些规定时才进行调整，而且调整的部位和调整系数的大小一般均需在计算后才能确定。

第二类则是梁、柱的构件内力或组合内力的调整。此类调整的部位明确，调整系数的

大小可根据抗震等级确定。

2. 内力调整的方法

在《建筑抗震设计规范》中，给出了各种内力调整的表达式。这类调整又分以下3种情况：

⑴ 直接在柱端标准内力弯矩组合值上乘以增大系数。

⑵ 对内力组合中的个别工况内力进行调整，例如框支柱的轴力调整只对地震作用下的轴力进行。此时，在对各工况内力组合之前，先把地震轴力进行放大后再组合。

⑶ 框架梁的剪力调整，只是对梁两端的固端弯矩引起的剪力进行调整，而对后迭加的竖向荷载引起的简支梁剪力不加调整。

3. 内力调整系数

按照《建筑抗震设计规范》，进行现浇钢筋混凝土房屋抗震等级的划分。根据结构类型、设防烈度和房屋高度，可以决定结构的抗震等级。

在利用结构软件进行计算分析得到构件内力后，应按中国相关规范进行如下步骤的内力调整：

㈠ 首先进行结构整体内力调整——地震作用调整

① 最小地震剪力调整：:新规范5.2.5条规定,抗震验算时,结构任一楼层的水平地震的

剪重比不应小于表5.2.5给出的最小地震剪力系数λ。对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数。

② 0.2Q0调整：新规范6.2.13条规定,侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框一剪结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框-剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。

③ 边榀地震作用效应调整：新规范5.2.3条规定,规则结构不进行扭转耦连计算时,平行于地震作用方向的两个边榀,其地震作用效应应乘增大系数。一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。软件未执行这一条。

④ 竖向不规则结构地震作用效应调整：新规范3.4.4条 2 规定,竖向不规则的建筑结构,其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数:新高规5.1.14条规定,楼层侧向刚度小于上层的70%或其正二层平均值的80%时,该楼层地震剪力应乘1.15增大系数;新规范3.4.3条规定,坚向不规则的建筑结构,竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-2.0的增大系数。

⑤ 转换梁地震作用下的内力调整：新高规10.2.23条规定,转换梁在特一级和一、二级抗震设计时,其地震作用下的内力分别放大1.8、1.5、1.25倍。

⑥ 框支柱地震作用下的内力调整：新高规10.2.7条规定,框支柱数目不多于10根时:当框支层为1一2层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%；当框支层为3层及3层以上时,各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%；框支柱数目多于10根时,当框支层为1一2层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%；当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力3。她框支柱剪力调整后,应相应调整

框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩,框支柱的轴力可不调整。

㈡ 作用效应组合

① 作用效应组合基本公式非抗震设计时由可变荷载控制的组合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震设计时由永久荷载控制的组合zs=γGSGK+立的hSQik抗震设计时的组合。

② 恒荷载作用的分项系数：当其对结构不利时,对于可变荷载效应控制的组合,应取1.2,对于永久荷载效应控制的组合,应取l.35:当其对结构不利时,一般应取1.0。

③ 可变荷载作用的分项系数和组合值系数：一般应取l.4；对于标准值大于4.OKN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3；楼面活荷载的组合值系数见荷载规范表4.1.1,取值范围在0.7-0.9之间；风荷载的组合值系数为0.6；与地震作用效应组合时风荷载的组合系数为0.2。

④ 地震作用的分项系数：一般应取1.3:当同时考虑水平、竖向地震作用时,应取0.5。

⑤ 重力荷载代表值：新抗震规范5.1.3条规定,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载组合值系数,应按表5.1.3采用。(与荷载规范表4.1.1不同〉

㈢设计内力调整

① 梁设计剪力调整：抗震规范第6.2.4条和高规第6.2.5、7.2.21条规定,抗震设计时,特一、一、二、三级的框架梁和抗震墙中跨高比大于2.5的连梁,其梁端截面组合的设计剪

力值应调整。

② 柱设计内力调整：为了体现抗震设计中强柱弱梁概念设计的要求,抗震规范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10条和高规第4.9.2条规定抗震设计时,特一、一、二、三级的框架柱、框架结构的底层柱下端截面、角柱、框支柱的组合设计内力值应调整。

③ 剪力墙设计内力调整：高规第7.2.10、10.2.14、4.9.2条规定,抗震设计时,特一、一、二、三级的剪力墙底部加强区和非加强区截面组合的设计内力值应调整。