[分享]“二者取较大值”等于“包络设计”?

发表于2018-08-03     1051人浏览     1人跟帖     总热度:212  

在我发出“我为什么旗帜鲜明的反对“包络设计”?”一文后,反馈更加激烈。

有人提出:“高规关于少墙框架结构都有包络设计之规定,人家可是写在新高规之前”。我请他把规范条文贴上来。该哥们贴出的是《抗规》6.2.13-4,非《高规》。

大家不要把《抗规》和《高规》记混啊,这两本规范差别很大的哦!

我的习惯是上原文,不摘抄,避免断章取义。

“二者取较大值”等于“包络设计”?-点击查看源网页

建筑抗震设计规范[2016年修订版] > 6 多层和高层钢筋混凝土房屋 > 6.2 计算要点

6.2.13 钢筋混凝土结构抗震计算时,尚应符合下列要求:
    1 侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构,任一层框架部分承担的剪力值,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构计算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。
    2 抗震墙地震内力计算时,连梁的刚度可折减,折减系数不宜小于0.50。
    3 抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、板柱-抗震墙结构计算内力和变形时,其抗震墙应计入端部翼墙的共同工作。
    4 设置少量抗震墙的框架结构,其框架部分的地震剪力值,宜采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。


我根据自己的逻辑能力,我自己揣测:按照这位朋友的说法,“二者计算结果的较大值”就是“包络设计”?(实际情况是,我在群里问了他的真实意思。他说“我没说”)。

我反复强调:概念为先,机理为本。

有人说,我只会拿“机理”来忽悠人。这里我就来讲讲6.2.13-4的机理。

还是先上规范条文说明。


建筑抗震设计规范[2016年修订版] GB 50011-2010 > 6 多层和高层钢筋混凝土房屋 > 6.2 计算要点

6.2.13 本条规定了在结构整体分析中的内力调整:
    1 按照框墙结构(不包括少墙框架体系和少框架的抗震墙体系)中框架和墙体协同工作的分析结果,在一定高度以上,框架按侧向刚度分配的剪力与墙体的剪力反号,二者相减等于楼层的地震剪力,此时,框架承担的剪力与底部总地震剪力的比值基本保持某个比例;按多道防线的概念设计要求,墙体是第一道防线,在设防地震、罕遇地震下先于框架破坏,由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大。
    我国20世纪80年代1/3比例的空间框墙结构模型反复荷载试验及该试验模型的弹塑性分析表明:保持楼层侧向位移协调的情况下,弹性阶段底部的框架仅承担不到5%的总剪力;随着墙体开裂,框架承担的剪力逐步增大;当墙体端部的纵向钢筋开始受拉屈服时,框架承担大于20%总剪力;墙体压坏时框架承担大于33%的总剪力。本规范规定的取值,既体现了多道抗震设防的原则,又考虑了当前的经济条件。对于框架-核心筒结构,尚应符合本规范6.7.1条1款的规定。
    此项规定适用于竖向结构布置基本均匀的情况;对塔类结构出现分段规则的情况,可分段调整;对有加强层的结构,不含加强层及相邻上下层的调整。此项规定不适用于部分框架柱不到顶,使上部框架柱数量较少的楼层。
    2 计算地震内力时,抗震墙连梁刚度可折减;计算位移时,连梁刚度可不折减。抗震墙的连梁刚度折减后,如部分连梁尚不能满足剪压比限值,可采用双连梁、多连梁的布置,还可按剪压比要求降低连梁剪力设计值及弯矩,并相应调整抗震墙的墙肢内力。
    3 抗震墙应计入腹板与翼墙共同工作。对于翼墙的有效长度,89规范和2001规范有不同的具体规定,本次修订不再给出具体规定。2001规范规定:“每侧由墙面算起可取相邻抗震墙净间距的一半、至门窗洞口的墙长度及抗震墙总高度的15%三者的最小值”,可供参考。
    4 对于少墙框架结构,框架部分的地震剪力取两种计算模型的较大值较为妥当。


很神奇吧,对于第4款,条文说明就一句话。

其原因在第1款说了个大概。

大家看,这一条是在“在结构整体分析中的内力调整”。首先要知道“内力调整”,在我们国家的抗震规范体系里,内力调整是个很大的内容,也是很重要的内容,像迷宫一样。大多数国外软件想要打中国市场,就是折戟在这里。

这里的内力调整是在“结构分析中”,随后还有构件层面的内力调整。构件层面的内力调整跟“抗震等级”有关,这里不多说。

内力调整的目标是“能力保护”,本质要保障“结构延性”。结构延性在小震之后才会发挥。

我们知道,少墙框架结构中剪力墙较少,剪力墙抗侧刚度大,弹性阶段受力大,会率先破坏。更进一步说,设计预想的破坏顺序是:剪力墙连梁先破坏,剪力墙墙肢破坏,框架梁破坏,框架柱破坏。

总之,框架梁柱后破坏,框架结构是第二道防线。为了避免框架结构早于剪力墙破坏,我们对框架结构进行加强。这就是能力保护。

实际上,按照这条执行,可能出现两个结果。(1)框架部分取纯框架地震剪力;(2)框架部分取少墙框架结构的框架剪力。

如果是第一种情况,则不多说。

如果是第二种情况,实际并未对框架进行加强。这就神奇了。所谓的二者取大值,在这种情况下,并没有取的大值。

实际上,直接将按少墙框架结构的地震剪力乘以一个大于1.0的系数,比如1.1、1.2。就能直接达到能力保护目标。处理措施,简单明了。

上面就是讲机理。并且利用机理灵活处理问题。


现在来看看规范的原文。

4 设置少量抗震墙的框架结构,其框架部分的地震剪力值,采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。

条文说明原文:

4 对于少墙框架结构,框架部分的地震剪力取两种计算模型的较大值较为妥当


实际上,这就表明,取较大值并不是唯一方案,只要能实现能力保护,直接用“内力调整”系数的方法,更直接明了。

这段阐述,就当做“概念为先,机理为本”的一个案例吧。




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 发表于2018-08-03   |  只看该作者      

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取值需要精密思考与计算,而简单的取大值反而不合适。

蒋德华

山东 滨州 | 工程造价

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