结构设计争议系列03—抗规倾覆力矩比计算方法的矛盾

在抗震设计中,倾覆力矩比是一个非常重要的指标,它影响到结构体系的选择,如高层规范8.1.3,条文如下:

抗震设计的框架-剪力墙结构,应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值,确定相应的设计方法,并应符合下列规定:

🔵1.框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时,按剪力墙结构进行设计,其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计;

🔵2.当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,按框架-剪力墙结构进行设计;

🔵3.当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加,框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;

🔵4.当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,但其最大适用高度宜按框架结构采用,框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。

当结构的层间位移角不满足框架-剪力墙结构的规定时,可按本规程第3.11节的有关规定进行结构抗震性能分析和论证。

 

让我们先来看看覆力矩比指标是用来干什么的,下面是高规8.1.3条文说明中的描述

“当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,意味着结构中框架承担的地震作用较小”,“当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%但不大于80%时,意味着结构中剪力墙的数量偏少,框架承担较大的地震作用”。

从这段话可以看出,倾覆力矩比值是用来度量框架部分承担地震作用大小的一把尺子,那么这个尺子准确吗?我们可以设计一个如下的模型来说明它。

该结构中柱以铰节点与梁和地面连接,由下面规范倾覆弯矩比的计算公式可知倾覆弯矩由柱中剪力产生。

但此结构柱子只有轴力、没有剪力和弯矩,所以框架部分按上述规范公式计算不出倾覆弯矩。一个好的方法应该是普遍适用的,一个极端的反例就可以证明一个方法存在的问题,因此规范倾覆力矩比计算方法存在必须解决的明显的缺陷。 

那么我们是否有方法来解决这个问题呢,本文作者已经开发了一个全新的普遍适用的“能量法”来解决这个问题。

 


本文来自公众号「结构茶馆」,不代表本站立场。
文章版权归作者结构茶馆所有,如需转载请先经得作者确认授权(可通过本站私信文章作者)。文中图片出处为水印文字,由文章作者整理上传,若有侵权请告知翻身猫处理。

0
分享海报
显示验证码