超限报告系列总混凝土名义拉应力超过ftk

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高烈度超限高层设计难点及解决思路

高烈度超限高层设计难点及解决思路

高烈度超限高层设计难点及解决思路摘要:通过高烈度下超限高层的结构设计,从中找出每个环节的设计难点,对此进行分析并找出解决的方法,从而得到一个受力合理且综合效益较高的设计成果。

关键词:高烈度;B级高度;超限判别;性能化设计;高宽比;时程波选取;中震型钢受拉1.项目概况:本项目位于云南省昆明市盘龙区,共4个地块,由4栋44层、1栋43层、3栋42层、17栋32层、1栋28层住宅及2栋30层公寓,底部5层大型商业组成,设置1~2层整体全埋式地下室。

用地面积16.26万m2,总建筑面积78.76万m2,地下室面积15.83万m2。

本文以3-4栋(43层)为例,对高烈度超高层进行设计难点分析,并找出解决方案。

2.设计参数及超限判别:2.1设计参数:项目抗震设防烈度为8度0.20g,地震分组为第三组,场地类别:2#4#地块Ⅲ类,1#3#地块Ⅱ类;基本风压0.30KN/㎡。

详见表2。

3-4栋采用剪力墙结构。

2.2高度超限判别:3-4栋结构高度125.6m,属B级高度,超A级25.6%,属高度超限。

2.3规则性超限判别:不规则类型:3项,(1)扭转不规则(2)凹凸不规则(3)局部不规则:局部穿层柱、个别构件错层,属不规则超限。

3.结构设计难点及其解决方案(限于篇幅,相关图表、计算分析过程详见本人文章《高烈度超限高层设计难点及解决思路》详细图文版)3.1方案设计阶段:(1)控制建筑物的高宽比,虽然《高规》3.3.2条并没有限定值,只有参考值,但控制在参考值附近,对于高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性有至关重要的作用。

3-4栋采用有效宽度较大的户型,把高宽比控制在5.57,经济效益得到明显提高。

(2)嵌固端设置:在地下室顶板标高附近,塔楼增设一层结构夹层(车库顶板上2m覆土,塔楼室内外0.3m高差,夹层板相对车库顶板降0.5m,因此夹层层高为2.8m)作为嵌固端,既能保证水平力的有效传递,又能把塔楼的计算高度减少两层,结构受力更优。

超高层建筑结构设计高级研修班结业考试

超高层建筑结构设计高级研修班结业考试

超高层建筑结构设计高级研修班结业考试基本信息:[矩阵文本题] *1、在我国,根据《民用建筑设计通则》(GB50325-2005)和《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定:建筑高度大于下列何值的民用建筑为超高层建筑?[单选题] *A、80米B、100米(正确答案)C、120米D、150米2、世界超高层建筑学会的新标准:建筑高度大于下列何值的建筑为超高层建筑?[单选题] *A、150米B、200米C、250米D、300米(正确答案)3、世界已建成的高度超过600米的超高层建筑数量为下列哪个选项? [单选题] *A、1座B、3座(正确答案)C、6座D、8座4、超高层建筑水平荷载产生的位移与高度的几次方成正比? [单选题] *A、2次方B、3次方C、4次方(正确答案)D、5次方5、如果假定柱子均被布置在图形的顶点,图形的平面面积相等,柱子面积之和也相等,材料也相同。

那么下列哪一个平面图形的抗弯刚度最大? [单选题] *A、(正确答案)B、C、D、6、下列哪项是提高超高层结构抗侧效率的有效方法? [单选题] *A、抗倾覆的竖向构件尽量布置在结构平面外侧;B、使平面变形接近平截面假定,抗侧力构件尽可能以轴力的方式抵抗倾覆弯矩;C、立面布置锥型化、支撑化;D、三个答案均正确;(正确答案)7、下列说法错误的是哪个选项? [单选题] *A、结构质量大,对抗风有利;B、抗风设计时,要求结构有足够的延性;(正确答案)C、结构所受风荷载大小与建筑体型有关;D、结构所受地震力与结构质量有关;8、负剪力滞后效应一般发生在框筒结构的哪个部位? [单选题] *A、结构底部B、结构中部C、结构上部(正确答案)D、三个答案均正确9、下列选项中不属于筒中筒结构体系的是? [单选题] *A、框筒-核心筒B、斜交网格筒-核心筒C、框架-核心筒(正确答案)D、框架支撑筒-核心筒10、不属于混合结构的是下列哪个选项? [单选题] *A、型钢混凝土柱+钢梁+钢筋混凝土核心筒的框架-核心筒结构B、型钢混凝土柱+型钢混凝土梁+钢筋混凝土核心筒的框架-核心筒结构C、型钢混凝土柱+钢筋混凝土梁+钢筋混凝土核心筒的框架-核心筒结构(正确答案)D、钢管混凝土柱+钢梁+钢筋混凝土核心筒的框架-核心筒结构11、超高层建筑水平荷载产生的侧移与结构宽度的几次方成反比? [单选题] *A、1次方B、2次方C、3次方(正确答案)D、4次方12、高宽比大于下列何值的超高层建筑,水平荷载产生的变形以弯曲变形为主?[单选题] *A、2B、3C、4D、5(正确答案)13、超限审查要点规定:框架部分计算分配的楼层地震剪力,除底部个别楼层、加强层及其相邻上下层外,多数不低于基底剪力的百分比为下列哪项? [单选题] *A、5%B、8%C、10%(正确答案)D、15%14、根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定,超高层结构剪力墙的混凝土强度等级不宜高于下列哪个选项? [单选题] *A、C60(正确答案)B、C70C、C80A、D、C10015、为了增大超高层建筑抵抗水平力和侧移的能力,最有效的方法是下列哪个选项? [单选题] *A、增大框架柱截面B、增加剪力墙厚度C、设置加强层D、增加建筑的有效宽度(正确答案)16、当超高层建筑仅设置一道伸臂桁架时,最优布置位置为下列哪个选项?(H为嵌固端以上的结构总高度) [单选题] *A、结构顶层B、0.5H处C、0.33H处D、0.65H处(正确答案)17、压型钢板组合楼板设计时需要考虑下列哪些问题? [单选题] *A、考虑压型钢板与混凝土的组合作用B、考虑防火问题C、考虑防腐蚀问题D、以上问题均需要考虑(正确答案)18、根据《广东省高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92-2021)的规定,设防烈度为7度的丙类建筑结构的抗震性能目标为下列哪项? [单选题] *A、性能目标AB、性能目标BC、性能目标C(正确答案)D、性能目标D19、根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定,性能目标C所对应的中震的性能水准为下列哪项? [单选题] *A、性能水准2B、性能水准3(正确答案)C、性能水准4D、性能水准520、超限审查要点规定:结构基本周期为3.5~5s的结构,计算的底部剪力系数不小于规范规定值多少时,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行设计? [单选题] *A、5%B、10%C、15%(正确答案)D、20%21、下列不属于限制结构层间位移角的主要目的的选项是? [单选题] *A、限制或控制结构构件的开裂或变形;B、避免非结构构件,如玻璃幕墙、内隔墙等,因层间位移角过大而损坏C、避免在较大的风荷载作用下产生令人不舒适的低频振动;D、降低结构构件内力;(正确答案)22、从刚重比与侧向位移增幅关系图可以看出,当弯剪型结构的刚重比小于何值时,会导致P-Δ效应较快增加,对结构设计是不安全的,是刚重比的下限条件。

超限报告系列总05楼板薄弱连接位置抗剪计算

超限报告系列总05楼板薄弱连接位置抗剪计算

超限报告中的几点问题05——楼板薄弱连接位置抗剪计算在实际工程中,时常碰到验算楼板薄弱连接位置(包括细腰)的面内抗剪问题。

以下为两个工程的结构平面图。

从下图可明显看到结构布置中的楼板薄弱位置。

楼板协调两侧的主结构时,面内将受到较大的水平力,包括轴力和剪力。

楼板面内承受拉力或者压力,相对来说,比较容易计算,但面内抗剪的问题,其实并不简单。

通常的做法是,按《混凝》或《高规》中梁或墙的抗剪承载力计算公式进行复核。

但这样做,有无问题呢?它们的抗剪机理是否一致呢?先来看梁的受剪机理。

翻看教材,抗剪破坏分为斜压破坏、剪压破坏以及斜拉破坏。

简单来说,梁的跨高比较小时,发生斜压破坏,这种破坏多发生在剪力大而弯矩小的区段,以及腹板很薄的梁内。

在这种破坏机制下,受剪承载力取决于混凝土抗压强度,是斜截面承载力中最大的。

梁的跨高比适中,梁截面中的剪力和弯矩均可能其控制作用,这种破坏由拉区边缘的裂缝开始,然后延伸形成斜裂缝,剪压区高度逐渐减小,当最终剪压区混凝土破坏,斜截面承载力丧失。

梁的跨高比更大的时候,截面破坏由弯矩控制,受拉引起的垂直裂缝一旦出现,就迅速向压区延伸,斜截面承载力随之丧失。

混凝土楼板承受横向荷载的破坏模式就属于这种情况。

它的承载力是由弯矩起控制作用,所以,在规范中,我们主要对楼板的正截面承载力进行计算,对斜截面承载力,通过构造措施(比如楼板厚度,跨厚比要求),是可以天然保证的。

无论是规范,还是教材,梁的受剪承载力推导均是基于剪压破坏这种模式得到的。

给出的抗剪截面承载力限值,也是基于剪压破坏的。

但对跨高比较小的构件,比如上面提及的楼板面外抗剪验算,跨高比很多情况下,是小于1.0的,破坏模式应该是斜压破坏才对。

也就是说,抗剪承载力上限应该更高。

另外,斜压破坏的抗剪承载力计算公式,是否应该有所不同呢?从受力机制来看,长墙肢的面内受剪似乎与上文提到的楼板面内受剪很接近?如果把剪力墙旋转90°,边缘构件看作梁的话。

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点第一章总则第一条为进一步做好超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作,确保审查质量,根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号),制定本技术要点。

第二条本技术要点所指超限高层建筑工程包括:(一) 高度超限工程:指房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。

(二) 规则性超限工程:指房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。

(三)屋盖超限工程:指屋盖的跨度、长度或结构形式超出《抗震规范》第10章及《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等空间结构规程规定的大型公共建筑工程(不含骨架支承式膜结构和空气支承膜结构)。

超限高层建筑工程具体范围详见附件1。

第三条本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程,属于下列情况的,建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行抗震设防专项审查:(一) 高度超过《高层混凝土结构规程》B级高度的混凝土结构,高度超过《高层混凝土结构规程》第11章最大适用高度的混合结构;(二) 高度超过规定的错层结构,塔体显著不同的连体结构,同时具有转换层、加强层、错层、连体四种类型中三种的复杂结构,高度超过《抗震规范》规定且转换层位置超过《高层混凝土结构规程》规定层数的混凝土结构,高度超过《抗震规范》规定且水平和竖向均特别不规则的建筑结构;(三) 超过《抗震规范》第8章适用范围的钢结构;(四)跨度或长度超过《抗震规范》第10章适用范围的大跨屋盖结构;(五) 其他各地认为审查难度较大的超限高层建筑工程。

第四条对主体结构总高度超过350m的超限高层建筑工程的抗震设防专项审查,应满足以下要求:(一)从严把握抗震设防的各项技术性指标;(二)全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行的抗震设防专项审查,应会同工程所在地省级超限高层建筑工程抗震设防专家委员会共同开展,或在当地超限高层建筑工程抗震设防专家委员会工作的基础上开展。

浅谈超高层建筑结构的超限设计

浅谈超高层建筑结构的超限设计

浅谈超高层建筑结构的超限设计摘要:由于社会发展的需要,建筑物高度日渐增高,体型日渐复杂,结构设计的难度也越来越大。

本文通过一个工程实例,介绍一下超高层建筑结构超限设计的处理方法及思路,以供其他设计参考。

关键词:超高层建筑;结构设计;超限设计;一、前言随着城市化进程的加快,土地资源日益紧张,为了充分利用有限的土地资源,建筑物的层数及高度只能不断增加,越来越多的超高层建筑拔地而起,并且建筑为了兼顾美观及使用,往往体型也伴随着较多的不规则性。

对于超高层建筑结构设计,需针对超限情况采取对应的补充计算分析,并采取一定的加强措施,来保证建筑物的安全性。

二、工程实例1.工程概况本工程为超高层住宅小区,总建筑面积30.2万㎡,地上22.4万㎡,地下7.8万㎡。

由9栋塔楼组成,设2层地下室,塔楼高度为148.75m~158.95m,地下室高度为10.48m。

本文主要介绍其中1栋塔楼结构超限情况及处理方法。

本工程基本地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。

50年重现期的基本风压为Wo=0.5kN/㎡,承载力计算时按基本风压的1.1倍采用,地面粗糙度类别为C类。

塔楼主体采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,隔墙采用蒸压加气混凝土砌块,塔楼外墙采用铝模砼墙。

墙混凝土强度等级为 C60~C30,梁板为C30;钢筋采用HRB400;嵌固端为基础面。

各楼层构件主要截面分别如下:地下室底板采用平板结构,塔楼底板1500mm,塔楼外底板厚度500mm;地下室顶板,塔楼范围外采用无梁楼盖体系,板厚400mm,塔楼范围内梁板结构,板厚160mm;塔楼标准层楼板厚度为 100~150mm。

剪力墙厚 450mm ~200mm;框架梁截面200mm×400mm~250mm×1595mm,次梁为200mm×300mm~200mm×605mm。

基础采用直径1.1m直径钻(冲)孔灌注桩,有效桩长约30~35m,单桩竖向承载力特征值12000kN,桩身混凝土强度C45,持力层为<4-4>微风化花岗岩层。

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点第一章总则第一条为进一步做好超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作,确保审查质量,根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号),制定本技术要点。

第二条本技术要点所指超限高层建筑工程包括:(一) 高度超限工程:指房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。

(二) 规则性超限工程:指房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。

(三)屋盖超限工程:指屋盖的跨度、长度或结构形式超出《抗震规范》第10章及《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等空间结构规程规定的大型公共建筑工程(不含骨架支承式膜结构和空气支承膜结构)。

超限高层建筑工程具体范围详见附件1。

第三条本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程,属于下列情况的,建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行抗震设防专项审查:(一) 高度超过《高层混凝土结构规程》B级高度的混凝土结构,高度超过《高层混凝土结构规程》第11章最大适用高度的混合结构;(二) 高度超过规定的错层结构,塔体显著不同的连体结构,同时具有转换层、加强层、错层、连体四种类型中三种的复杂结构,高度超过《抗震规范》规定且转换层位置超过《高层混凝土结构规程》规定层数的混凝土结构,高度超过《抗震规范》规定且水平和竖向均特别不规则的建筑结构;(三) 超过《抗震规范》第8章适用范围的钢结构;(四)跨度或长度超过《抗震规范》第10章适用范围的大跨屋盖结构;(五) 其他各地认为审查难度较大的超限高层建筑工程。

第四条对主体结构总高度超过350m的超限高层建筑工程的抗震设防专项审查,应满足以下要求:(一)从严把握抗震设防的各项技术性指标;(二)全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行的抗震设防专项审查,应会同工程所在地省级超限高层建筑工程抗震设防专家委员会共同开展,或在当地超限高层建筑工程抗震设防专家委员会工作的基础上开展。

超限高层设计笔记

超限高层设计笔记
7条(2条人工、5条天然),平均值。(常用) 2、底部剪力:每条不小于CQC的65%,多条平均不小于CQC的80%。 3、持续时间:不宜小于5倍或15s,时间间距0.01s或0.02s。
4.小震弹性时程分析
YJK实操
1、上部结构计算—弹性时程分析
2、计算参数—添加地震波—自动筛选
3、打勾:
• a/有效持续时间不小于5倍基本周期 • b/有效持续时间大于15s • c/单条地震波基底剪力满足规范要求 • d/地震波组合平均基底剪力满足规范要求
大震
2
3
4
5
5.中震大震性能设计
关键构件
关键构件
根据项目对照高规3.11.2条文说明所列构件。
关键构件: a、底部加强部位的重要竖向构件(底部加强区剪力墙); b、水平转换构件及其相连竖向支承构件(框支柱、框支梁); c、大跨连体结构的连接体及其相连的竖向支承构件; d、大悬挑结构的主要悬挑构件; e、加强层伸臂和周边环带结构的竖向支承构件; f、承托上部多个楼层框架柱的腰桁架; g、长短柱在同一楼层且数量相当时该层各个长短柱; h、扭转变形很大部位的竖向(斜向)构件; i、重要的斜撑构件;
5 个别屈服 抗剪不屈服 较多屈服 保证抗剪截面 较多屈服 保证抗剪截面 弹塑性分析
5.中震大震性能设计
性能目标
词语解析
个别:5%以下,部分:30%以下,较多:30%以上。 弹性:计算结果不红,按计算结果配筋。 不屈服:计算结果不红,按计算结果配筋。 可屈服:计算结果可红。 抗剪不屈服:计算结果箍筋不红,按此结果配筋。 保证抗剪截面:计算结果箍筋不红,但不按此结果配筋。
人工波有效持续时间不足
1、生成时长足够的人工波。(弹性时程分析—人工波生成)

超限报告中的几点问题(一)

超限报告中的几点问题(一)

超限报告中的几点问题(一)因为咨询工作的原因,翻看/校核过不少的超限报告.有些报告写得不错,但也有不少报告,写得比较粗糙,甚至有些基本的概念尚未搞清楚.说到超限报告,很多人会想到大震动力弹塑性,觉得这是高大上的东西.但其实,大震动力弹塑性只是超限报告中的一小部分,这一部分的结果离散性比较大,超限专家对它的关注度并不是很高.而且,由于软件本身或者参数取值的原因(当然,这与使用者也有很大关系),动力弹塑性分析时常会得到一些看起来似是而非的结果.综合来说,我的观点是,如果在动力弹塑性分析上纠结了太多时间,而忽视了小震、中震以及专项分析,这是不值当的,也是本末倒置的行为.言归正传,我们想想,超限报告到底是要做什么?要报告什么?超限报告,分析的对象是“不正常(超越规范规定)”的结构,分析的方法是“体检,逐一检查各项指标”,然后给出诊断结论.没错,我们和医生做的工作差不多.在体检诊断的时候,我们既要考虑“共性问题”,也要考虑“个体差异”,更要考虑各指标之间的关系.什么是好的报告?好的报告就是不仅有完善的体检,还有详细严谨的诊断过程及诊断结论.相反,如果只是把一些体检单拼凑起来,很少甚至没有分析和诊断,那就不能算是一份好的报告.具体来说,小震及风工况分析这部分,主要做什么?如果按性能目标,是要验证受弯、受剪的弹性.但从构件层面来说,这些基本是天然满足的,一般情况下,我们不会在报告中论证这部分内容.这部分的主要关注点是结构整体性,比如对结构规则性、稳定性、软弱层、薄弱层等的判断.构件层面,可能需要关注的是,水平荷载作用下竖向构件的拉力,尤其是核心筒墙体受拉,尽量保证拉力作用下墙体不开裂.(PS,有专家说,如果墙体开裂较多,则构件已处于非弹性状态,失去了弹性假定的基础,弹性分析就变成空中楼阁.)小震弹性时程分析,这一部分和小震及风工况分析一样,都属于弹性分析,应该放在弹性分析结论之前.有的报告将其放在弹性分析结论之后,个人觉得,逻辑上不妥.弹性时程分析,关键点是选波,如果地震波选得比较合适,后面的工作都很容易.对一般的结构,尽量保证地震波反应谱与规范谱在结构主频点接近(规范规定相差不超20%).从理论上来说,所选地震波的特征周期应与场地特征周期接近或一致,能做到最后,但如果选波确实有困难,差得大一些也没关系.时程分析,是用三条波取包络好,还是七条波取平均好?没有定论,离散性都比较大,但根据经验,七条波取平均,往往会小于三条波取包络.中震及大震分析,主要就是验证性能目标.不同部位,不同构件的性能目标会有所不同,但也无非受弯弹性/不屈服/部分屈服,受剪弹性/不屈服,满足受剪截面限制条件等.这里说的受弯受剪,都是要用承载力和结构内力去比较,然后判断是弹性还是不屈服,是承载力比的概念.我看到的某些报告,竟然有用剪压比的验算结果来判断受剪弹性和不屈服!!这就是概念不清.验证的办法也很简单,有些报告把中震弹性/不屈服的计算配筋摘录出来,和小震/风配筋相比,如果前者较小,说明按照后者配筋,前者的性能目标就可以满足;如果局部配筋,前者大于后者,按包络值进行配筋,也可以满足前者的性能目标,理论上来说,这种做法没问题.当然,也有不少报告,采用自编的Excel表格进行抗剪验算,计算剪承比;采用自编程序或软件自带插件对竖向构件的压弯/拉弯进行PMM验算.个人推荐后面这种方法,原因有两个:1)正常情况下,结构软件计算没有问题,但有时,对某些构件(比如异型截面、型钢混凝土构件或者是常规构件建模不当),计算结果可能比较离奇;我们采用别的方式对构件进行验算(double check),往往可以发现问题,甚至在提取内力的时候,也可以发现异常.2)写超限报告,本身就具有“秀肌肉”的成分,相对来说,后面这种方法更“彰显实力”,而对比配筋的方式,明显就要Low一些.话说回来,超限报告预留的时间往往都很紧凑,我们时常要在“效率”与“效益”之间取一个平衡,那我推荐对关键构件采用后面这种验证方法,比如转换构件.楼板应力分析,是超限报告中的一个重要环节,尤其对含加强层的结构,楼板大开洞的楼层、X型、Y型以及十字型平面形成的弱连接部位等,楼板应力分析必不可少.我们知道,在结构分析中,楼板的作用主要有两个,一个是传递竖向荷载,另一个是传递水平力.传递竖向荷载,楼板表现为恒活组合工况下的受弯验算,这属于常规验算,无论采用YJK还是PKPM,问题都不大.楼板应力分析的关键点是分析楼板传递水平力的性能.在水平力作用下,楼板主要受拉或受剪,在全截面的拉应力或剪应力作用下,楼板可能出现通缝,这对水平力的传递影响较大,所以需要重点关注.全截面应力和弯曲应力不同,在应力层面,应有中心轴处的应力决定,在内力层面,由轴力决定.相对来说,面外弯曲应力形成的楼板裂缝属于表面裂缝,对水平力的传递影响不是很大.。

针对超限高层剪力墙中震拉应力问题的工程实践

针对超限高层剪力墙中震拉应力问题的工程实践

针对超限高层剪力墙中震拉应力问题的工程实践杨东全;朱嘉;张宏斌;赵联桢【摘要】水平地震作用会对高层结构的底部竖向构件产生轴向拉压作用.在高烈度地区,对超限高层建筑进行中震不屈服计算时,这种作用可引起结构底部某些剪力墙墙肢的拉应力,该拉应力可能大于混凝土抗拉强度标准值.在进行超限高层抗震专项审查时,按照《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的要求,剪力墙构件需满足中震不屈服墙肢平均拉应力不超过2倍混凝土抗拉强度标准值的要求.基于高烈度地区的超限高层设计实践,讨论了中震计算方法;论述了剪力墙拉应力与受剪承载力的关系;阐述了墙体中震拉应力的工程计算方法;最后,给出了中震拉应力不满足要求时的一种工程处理方法.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】7页(P147-153)【关键词】超限高层;剪力墙;中震不屈服设计;墙肢平均拉应力;墙肢受剪承载力【作者】杨东全;朱嘉;张宏斌;赵联桢【作者单位】海南大学土木建筑工程学院,海口570228;海南大学土木建筑工程学院,海口570228;海南大学土木建筑工程学院,海口570228;海南大学土木建筑工程学院,海口570228【正文语种】中文我国《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(2010)[1]第十二条提出:“中震时出现小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土结构规程》中规定的特一级构造,拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢。

”随着人们在超限高层抗震专项审查实践中的进一步认识,新版的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(2015)[2](以下简称《技术要点》)进一步将其明确为:“中震时出现小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土结构规程》中规定的特一级构造。

中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力,且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用),全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松。

结构超限分析报告

结构超限分析报告

结构超限分析报告1. 引言本报告对某个结构的超限分析进行了详细的分析和评估。

超限分析是为了确定结构是否满足设计条件、超过承载能力或者是否需要加固等目的而进行的工程分析。

在本报告中,我们首先描述了所分析的结构,并说明了超限分析的目的和方法。

随后,我们详细介绍了结构的超限分析结果,并给出了相应的结论和建议。

2. 结构概述所分析的结构是建筑物的主体骨架,由柱、梁和板等组成。

该结构总共有X个楼层,每层承载的荷载和力学性质也各不相同。

在超限分析之前,我们对结构的基本参数、荷载信息和材料特性进行了搜集和整理。

3. 超限分析目标和方法超限分析的目标是评估结构的整体稳定性和承载能力是否满足设计要求。

我们采用了以下三种方法进行超限分析:3.1 结构静力分析通过结构静力分析,我们计算了结构在静止状态下的平衡和荷载分布情况,以评估结构的稳定性。

我们使用了某个商业软件进行了模型建立和分析,并考虑了结构的几何非线性和材料非线性。

3.2 结构动力分析结构动力分析是为了评估结构在地震或其他动力荷载下的响应情况。

我们采用了模态分析的方法,计算了结构的固有频率和振型,并根据地震加速度谱进行反应谱分析。

3.3 结构材料力学性能测试为了了解结构中使用的材料的力学性能,我们进行了材料试验。

试验内容包括混凝土和钢材的强度、刚度、变形能力等方面的测试。

通过试验结果,我们可以更准确地评定结构的承载能力和安全性。

4. 超限分析结果基于以上的分析方法和数据,我们得到了结构的超限分析结果。

以下是我们得出的一些结论:•结构静力和动力分析结果均显示该结构在设计荷载和地震荷载下的变形和应力均满足设计要求。

•安全系数分析表明,结构在静止和动态工况下都有足够的安全裕度。

•材料试验结果表明所使用的混凝土和钢材的强度和刚度等力学性能符合设计规定。

5. 结论和建议基于对结构的超限分析结果,我们得出以下结论和建议:•结构在设计荷载和地震荷载下具有足够的稳定性和承载能力,可以满足设计要求。

建质[2015]67号超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点

建质[2015]67号超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点
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可能造成的不利影响,避免过大的地震扭转效应。对不规则建筑的抗震设计要求, 可依据抗震设防烈度和高度的不同有所区别。
主楼与裙房间设置防震缝时,缝宽应适当加大或采取其他措施。 (四) 应避免软弱层和薄弱层出现在同一楼层。 (五) 转换层应严格控制上下刚度比;墙体通过次梁转换和柱顶墙体开洞, 应有针对性的加强措施。水平加强层的设置数量、位置、结构形式,应认真分析 比较;伸臂的构件内力计算宜采用弹性膜楼板假定,上下弦杆应贯通核心筒的墙 体,墙体在伸臂斜腹杆的节点处应采取措施避免应力集中导致破坏。 (六) 多塔、连体、错层等复杂体型的结构,应尽量减少不规则的类型和不 规则的程度;应注意分析局部区域或沿某个地震作用方向上可能存在的问题,分 别采取相应加强措施。对复杂的连体结构,宜根据工程具体情况(包括施工), 确定是否补充不同工况下各单塔结构的验算。 (七) 当几部分结构的连接薄弱时,应考虑连接部位各构件的实际构造和连 接的可靠程度,必要时可取结构整体模型和分开模型计算的不利情况,或要求某 部分结构在设防烈度下保持弹性工作状态。 (八) 注意加强楼板的整体性,避免楼板的削弱部位在大震下受剪破坏;当 楼板开洞较大时,宜进行截面受剪承载力验算。 (九) 出屋面结构和装饰构架自身较高或体型相对复杂时,应参与整体结构 分析,材料不同时还需适当考虑阻尼比不同的影响,应特别加强其与主体结构的 连接部位。 (十)高宽比较大时,应注意复核地震下地基基础的承载力和稳定。 (十一)应合理确定结构的嵌固部位。 第十二条 关于结构抗震性能目标: (一) 根据结构超限情况、震后损失、修复难易程度和大震不倒等确定抗震 性能目标。即在预期水准(如中震、大震或某些重现期的地震)的地震作用下结构、 部位或结构构件的承载力、变形、损坏程度及延性的要求。 (二) 选择预期水准的地震作用设计参数时,中震和大震可按规范的设计参 数采用,当安评的小震加速度峰值大于规范规定较多时,宜按小震加速度放大倍 数进行调整。 (三) 结构提高抗震承载力目标举例:水平转换构件在大震下受弯、受剪极 限承载力复核。竖向构件和关键部位构件在中震下偏压、偏拉、受剪屈服承载力 复核,同时受剪截面满足大震下的截面控制条件。竖向构件和关键部位构件中震 下偏压、偏拉、受剪承载力设计值复核。

什么是名义拉应力

什么是名义拉应力

带你深入了解名义拉应力2014年11月,在广州召开的第二十三届全国高层建筑结构学术交流会上,针对《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(以下简称“技术要点”)中关于钢筋混凝土受拉构件配置型钢的规定,两位勘察设计大师方小丹和肖从真展开了热烈的讨论.如今时隔已近五年,重看这场“神仙打架”,仍有很多新的体会.一些相关基础知识:1)强度等级C25~C80的混凝土,极限压应变为(3.0~3.3)×10-3,极限拉应变为(0.7~1.0)×10-4.混凝土裂缝宽度达到规范限值的0.2~0.3mm时,钢筋应力约为150~200MPa(光面钢筋)或200MPa~300MPa(螺纹钢筋),所以一般控制受拉构件的钢筋拉应力不超过200MPa.2)平均名义拉应力,不考虑应力沿截面的不均匀分布,也不考虑混凝土受拉开裂后刚度衰减和应力重分布,名义上仅等于拉力除以构件全截面面积的值,所以可以出现几倍ftk的名义拉应力.3)小偏心受拉构件的破坏特征:当拉力N的偏心距e0<h/6时(图a),构件全截面受拉,随着拉力N 的增大,拉应力较大一侧的混凝土先开裂,裂缝迅速向对边贯通,混凝土退出工作,拉力由纵筋As 和As'(指远离拉力一侧的纵筋,并非钢筋受压)共同承担;当偏心距h/6<e0<h/2-as时(图b),截面一侧受拉一侧受压,拉力增大时,受拉一侧混凝土先开裂.由于N位于As 和As'之间,As一侧的混凝土开裂后,随着N值的增大,As '一侧的混凝土从受压变成受拉,As'也变成受拉钢筋,裂缝沿全截面贯通,偏心拉力N由左右两侧的纵筋As 和As'共同承担.以上两种情况中,随着As 和As'先后屈服,截面发生破坏.当e0>h/6时(图c)为大偏心受拉,受拉区混凝土裂缝不会沿全截面贯通,直至破坏一直存在部分受压区,此处不再赘述.针对高层建筑底部钢筋混凝土构件可能存在的受拉问题,“技术要点”规定,“中震时出现小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土结构规程》中规定的特一级构造.中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力,且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用),全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松”.由于小偏心受拉和轴心受拉的混凝土构件的破坏特征相似,都是混凝土率先全部开裂.编制组认为此时承受拉剪复合作用的剪力墙破坏形式缺乏试验数据,更倾向于抗剪破坏沿水平通缝发生(平行于水平钢筋方向,类似于一级剪力墙沿水平施工缝抗剪验算时,不考虑水平分布筋的作用),而非沿45°斜截面,规范的斜截面抗剪承载力计算公式已不适用.所以“技术要点”规定的初衷都是控制受拉构件裂缝开展(避免出现贯通裂缝),保证构件在中大震拉剪、压剪往复作用下具有足够的承载能力.而控制水平裂缝开展的措施,即前面说的将钢筋拉应力控制在约200MPa.具体规定就是将小偏心受拉构件的构造措施提高,增加纵筋,减小裂缝.如果名义拉应力超过ftk,构件边缘的实际拉应力肯定比ftk更大,偏安全考虑直接增设型钢承担拉力.含钢率不超过2.5%时,名义拉应力宜不超过2ftk;含钢率超过2.5%时,名义拉应力可按比例适当放松,这两句话该如何理解和执行?假定剪力墙竖向分布筋配筋率按特一级取0.4%,含钢率2.5%时:不同混凝土强度等级下,对应的钢筋拉应力数据见下表:可见,含钢率不超过2.5%,名义拉应力不超过2ftk时,可控制钢筋拉应力均在200MPa以下.同样,名义拉应力适当放松也是近似以σs=200MPa为标准.以下验证3f,配筋率0.4%,含钢率3.8%时:tk针对“技术要点”的上述规定,方小丹对肖从真代表的编制组提出了一些质疑,小编根据自己的理解整理如下(过滤掉了双方实际一致,仅是表达方式不同的观点):1.通过增大配筋,使混凝土受拉裂缝宽度和构件抗剪承载力满足规范要求,即使名义拉应力超过ftk,也可以不配置型钢.2.全截面受拉开裂的砼构件,只要裂缝宽度较小,剪力作用下的破坏方式,绝大部分依然是沿45°斜截面,仍然可以有较大的斜截面受剪承载力.方大师现场举例验证第1条观点:举例正确无误,那是不是就意味着“技术要点”的规定有误?在认真思考过两位大师的观点之后,小编认为,两者从目标和实现手段上其实不存在矛盾,都是通过增大含钢率,使混凝土受拉裂缝宽度小于规范限值.换句话说,如果设定相同的开裂目标,即使不配置型钢,也需要增设同样强度当量的纵向钢筋.异议在于出发点不同,“技术要点”用于指导设计,要包络复杂情况、可操作性强,所以没有要求按照拉应力精确计算裂缝(肖大师原话“可以要求设计人给钢筋应力,但操作起来会比较麻烦”),而是简化为只要名义拉应力超过f,就认为混凝土开裂退出工作而要求配置型钢(未考虑实际应力tk的不均匀分布和裂缝实际开展情况,最被诟病之处),墙肢竖向分布筋一般按特一级最小配筋率0.40%考虑(实际可能少考虑了很多面积),以控制200MPa的型钢拉应力作为考察混凝土裂缝宽度的指标(200MPa拉应力对应0.3mm裂缝的结论,本身就具有非常大的偏差).也许正是认可以上简化可能对设计结果有较大影响,所以此条配置型钢的要求均为“宜”.具体操作时,如有条件对重点墙肢做如上验算并满足要求,应该可以不必“机械”的配置受拉型钢.对于第2条内容,两位大师持不同观点.如肖大师所言,全截面水平开裂的剪力墙,在拉剪复合作用下的破坏形式目前还缺乏试验研究.但谨慎的小编在重新翻看多版本大学混凝土教材时,均发现有关于此项试验的论述,摘抄部分内容如下:试验表明,当轴向拉力先作用于构件上时,构件将产生横贯全截面的法向裂缝.再施加横向荷载后,则在弯矩作用下,法向裂缝在受压区将闭合而在受拉区进一步开展,并在剪弯曲段出现斜裂缝.由于轴向拉力的作用,斜裂缝的宽度和倾角比受弯构件要大一些,混凝土剪压区高度明显比受弯构件小,有时甚至无剪压区.因此轴向拉力时构件的抗剪能力明显降低,降低的幅度随轴向拉力的增大而增加,但对箍筋的抗剪能力几乎没有影响.针对上述特点,《混凝土结构设计规范》提出了钢筋混凝土偏心受拉构件的斜截面受剪承载力计算方法(第6.3.22条).以上描述亦即方小丹大师在会上所表达的观点.而肖总所说的尚待研究的试验,当时限于时间原因,二人并未继续讨论.2018年4月和5月,肖总团队在《土木工程学报》发表了《钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验研究》和《钢筋混凝土剪力墙拉剪承载力分析》两篇文章,结论如下:(1)在拉剪共同作用下,剪力墙呈现出两种破坏模式.轴拉力的相对大小是决定剪力墙破坏模式的关键因素,轴拉力相对较小时发生剪压破坏,轴拉力相对较大时则发生滑移破坏.(2)轴拉力降低了剪力墙的抗剪承载能力.(3)截面纵筋的销栓作用提高了剪力墙的抗拉剪承载力.相比前述教材的试验结论,本次做了基于“轴拉力相对较小/大”的补充和细化内容,但并无颠覆性的结论.通过学习论文可知,“轴拉力相对较小/大”是指剪力与拉力的比值,两种抗剪破坏模式的分界与平均名义拉应力并无直接对应关系,个人认为还是无法作为控制平均名义拉应力的直接理由.认知浅薄,有待继续学习.现行《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》自2015年5月开始实施,上述讨论的内容未见相应的调整.但无论最终结论如何,这样级别的“神仙打架”充分体现了大师们科学严谨的治学态度和坦诚开明的论道精神,有机会学习领悟其中涵义,实属行业从业人员之幸事.名义拉应力到底怎么算呢?肖从真工作室给出了详细计算方法:墙肢受拉怎么办?先验算、再来看.对此,《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2015]67号)的第四章第十二条(四)款有明确要求.具体是怎么规定的呢?列出来:(四)确定所需的延性构造等级.中震时出现小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土结构规程》中规定的特一级构造.中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力,且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用),全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松.不过这个规定很多设计人员不明就里.今天小编就来说道说道这条规定.敲黑板、划重点,这180字的要求分为“红、蓝”两句理解就可以啦.怎么理解红句呢?其实红句的意思就是首先要计算“平均名义拉应力”,当时宜设置型钢,并应控制就可以啦.看起来很简单吧,不过括号里又说:可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用,咋考虑呢?就是按下式考虑:上式中,、分别为混凝土、型钢和(或)钢板的截面面积;、分别为混凝土、型钢和(或)钢板的弹性模量;就是中震时双向水平地震下的墙肢轴拉力.为什么要配置型钢?因为配置型钢可有效控制、并减小墙肢平均名义拉应力,更有利于满足的要求,这个大家都做到啦.再来看“蓝句”:全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松.这句话的重点在于“按比例”,也就是要以2.5%含钢率为基准来考虑放松的比例.比如,当含钢率为5.0%时,“平均名义拉应力”可放松至,换算成通用形式就是:时,“平均名义拉应力”宜满足.注意,这里还有一个“适当”,就是说可以稍微严格一些进行控制.为何以2.5%为准,而不是以1.5%或3.5%为准按比例放松呢?这是因为,控制墙肢拉应力水平的本意是避免墙肢受拉开裂严重后丧失了抗剪能力.而承受拉力的墙体正截面裂缝宽度是与钢筋的应力水平直接相关的.根据规范要求,混凝土构件的裂缝宽度一般不超过0.3mm,此时钢筋或型钢的平均拉应力一般不超过200MPa;应力200MPa对应的是3%,其中钢筋0.5%、型钢2.5%,因此以2.5%含钢率为准.为什么可以按比例适当放松呢?因为达到200MPa时钢筋和(或)型钢的应变约为1000,此时混凝土已开裂,拉力基本由钢筋和(或)型钢承担,而钢筋和(或)型钢所能承担的拉力是与含钢率呈一定比例的.经过这样的分解、剖析,你知道怎么计算墙肢的平均名义拉应力了吧.。

山西超限高层修筑工程抗震设防界定规定

山西超限高层修筑工程抗震设防界定规定

山西省超限高层建筑工程抗震设防界定规定第一条为进一步加强山西省超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作,根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号)及住房和城乡建设部《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质﹝2015﹞67号),结合山西省的实际情况,制定本规定。

第二条下列建筑工程属于超限高层建筑工程(一)房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构适用的最大高度,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章错层结构和第11章混合结构最大适用高度,超过《装配式钢结构建筑技术标准》第5章最大适用高度的高层建筑工程。

(二)房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。

(三)屋盖的跨度、长度或结构形式超过《建筑抗震设计规范》第10章及《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等空间结构规程规定的大型公共建筑工程(不含骨架支承式膜结构和空气支承膜结构)。

(四)其它超出国家现行规范、规程规定的适用高度或适用结构类型的高层建筑结构。

第三条抗震性能设计(一)当房屋高度在《高层建筑混凝土结构技术规程》B 级高度范围内时,比较规则的可按《高层建筑混凝土结构技术规程》进行设计。

一般不规则的高层建筑可根据需要确定相应的性能目标,其总体性能目标应达到《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.11.1条中性能水准“D”级或“C”级。

(二)其余超限高层建筑工程及超限大跨度屋盖工程应针对其不规则项的多少、程度和薄弱部位,明确提出为达到安全而比现行规范、规程的规定更严格的具体抗震措施及预期性能目标。

其总体性能目标应不低于《高层建筑混凝土结构技术规程》3.11.1条中性能水准“C”级。

第四条房屋高度超限界定(见表1)高度超限界定(m)表1注:1.平面和竖向均不规则(部分框支结构指框支层以上的楼层不规则),其高度应比表内数值降低至少10%。

全国超限审查要点

全国超限审查要点

全国超限审查要点 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点第一章总则第一条为进一步做好超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作,确保审查质量,根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号),制定本技术要点。

第二条本技术要点所指超限高层建筑工程包括:(一)高度超限工程:指房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。

(二)规则性超限工程:指房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。

(三)屋盖超限工程:指屋盖的跨度、长度或结构形式超出《抗震规范》第10章及《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等空间结构规程规定的大型公共建筑工程(不含骨架支承式膜结构和空气支承膜结构)。

超限高层建筑工程具体范围详见附件1。

第三条本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程,属于下列情况的,建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行抗震设防专项审查:(一)高度超过《高层混凝土结构规程》B级高度的混凝土结构,高度超过《高层混凝土结构规程》第11章最大适用高度的混合结构;(二)高度超过规定的错层结构,塔体显着不同的连体结构,同时具有转换层、加强层、错层、连体四种类型中三种的复杂结构,高度超过《抗震规范》规定且转换层位置超过《高层混凝土结构规程》规定层数的混凝土结构,高度超过《抗震规范》规定且水平和竖向均特别不规则的建筑结构;(三)超过《抗震规范》第8章适用范围的钢结构;(四)跨度或长度超过《抗震规范》第10章适用范围的大跨屋盖结构;(五)其他各地认为审查难度较大的超限高层建筑工程。

钢筋混凝土柱超限的解决方法

钢筋混凝土柱超限的解决方法

钢筋混凝土柱超限的解决方法摘要:针对建筑结构计算时钢筋混凝土柱轴压比超限或截面过大的问题,提出了解决的办法和实际应用中需要注意的事项。

Summary: Solutions and attentions in practical application,are raised to solve the problems of over limiting of reinforeced concrete column axle pressure ratio and section occurred in the calculation of archetectural structure.关键词:程序,计算模型,轴压比,短柱,高强混凝土Key words: Program, calculating model, axle pressure ratio, short column, high-strength concrete抗震设计过程中,如果承担竖向荷载的钢筋混凝土柱轴力过大,其延性将变小,容易发生脆性破坏,使柱突然丧失承载能力,其危害性不言而喻。

我国新《建筑抗震设计规范GB50011—2010》严格规定了钢筋混凝土柱的轴压比限值(见表1,适用于剪跨比大于2且混凝土强度等级不高于C60的情况),目的是为了使柱为大偏心受压,具有比较大的屈服后变形能力和耗能能力,增加建筑物的安全性。

多层建筑的高度比较低,荷载相对较小,一般不会因为要满足轴压比的限值而出现超大截面的“胖柱”。

高层建筑则不然,进行结构计算时,底部若干层柱截面尺寸往往由轴压比控制,虽然纵向钢筋仅为构造配筋,而柱子的截面却非常大,对经济、美观、实用等指标均有不同程度的影响,甚至出现对抗震不利的轴压比限值更加严格的短柱。

剪跨比不大于2时,轴压比限值见表2(对于剪跨比小于1.5的柱子,需要采取特殊构造措施,不在本文讨论范围之内)。

通过降低建筑物高度、开间尺寸或使用荷载等方法,虽然能减小柱的轴力,却使工程达不到计划的目标。

超限报告系列总07混凝土名义拉应力超过2ftk

超限报告系列总07混凝土名义拉应力超过2ftk

超限报告系列总07混凝土名义拉应力超过2ftk超限报告中的几点问题07——混凝土名义拉应力超过2ftk《全国超限高层抗震审查技术要点》中提到:“中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力,且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用),全截面型钢和钢板的含钢率超过 2.5%时可按比例适当放松。

”这条看似不起眼的意见,对我们的设计工作影响还是比较大的。

不少设计院据此设置型钢,不但在墙肢中设置型钢,在框架柱中也设置型钢,理由就是平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度强度标准值。

方小丹大师在第二十三届全国高层会议上对这个问题进行了阐述。

主要观点如下:1)钢筋混凝土小偏心受拉构件可以承担剪力;2)一般的钢筋混凝土构件是带裂缝工作的,正截面承载力计算并不考虑混凝土受拉承载力的贡献;3)钢筋可以承受拉力。

混凝土构件的受拉承载力与混凝土的名义拉应力无关。

4)控制混凝土构件裂缝宽度的关键因素是控制钢筋的拉应力而不是混凝土的拉应力。

假如构件混凝土强度等级为C60,钢筋采用三级钢,当混凝土名义拉应力达到2ftk 时,轴向受拉钢筋配筋率仅为1.4%;抗弯计算按构造配筋的话,其实综合配筋率也不高。

5)全截面受拉开裂的钢筋混凝土构件只要裂缝宽度较小,是可以承担剪力的,因为构件剪切破坏面(斜截面)穿过裂缝,也穿过未开裂的混凝土,还穿过水平和竖向配置的钢筋。

未开裂的混凝土以及水平钢筋提供了构件的受剪承载力。

6)构件一旦承受剪力就必然有弯矩,有可能改变了构件的受力状况,可能由轴心受拉或小偏拉变为大偏拉,此时构件截面有压区。

剪压区的存在反而提高了构件的受剪承载力。

根据对教材的理解,对剪压破坏来说,斜截面承载力失效的标志是剪压区混凝土压坏。

随着裂缝的开展,剪压区会越来越小,如果剪压区为零(甚至不到零),混凝土不再提供压力,截面失效。

一般情况下,受剪的时候,也会受弯,受弯就会在截面中形成压区,所以剪压区还是存在的,即,即使弯曲形成裂缝,但截面抗剪承载力还是存在的。

全国超限审查要点

全国超限审查要点

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点第一章总则第一条为进一步做好超限高层建筑工程抗震设防专项审查工作,确保审查质量,根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号),制定本技术要点。

第二条本技术要点所指超限高层建筑工程包括:(一)高度超限工程:指房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。

(二)规则性超限工程:指房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。

(三)屋盖超限工程:指屋盖的跨度、长度或结构形式超出《抗震规范》第10章及《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等空间结构规程规定的大型公共建筑工程(不含骨架支承式膜结构和空气支承膜结构)。

超限高层建筑工程具体范围详见附件1。

第三条本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程,属于下列情况的,建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行抗震设防专项审查:(一)高度超过《高层混凝土结构规程》B级高度的混凝土结构,高度超过《高层混凝土结构规程》第11章最大适用高度的混合结构;(二)高度超过规定的错层结构,塔体显着不同的连体结构,同时具有转换层、加强层、错层、连体四种类型中三种的复杂结构,高度超过《抗震规范》规定且转换层位置超过《高层混凝土结构规程》规定层数的混凝土结构,高度超过《抗震规范》规定且水平和竖向均特别不规则的建筑结构;(三)超过《抗震规范》第8章适用范围的钢结构;(四)跨度或长度超过《抗震规范》第10章适用范围的大跨屋盖结构;(五)其他各地认为审查难度较大的超限高层建筑工程。

第四条对主体结构总高度超过350m的超限高层建筑工程的抗震设防专项审查,应满足以下要求:(一)从严把握抗震设防的各项技术性指标;(二)全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行的抗震设防专项审查,应会同工程所在地省级超限高层建筑工程抗震设防专家委员会共同开展,或在当地超限高层建筑工程抗震设防专家委员会工作的基础上开展。

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超限报告系列总-混凝土名义拉应力超过ftk
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超限报告中的几点问题07——混凝土名义拉应力超过2ftk
《全国超限高层抗震审查技术要点》中提到:“中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力,且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用),全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松。


这条看似不起眼的意见,对我们的设计工作影响还是比较大的。

不少设计院据此设置型钢,不但在墙肢中设置型钢,在框架柱中也设置型钢,理由就是平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度强度标准值。

方小丹大师在第二十三届全国高层会议上对这个问题进行了阐述。

主要观点如下:
1)钢筋混凝土小偏心受拉构件可以承担剪力;
2)一般的钢筋混凝土构件是带裂缝工作的,正截面承载力计算并不考虑混凝土受拉承载力的贡献;
3)钢筋可以承受拉力。

混凝土构件的受拉承载力与混凝土的名义拉应力无关。

4)控制混凝土构件裂缝宽度的关键因素是控制钢筋的拉应力而不是
混凝土的拉应力。

假如构件混凝土强度等级为C60,钢筋采用三级钢,当混凝土名义拉应力达到2ftk时,轴向受拉钢筋配筋率仅为1.4%;抗弯计算按构造配筋的话,其实综合配筋率也不高。

5)全截面受拉开裂的钢筋混凝土构件只要裂缝宽度较小,是可以承担剪力的,因为构件剪切破坏面(斜截面)穿过裂缝,也穿过未开裂的混凝土,还穿过水平和竖向配置的钢筋。

未开裂的混凝土以及水平钢筋提供了构件的受剪承载力。

6)构件一旦承受剪力就必然有弯矩,有可能改变了构件的受力状况,可能由轴心受拉或小偏拉变为大偏拉,此时构件截面有压区。

剪压区的存在反而提高了构件的受剪承载力。

根据对教材的理解,对剪压破坏来说,斜截面承载力失效的标志是剪压区混凝土压坏。

随着裂缝的开展,剪压区会越来越小,如果剪压区为零(甚至不到零),混凝土不再提供压力,截面失效。

一般情况下,受剪的时候,也会受弯,受弯就会在截面中形成压区,所以剪压区还是存在的,即,即使弯曲形成裂缝,但截面抗剪承载力还是存在的。

极端一点情况,如果构件截面拉力比较大,首先在截面中形成通缝,在弯矩作用下,压区应力不足以使“压区裂缝”弥合,这时,其实是没有剪压区的,截面抗剪承载力还能存在吗?个人理解,在这一瞬间,通常意义上的抗剪承载力其实是有问题的,但这是一个瞬时状态,很快地,
截面会发生转动,底部裂缝会加大,又在上部形成压区,依然可以抗剪,但此时,构件很可能因变形过大而失效。

所以,对这种情况(比较少见)还是要慎重。

概括来讲,抗剪承载力可以分为两个层次,第一个层次,就是剪压区存在的情况,此时,承载力可按规范公式计算;第二个层次,剪压区破坏(包括首次弥合之后的剪压区),抗剪主要靠水平钢筋,钢筋破坏即是剪摩擦破坏。

虽然钢筋可以保证构件不会坠落,但构件变形会较大。

当然,在这种情况下,构件正截面承载力也大打折扣。

再来看看规范规定的受剪截面限制条件(即剪压比)。

根据教材及规范条文说明,
剪压比的规定有两个目的:一个是防止构件发生斜压破坏;什么意思呢?构件可以承受超越剪压比限值规定的承载力,但此时,构件将发生斜压破坏,规范给出的公式以及构造措施等一系列规定,均不适用;第二个目的,限制在使用阶段可能发生的裂缝宽度,间接通过保证剪压区高度,来限制裂缝宽度。

可见,构件剪压比决定的剪力和截面所受拉力是没有关系的。

拉力对抗剪承载力的影响,主要反映在截面抗剪承载力的计算过程中。

参考《混规》的计算公式。

算例1,钢筋混凝土柱,C40,HRB400,截面尺寸700X700mm,名义拉应力为2ftk时,即拉力约为2342kN,配筋按2.5%,计算得到钢筋拉应力为191Mpa,计算得到的最大裂缝宽度为0.274mm (小于0.3mm);箍筋按12@150(体积配箍率0.9%),抗剪承载力为709kN<0.2βcfcbh0;即名义拉应力达到2ftk时,通过增加纵筋的方式,可以满足规范对承载力的要求,不需要设置型钢。

算例2,剪力墙截面尺寸300X1500,C30,HRB400,中震作用下承受拉力2000kN,配筋率2%,计算裂缝宽度在0.3mm以内,混凝土名利拉应力4.06Mpa大于2ftk;水平分布筋2d12@200,剪压比按1.5,则受剪承载力为731.6kN,中震作用下的剪压比为0.08ftk。

可见,剪力墙满足正截面和斜截面承载力要求,虽然混凝土名义拉应力大于2ftk时,也不需要配置型钢。

结论是:下次再碰到混凝土名义拉应力超过ftk,甚至2ftk时,不要着
急加型钢,先增加钢筋,算一算正截面承载力、斜截面承载力以及裂缝能否满足规范要求,如果可以,型钢就可以免了。

我相信,这对设计方、施工方、业主,都是喜闻乐见的。

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