关于框架结构楼层受剪承载力的规范要求和通过工程实例用PKPM来调整参数,满足规范的要求

关于框架结构楼层受剪承载力的规范要求和通过工程实例用PKPM

来调整参数,满足规范的要求

摘要：框架结构楼层受剪承载力的规范要求用PKPM设计软件参数调整来满足规范的设计要求

关键词：受剪承载力，设计规范，PKPM设计软件，变形

Abstract: the framework structure floor the specification requirements of the shear bearing capacity with PKPM design software parameters adjustment to satisfy the standard design requirements

Key Words: shear bearing capacity, design norms, PKPM design software, deformation

根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001（以下简称抗规）表3.4.2-2中的规定，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%时，为结构竖向不规则。根据3抗规.4.3.2条的规定：平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：

（1） 竖向抗侧力构件不连续是，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。

（2） 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%。

根据抗规5.5.2条规定：结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算，应符合下列要求：

1 下列结构应进行弹塑性变形验算：

1)8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；

2)7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；

3)高度大于150m的钢结构；

4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；

5)采用隔震和消能减震设计的结构。

以7度区普通规则框架结构为例，分以下几种情况进行处理：

（1） 通过pkpm计算楼层受剪承载力不满足表3.4.2-2的规定，故一层为薄弱层，地震力乘以1.15的增大系数。薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不小于相邻上一楼层的65%。楼层屈服强度系数大于0.5.情况一

（2） 通过pkpm计算楼层受剪承载力不满足表3.4.2-2的规定，故一层为薄弱层，地震力乘以1.15的增大系数。薄弱层抗侧力结构的受剪承载力小于相邻上一楼层的65%。楼层屈服强度系数大于0.5. 情况二

（3） 通过pkpm计算楼层受剪承载力不满足表3.4.2-2的规定，故一层为薄弱层，地震力乘以1.15的增大系数。薄弱层抗侧力结构的受剪承载力大于相邻上一楼层的65%。楼层屈服强度系数小于0.5. 验算罕遇地震的变形满足抗规表5.5.5的要求。情况三

（4） 通过pkpm计算楼层受剪承载力不满足表3.4.2-2的规定，故一层为薄弱层，地震力乘以1.15的增大系数。薄弱层抗侧力结构的受剪承载力大于相邻上一楼层的65%。楼层屈服强度系数小于0.5. 验算罕遇地震的变形不满足抗规表5.5.5的要求。情况四

由于pkpm计算楼层受剪承载力选用的公式是《建筑抗震鉴定标准》GB50023—95的附录B02：矩形框架柱层间现有受剪承载力可按下列公式计算，并取较小值：

根据（B.0.2-1）公式不难发现：v与层高成反比，与柱顶柱底的弯矩和成正比。

根据（B.0.2-2）公式不难发现：v与剪跨比非线性成反比，与柱配箍率非线性成正比，与柱箍筋强度标准值非线性成正比，与混凝土标号非线性成正比，与竖向轴力非线性成正比。则我们在计算调整楼层承载力时参考上述关系来进行参数调整以达到满足规范关于受剪承载力的要求的目的。

Pkpm计算采用的是拟弱柱法，即无论框架是强梁弱柱型还是强柱弱梁型，均假定各楼层的柱端达到截面受弯承载力，即柱端形成塑性铰。所有材料均取用强度标准值，配筋采用实配钢筋。

对于情况一，可按实际情况进行计算和截面设计。

对于情况二，首要方案是对框架柱截面进行调整，必须满足薄弱层抗侧力结构的受剪

承载力小于相邻上一楼层的65%的要求，同时再重新验算楼层屈服强度系数。如楼层屈服强度系数大于0.5，则同情况一；如楼层屈服强度系数小于0.5，但验算罕遇地震的变形满足抗规表5.5.5的要求则同情况三；如楼层屈服强度系数小于0.5，但验算罕遇地震的变形不满足抗规表5.5.5的要求则则同情况四。如其他专业不允许调整柱截面，则需采取措施提高薄弱层的受剪承载力。

对于情况三，可按实际情况进行计算和截面设计。

对于情况四，需采取措施提高楼层受剪承载能力，依据pkpm计算，有如下几种方案：

（1） 适当调整层高

（2） 放大薄弱层地震力：

1） 调整0.2Q0调整系数，人为放大薄弱层地震剪力，达到楼层抗剪屈服强度系数大于0.5的要求。

2） 调整地震剪力放大系数，达到楼层抗剪屈服强度系数大于0.5的要求。

另注：调整全楼地震力放大系数，并不能实现抗规的相应要求，因为罕遇地震力也会放大。

（3） 加大柱截面降低轴压比。根据抗规要求：当位移角仍不满足时，可以加大柱截面降低轴压比，提高10%。

（4） 加大配箍率。根据抗规要求：可以加大柱配箍率特征值30%可以提高20%，但

是加上降低轴压比，累计提高不高于25%。

（5） 调整柱截面，增设剪力墙。

通过以上措施调整，增大薄弱层受剪承载力，以满足抗规的相应要求。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。