一、概述 某项目共3栋塔楼,均存在转换梁面外搭梁问题,选取最不利楼栋对墙肢面外承载力进行抗震性能目标验算,性能目标如下:墙面外承载力按框支柱验算,需满足小震弹性、中震抗弯抗剪弹性、大震抗弯抗剪不屈服的要求。
某项目共3栋塔楼,均存在转换梁面外搭梁问题,选取最不利楼栋对墙肢面外承载力进行抗震性能目标验算,性能目标如下:墙面外承载力按框支柱验算,需满足小震弹性、中震抗弯抗剪弹性、大震抗弯抗剪不屈服的要求。
2、考察目标墙肢小中震抗震性能目标:小震弹性、中震抗弯弹性+抗剪弹性
2.1 为保证目标墙肢内力的准确性及安全富裕度,现采用多个计算模型进行对比:
小震加暗柱模型:
删除目标墙肢,用等尺寸柱代替,加点间采用刚性杆连接,真实模拟墙肢面外受力。
中震原始+0板厚模型:
转换层楼板厚度设为0,消除楼板对梁翼缘影响,用以提取转换梁内力,由此估算目标墙肢内力。
由上表可知,目标墙肢小中震控制内力基本相同,暗柱建模与墙建模内力水平基本相当。目标墙肢自身轴力远大于框支梁传递的剪力。
根据经验,
目标墙肢弯矩大小按框支梁梁端弯矩2/3考虑,计算内力保守取为:小震My=5300KN.m,N=25000KN;中震My=5800KN.m,N=25000KN。以此来验算小中震正截面弹性承载力。
暗柱尺寸参考《高规》7.1.6取值,b=梁宽+650mm=2800mm,h=600mm,混凝土强度C60,层高6.7m,对称配筋,My=5300KN.m,N=25000KN。经验算属于大偏压构件,单侧计算配筋As=A’s=6890mm,双侧纵筋配筋率ρ=As/A=6890/600/2800=
0.41%,计算配筋较小。
暗柱尺寸参考《高规》7.1.6取值,b=梁宽+650mm=2800mm,h=600mm,混凝土强度C60,层高6.7m,对称配筋,My=5800KN.m,N=25000KN。经验算属于大偏压构件,单侧计算配筋As=A’s=8450mm,单侧纵筋配筋率ρ=As/A=8450/600/2800=
0.50%,计算配筋较小。
施工图墙肢(AZ17)实际配筋按暗柱配置,如下图所示,面外受力方向单侧配筋率为
0.75%,大于计算配筋率;全截面配筋率为
1.72%,大于构造配筋率1.6%(特一级),满足要求。
3、目标墙肢大震抗震性能:大震抗弯不屈服+抗剪不屈服
大震原始+0板厚模型:
同“中震原始+0板厚模型”
计算内力保守取为My=6500KN.m,N=25000KN,以此来验算大震正截面不屈服承载力。
暗柱尺寸b=梁宽+650mm=2800mm,h=600mm,混凝土强度C60,层高6.7m,对称配筋,My=6500KN.m,N=25000KN。经验算属于大偏压构件,单侧计算配筋As=A’s=11816mm,单侧纵筋配筋率ρ=As/A=11816/600/2800=
0.71%,小于目标墙肢(AZ17)单侧实际配筋率0.75%,满足要求。
由上表可知,所有典型墙肢单侧计算配筋率均小于单侧实际配筋率,满足要求。且典型墙肢全截面配筋率均超过或接近特一级框支柱构造配筋。
5、小结:经验算,1栋1单元面外搭接框支梁核心筒外壁满足小震弹性,中震弹性,大震不屈服的性能目标。
由于楼层较多、高度较大,底部转换层竖向构件轴压较大,较大轴力有利于竖向构件抗弯,抵消部分墙肢面外弯矩的不利作用。本文以1栋1单元和1栋4单元为例,对典型墙肢抗震性能目标进行了验算,结果表明各构件均满足小震弹性,中震弹性,大震不屈服的性能目标。面外搭梁墙肢处设暗柱,并按计算及框支柱构造要求配筋,可保证结构安全。
整个分析得出这样一个结构概念:住宅中类似转换结构,面外搭转换梁的墙肢做600mm厚即可,但配筋需按框支柱执行。
知识点:转换梁面外搭接墙肢承载力验算