连梁刚度折减,需要被质疑的“固有”概念
狮子座很凶德
2024年02月08日 09:28:36
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▲ 素材:《建筑……结构》 ⑴ (选段) 就本书中关于 连梁刚度折减 的相关内容,段老师给出一些非正式的看法,旨在较为准确的在宏观上理解结构设计的基本概念、逻辑和做法。由于水平有限,讨论内容可能在表达方式和知识准确性方面有不妥之处,欢迎广大同行批评指正! 刚度折减梳理


素材:《建筑……结构》 (选段)


就本书中关于 连梁刚度折减 的相关内容,段老师给出一些非正式的看法,旨在较为准确的在宏观上理解结构设计的基本概念、逻辑和做法。由于水平有限,讨论内容可能在表达方式和知识准确性方面有不妥之处,欢迎广大同行批评指正!

刚度折减梳理   素材⑴所对于剪力墙连梁刚度折减在结构设计整个过程中的表达不是太完整和清晰,这里对于现阶段国标规范⑵和行标规程⑶剪力墙连梁刚度折减做全方面的梳理:
⑴、整体指标计算:对于侧向刚度比,扭转位移比、扭转周期比等整体规则性指标计算中,采用完全弹性的模型(连梁刚度不折减)进行计算。
⑵、地震作用计算:对于采用振型分解反应谱法计算地震作用时,结构各个振型的地震力大小与结构的刚度大小密切相关,地震力的计算采用完全弹性的模型(连梁刚度不折减)计算。
⑶、地震内力计算:结构在按照⑵计算后地震力作用下,计算各个振型下的地震内力(例如弯矩、剪力、轴力和扭矩)时,采用等效弹性模型(连梁刚度折减)计算。
⑷、地震变形计算:结构在按照⑵计算后地震力作用下,计算各个振型下的地震变形(例如:层间位移角)时,采用完全弹性模型(连梁刚度不折减)计算。
⑸、风和重力荷载效应计算:在计算荷载和重力荷载下的效应(包括内力效应和变形效应)时,采用完全弹性的模型(连梁刚度不折减)计算。
▲图一:钢筋混凝土剪力墙结构住宅

概念思辨   计算风荷载作用下的内力时,可否考虑连梁刚度折减?按照现阶段国标规范⑵和行标规程⑶是不可以的,而按照广东省规范⑷⑸则可以。
对比计算结构承载力时用到的小震和风荷载,小震是50年一遇,而风荷载也是50年一遇(比较高的高层建筑〔例如建筑高度不小于60m〕,用的是100年一遇,后续不再特殊说明),为什么地震作用下内力计算就可以对于剪力墙连梁刚度折减,而风荷载作用下内力计算就不可以对于剪力墙连梁刚度折减了呢?有同行说,地震很少见,风很常见,所以对于风荷载作用下连梁刚度不折减,是为了保证使用期间连梁不至于发生明显的裂缝。但是,风荷载尽管常见,50年一遇的风荷载常见吗?常见还能叫50年一遇吗?而结构设计在承载力方面计算用的可是50年一遇风荷载。
所以基于承载力计算时,小震地震作用和风荷载都是50年一遇,13版广东《高规》⑷和21版广东《高规》⑸对于风荷载下连梁承载力计算时允许适当刚度折减是合理的。

▲图二:风荷载作用下的建筑动态

值得批评   素材⑴所配置的插图2.17.1明显是克隆了现有书籍⑹⑺⑻的错误连梁变形插图,即连梁在上述弯矩和剪力作用下,左半部分应“下凹”,右半部分应“上凸”,即如资料⑼下图三示。
▲图三:钢筋混凝土连梁的变形


引注资料:

⑴  邹安宇,等. 建筑结构设计热点问题集萃—混凝土结构. 北京:中国建筑工业出版社, 2022 .

  中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震设计规范: GB50011-2010 (2016年版). 北京:中国建筑工业出版社,2016.

  中华人民共和国住房和城乡建设部. 高层建筑混凝土结构技术规程:JGJ03-2010. 北京:中国建筑工业出版社,2010.

  广东省住房和城乡建设厅. 高层建筑混凝土结构技术规程:DBJ 15--92-2023. 北京:中国建筑工业出版社,2013.

  广东省住房和城乡建设厅. 高层建筑混凝土结构技术规程:DB/T 15--92-2021. 北京:中国城市出版社,2021.

⑹  朱炳寅. 高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析JGJ3-2010. 北京:中国建筑工业出版社,2012.  P?? ?页 图7.1.3-1.

⑺  朱炳寅. 建筑抗震设计规范应用与分析(第二版) . 北京:中国建筑工业出版社,2017. P??? 页 图 6.4.7 1 .

⑻  中国建筑设计院有限公司. 结构设计统一技术措施. 北京:中国建筑工业出版社,2018. P?? 页 图 4 .3.4-1 .

  方鄂华. 高层建筑结构概念设计(第2版). 北京:中国建筑工业出版社,2014. P???页 图7-32(a).

来源:结构微理论 


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