超限報(bào)告系列總 04層間位移角超限

1、 -KP001超限報(bào)告中的幾點(diǎn)問題04層間位移角超限關(guān)于結(jié)構(gòu)層間位移角限值的問題，頗受爭議。前段時(shí)間，吳偉河在iStructure圖文并茂地講述了“層間位移角超限怎么辦？”這個(gè)問題，個(gè)人認(rèn)為，講得非常好。在閱讀過程中，筆者自己曾經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)讀過的相關(guān)資料，也一并在腦海中浮現(xiàn)。索性，把不同的觀點(diǎn)都羅列出來，各種緣由，便一目了然。1、抗規(guī)5.5.1條及條文說明“計(jì)算樓層內(nèi)最大的彈性層間位移時(shí)，除以彎曲變形為主的高層建筑外，可不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形”；“計(jì)算時(shí)，一般不扣除由于結(jié)構(gòu)重力P-效應(yīng)所產(chǎn)生的水平相對位移，高度超過150m或H/B6的高層建筑，可以扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲所產(chǎn)生的樓層水平絕對位移值，因?yàn)?/p>

2、以彎曲變形為主的高層建筑結(jié)構(gòu)，這部分位移在計(jì)算的層間位移中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，加以扣除比較合理。如未扣除，位移角限值可有所放寬?！?、魏鏈總相關(guān)文獻(xiàn)論高層建筑結(jié)構(gòu)層間位移角限值的控制“在高層建筑中，發(fā)生最大層間位移的樓層一般位于結(jié)構(gòu)的中部、偏上或偏下，恰恰那里的豎向構(gòu)件兩端轉(zhuǎn)角較大，造成無論是柱或剪力墻，它們的非受力層間位移均很大，而受力層間位移則很小，因此用總的層間位移作為控制高層建筑豎向桿件的受力層間位移的措施是值得商榷的，那種認(rèn)為層間位移角最大的樓層是受力最危險(xiǎn)的樓層，在概念上是不正確的?！笨蚣艚Y(jié)構(gòu)層間位移角曲線與受力層間位移角曲線框筒結(jié)構(gòu)層間位移角曲線與受力層間位移角曲線“結(jié)構(gòu)豎向桿件，無

3、論是柱或剪力墻，其受力層間位移往往都是底部最大，沿高往上變化總體趨勢是在減小，因此控制結(jié)構(gòu)的受力層間位移應(yīng)著眼于控制結(jié)構(gòu)的底部而不是結(jié)構(gòu)的中上部?！蔽嚎倢Σ煌Y(jié)構(gòu)類型受力層間位移角限值的建議如下。地王大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干問題“在地王大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，日本新日鐵公司開始也是以層位移差計(jì)算結(jié)果作為層間位移，結(jié)果在第57層出現(xiàn)層間位移角達(dá)1/274的情況，遠(yuǎn)超我國規(guī)范的規(guī)定?！薄暗赝醮髲B橫風(fēng)在風(fēng)荷載作用下，第57層的層位移角雖達(dá)到1/274，但是，筒體剪力墻的受力層間位移角只有1/28195，原因是層底轉(zhuǎn)角引起了層頂很大的剛體位移，由此可以肯定剪力墻不但承載力足夠，而且一定不會(huì)出現(xiàn)受力裂縫。至于層間變形對

4、于裝修構(gòu)件的影響，另有專門措施考慮解決。”XX項(xiàng)目超限報(bào)告“風(fēng)載作用下最大層間位移角的限值需考慮以下因素：1）計(jì)算層間位移角時(shí)考慮結(jié)構(gòu)重力P-效應(yīng)；2）計(jì)算層間位移角時(shí)考慮地下室構(gòu)件的影響；3）采用結(jié)構(gòu)剛度折減系數(shù)時(shí)，限值規(guī)定宜增大，反之宜減?。?）保證填充墻、隔墻和幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好。建筑幕墻（GBT21086-2007）規(guī)范規(guī)定，建筑幕墻平面內(nèi)變形性能以建筑幕墻層間位移角為性能指標(biāo)?？癸L(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)指標(biāo)值應(yīng)不小于主體結(jié)構(gòu)彈性位移角限值，一般約1/2001/300;填充墻正常使用狀態(tài)允許的層間位移角可大于1/400；基于以上兩條，風(fēng)荷載作用下層間位移角的限值不需按不同結(jié)構(gòu)類型區(qū)分；5）高層建筑

5、的層間位移角越大，結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)加速度越大，對結(jié)構(gòu)的舒適度不利；6）考慮到層間位移角計(jì)算中有些因素難以定量考慮，確定最大層間位移角限值時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余地。以上分析和研究表明，現(xiàn)行彈性變形計(jì)算方法未考慮剛度折減的因素，使計(jì)算結(jié)果偏小；也未能考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度的影響，使計(jì)算結(jié)果偏大，二者都難以準(zhǔn)確定量計(jì)算，再考慮到風(fēng)荷載存在一定的非確定性。綜合考慮以上因素，當(dāng)不考慮剛度折減系數(shù)時(shí)，各類高層建筑風(fēng)荷載作用下的最大層間位移角限值取1/3501/400是基本合理的。”3、方小丹總相關(guān)觀點(diǎn)1）我國規(guī)范認(rèn)為小震作用屬正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)應(yīng)保持“彈性”，故以鋼筋混凝土構(gòu)件（包括柱、剪力墻）開裂時(shí)的層間位移角

6、作為多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性位移角限值。2）規(guī)范要求對計(jì)算周期乘以小于1的系數(shù)來加以修正，框架結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)為0.6-0.7，框-剪結(jié)構(gòu)為0.7-0.8，剪力墻結(jié)構(gòu)為0.9-1。然而，結(jié)構(gòu)分析得到的位移卻沒有相應(yīng)修正。3）鋼與混凝土的彈性模量相差約510倍，對鋼筋混凝土受彎或大偏壓（拉）構(gòu)件而言，混凝土開裂時(shí)鋼筋的應(yīng)力還很小。即使是豎向荷載長期作用的受彎構(gòu)件，如一般的鋼筋混凝土梁，正常使用狀態(tài)下也是帶裂縫工作的，但這并不妨礙我們用彈性方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。4）鋼筋混凝土柱和剪力墻正常使用階段主要內(nèi)力是豎向荷載引起的壓力。在風(fēng)荷載和可能發(fā)生的地震作用下，只要鋼筋不屈服，仍處于彈性階段，即使混凝

7、土開裂，也不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全性。并且，在短時(shí)間作用的橫向力卸載后，可能出現(xiàn)的裂縫也會(huì)閉合，這比豎向荷載長期存在的受彎鋼筋混凝土梁更容易滿足耐久性要求。5）對于結(jié)構(gòu)中不同位置的剪力墻，在水平荷載作用下，相同層間位移角，各剪力墻的受力卻可能差異較大。結(jié)構(gòu)中和軸附近的剪力墻可能小偏心受壓，沒有裂縫；遠(yuǎn)離中和軸的剪力墻可能大偏心受壓，即截面中有受拉區(qū)，混凝土可能開裂。以控制結(jié)構(gòu)層間位移角的方法保證剪力墻、柱混凝土不開裂實(shí)際上并沒有根據(jù)。6）重現(xiàn)期50、100年的風(fēng)荷載和地震荷載屬短期荷載，需進(jìn)行構(gòu)件承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，一般無需限制墻、柱的混凝土是否開裂。有特別要求的，可由構(gòu)件截面設(shè)計(jì)加以解決。7）考慮

8、到設(shè)計(jì)上的方便，可采用混凝土高規(guī)的做法，不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲的影響，但大幅度放寬層間位移角限值。重現(xiàn)期50年風(fēng)荷載作用下只需控制結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移，一般1/5001/400;小震作用下層間位移角1/3501/300。之所以不是鋼結(jié)構(gòu)的1/250，是考慮對混凝土結(jié)構(gòu)剛度的折減。4、廣東省東莞會(huì)議紀(jì)要“框架結(jié)構(gòu)不宜大于1/400；高150米及以下的框架-剪力墻、框架-核心筒結(jié)構(gòu)不宜大于1/500，剪力墻結(jié)構(gòu)不宜大于1/600；高250米及以上結(jié)構(gòu)不宜大于1/400；高150米250米之間可內(nèi)插確定；鋼結(jié)構(gòu)不宜大于1/250；小震作用下樓層的層間位移角可按上述限值控制，但應(yīng)進(jìn)行中、大震抗震性能設(shè)計(jì)，大震作用下彈塑性層間位移角限值按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定執(zhí)行?！?、深圳超限預(yù)審專家觀點(diǎn)以下是我們參與的一個(gè)項(xiàng)目