胡争锋
一、前言
在建筑结构抗震设计中,轴压比是影响竖向构件破坏形态的一个重要参数,以柱为例,经试验研究证明,轴压比越大,柱预压应变μ就越大,损失的转角越大,截面的曲率延性越差,耗能能力越小,对结构抗震十分不利,因此结构设计控制轴压比限值就显得尤为重要。
我国《建筑抗震设计规范》6.3.6条、《混凝土结构设计规范》11.4.16条、《高层建筑混凝土结构技术规程》6.4.2条以及《建筑隔震设计标准》GB/T 51408-2021(以下简称隔标)第6.3.16条均对柱轴压比限值做了相应的规定,其中《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》柱轴压比均是采用多遇地震下的地震作用计算的,而《隔标》采用设防地震进行结构承载力和变形验算,即《隔标》柱的轴压比计算是采用设防地震下的地震作用计算的。但是对于轴压比的限值要求,《隔标》与《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》保持一致。为了实现与其他现行设计标准的协调统一,《隔标》对柱轴压比的计算公式做了一定的调整,引入轴压比调整系数的概念。
二、隔标对柱轴压比计算的相关规定:
三、YJK软件计算隔震建筑柱轴压比校核:
1. YJK软件计算的柱轴压比:
在设计结果—轴压比菜单查看某柱的轴压比,程序验算结果为0.55,如图1所示:
图1程序输出的柱轴压比
2. 柱构件信息截图:
点击构件信息查看该柱的基本计算信息,如图2所示,柱截面尺寸:600x600mm,混凝土强度等级C35(混凝土轴心抗压强度设计值16.7N/mm2),考虑设防地震作用组合下的柱轴压力设计值3556.4kN,
图2 柱构件信息
3. 按《隔标》要求进行手工校核柱在设防地震组合作用下的轴压比:
本项目未执行通用规范,重力荷载分项系数取值1.2,水平地震作用分项系数取值1.3,竖向地震分项系数取0.5。将以上计算的信息代入隔标6.3.16条的轴压比计算公式进行手工校核,手核过程如下。
柱在重力荷载代表值作用下的轴压力设计值:
柱在设防地震作用下的轴压力设计值:
柱考虑设防地震作用组合的轴压力设计值N:
(与构件信息输出的控制轴压比的轴力一致)
轴压比调整系数:
柱考虑设防烈度地震组合作用的轴压比:
4.结论:
手核和软件计算结果一致,轴压比均为0.55,对于隔震建筑,如果隔震结构设计方法选用“直接设计法”,YJK软件严格按照新隔震标准6.3.16条计算柱轴压比。