李高仰
JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)第8.1.3条规定框架剪力墙根据结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值确定结构体系,《高规》第8.1.4及10.2.17条规定框架部分承受的地震作用下剪力与各层地震作用标准值的占比影响框架柱或框支柱的0.2V0调整系数从而影响柱子的配筋。因此,确定构体系和框架柱(框支柱)0.2V0调整系数对结构设计起着至关重要的作用。下文主要介绍下在YJK软件中与该统计相关的各项参数。
工程师对于端柱的建模方式同样影响倾覆力矩的比值,端柱的建模方式有两种:一种是按框架柱与剪力墙建模,软件会自动识别为端柱,此种方式在YJK软件中有参数控制端柱的统计方式,详图 1和图 2,本文着重介绍参数对剪力和倾覆弯矩的影响。另一种是按墙建立模型,此种剪力墙的面内、面外内力均统计同墙,本文不再赘述。
剪力墙端柱按照柱建模时YJK软件控制参数主要有图 1和图 2。图 1中红框内的参数软件默认是勾选的,图 1中“支撑的倾覆弯矩、0.2V0剪力”默认不勾选统计到剪力墙,该参数对倾覆力矩和剪力统计也有较大的影响,但仅对有支撑的结构起作用且较为容易理解,本文不以参数作为控制选项做对比。图 2 “剪力墙端柱的面外剪力统计到框架部分”默认不勾选。
案例一根据上述二图的参数建立一个2*2跨的带端柱的框架-剪力墙结构,详3和4所示。根据不同的参数组合设置了8个对比模型,详5。
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表 1为不同参数设置8个对比模型的端柱、剪力墙剪力和倾覆弯矩结果汇总。
对比 参数 层号 塔号 方向 | 高级参数 端柱剪力、倾覆弯矩统计与墙 (软件默认) | 高级参数 端柱剪力、倾覆弯矩统计与墙 (不勾选) | ||
不勾选面外剪力 统计与框架 | 勾选面外剪力 统计与框架 | 不勾选面外剪力 统计与框架 | 勾选面外剪力 统计与框架 | |
模型1 | 模型2 | 模型1A | 模型2A | |
层号 塔号 方向 | 柱倾覆弯矩 | 柱倾覆弯矩 | 柱倾覆弯矩 | 柱倾覆弯矩 |
2 1 X | 19 | 19 | 18.4 | 18.4 |
1 1 X | 37.2 | 37.2 | 45.6 | 45.6 |
2 1 Y | 92.1 | 115.6 | 115.6 | 115.6 |
1 1 Y | 231.3 | 275.8 | 275.8 | 275.8 |
层号 塔号 方向 | 墙弯矩 | 墙弯矩 | 墙弯矩 | 墙弯矩 |
2 1 X | 89 | 89 | 89.5 | 89.5 |
1 1 X | 224.1 | 224.1 | 215.7 | 215.7 |
2 1 Y | 26.1 | 2.6 | 2.6 | 2.6 |
1 1 Y | 59.9 | 15.5 | 15.5 | 15.5 |
层号 塔号 方向 | 柱剪力 | 柱剪力 | 柱剪力 | 柱剪力 |
2 1 X | 5.7 | 5.7 | 5.6 | 5.6 |
1 1 X | 5.5 | 5.5 | 8.2 | 8.2 |
2 1 Y | 27.7 | 35 | 35 | 35 |
1 1 Y | 41.9 | 48.5 | 48.5 | 48.5 |
层号 塔号 方向 | 墙剪力 | 墙剪力 | 墙剪力 | 墙剪力 |
2 1 X | 27 | 27 | 27.1 | 27.1 |
1 1 X | 40.9 | 40.9 | 38.2 | 38.2 |
层号 塔号 方向 | 墙剪力 | 墙剪力 | 墙剪力 | 墙剪力 |
2 1 Y | 8.1 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
1 1 Y | 10.5 | 3.9 | 3.9 | 3.9 |
由表 1中可知:
1. 剪力与倾覆弯矩(面内、面外)统计是对应的,同时统计到框架或墙。
2. 高级选项中“端柱剪力、倾覆弯矩统计与墙”不勾选,图2不起作用。
3. 参数是否勾选会影响剪力及倾覆弯矩的统计。
端柱是剪力墙的一部分,实际受力时柱与墙是变形协调,按柱建模的技术条件成熟,且是设计师较为认可的一种处理方式,按墙建模时因为墙尺寸较短导致网格划分过少导致精度偏低,存在一定程度的应力集中,且只有面内设计的结果,故建议采用考虑端柱设计边缘构件和查看轴压比,端柱的倾覆弯矩和剪力建议均应统计到墙部分。