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1、第 43 卷 第 8 期 2013 年 4 月下 建 筑 結(jié) 構(gòu) Building Structure Vol 43 No 8 Apr 2013 昆明同德廣場(chǎng)超限設(shè)計(jì) 鄭少昌 ， 鄭建東 ( 廣州瀚華建筑設(shè)計(jì)有限公司 ， 廣州 510655) 摘要 昆明市同德廣場(chǎng)為新建大型商業(yè)建筑 ， 采用框剪結(jié)構(gòu) ， 具有樓板不連續(xù) 、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則 、構(gòu)件間斷等不規(guī)則 類型 ， 屬超限高層建筑工程 。介紹了該結(jié)構(gòu)的超限設(shè)計(jì) ， 包括結(jié)構(gòu)選型 、彈性計(jì)算 、彈性時(shí)程分析和動(dòng)力彈塑性計(jì) 算等 。分析結(jié)果表明結(jié)構(gòu)整體能達(dá)到設(shè)計(jì)所定的抗震設(shè)防目標(biāo) 。 關(guān)鍵詞 框架 -剪力墻結(jié)構(gòu) ; 樓板不連續(xù) ; 靜力彈塑性分析 ;

2、 動(dòng)力彈塑性分析 中圖分類號(hào) : TU973. 3 + 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : A 文章編號(hào) : 1002-848X( 2013) 08-0010-04 Overlimit design for Kunming Tongde plaza Zheng Shaochang， Zheng Jiandong ( Guangzhou Hanhua Architects + Engineers LTD ， Guangzhou 510655， China) Abstract: Kunming Tongde plaza which is a new large market in Kunming city is

3、a frame-shear wall structure The discontinuous floors， irregular torsion and discontinuous members are the most characteristics of this overlimit structure Overlimit designs of the structure were introduced， such as the structural type selection， elastic analysis， elastic time history analysis， dyna

4、mic elastic-plastic analysis and so on Analysis results show that the structure can achieve the goal of earthquake resistance design Keywords: frame-shear wall structure; discontinuous floor; static elasto-plastic analysis; dynamic elasto-plastic analysis 作者簡(jiǎn)介 : 鄭少昌 ， 雙學(xué)士 ， 高級(jí)工程師 ， 副總工程師 ， 一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu) 工程

5、師 ， 注冊(cè)土木工程師 ( 巖土 ) ， Email: 765049791 qq com。 1 工程概況 同德廣場(chǎng)工程位于昆明市東風(fēng)路大白廟 A5 地 塊 ， 為集商業(yè) 、餐飲于一體的多功能建筑 ， 地下 3 層 、 地上 7 層 ， 總建筑面積為 105 480. 9m 2 ， 建筑總高度 為 42. 90m， 屬乙類高層建筑 。采用鋼筋混凝土框 架 -剪力墻結(jié)構(gòu)體系 。其建筑效果圖如圖 1 所示 。 圖 1 建筑效果圖 根據(jù)規(guī)范 1， 2 ， 本工程結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí) ， 結(jié) 構(gòu)重要性系數(shù)為 1. 1; 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類別為乙 類 ; 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí) ; 建筑高度為 A 級(jí) ;

6、結(jié) 構(gòu)抗震設(shè)防烈度為 8 度 ; 建筑場(chǎng)地類別為 類 ， 基本 風(fēng)壓按 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 ( GB 500092001) 取 為 0. 30kN/m 2 。 2 結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)超限類型的確定 本項(xiàng)目為大型商業(yè)建筑 ， 為盡可能地獲得開(kāi)敞 通透的空間 ， 采取了以 8. 4m 8. 4m 為主的典型柱 網(wǎng) ， 在樓梯 、電梯間布置剪力墻 ， 形成框架 -剪力墻結(jié) 構(gòu)體系 。主框架梁 、次梁 、框架柱橫截面尺寸分別為 400 800， 250 600， 900 900( 900) ， 剪力墻厚度 為 200 400。各樓層混凝土強(qiáng)度等級(jí)見(jiàn)表 1。典型 樓層 ( 2 層 ) 結(jié)構(gòu)平面布置如圖 2 所

7、示 ， 建筑剖面示 意如圖 3 所示 。 本工程超限有 3 點(diǎn) : 1) 部分豎向構(gòu)件在 1 層及 地下 1 層不連續(xù) ; 2) 扭轉(zhuǎn)位移比超過(guò) 1. 2( 最大扭轉(zhuǎn) 位移比為 1. 39) ， 屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則 ; 3) 建筑平面樓板 開(kāi)洞面積大于 30% ( 有效寬度為原來(lái)的 27% ) ， 屬 各樓層混凝土強(qiáng)度等級(jí) 表 1 部位 地下 3 層 地上 2 層 3， 4 層 5， 6 層 7 層 ， 天面層 墻 、柱 C50 C45 C40 C35 梁 、板 C30 C30 C30 C30 圖 2 2 層結(jié)構(gòu)平面布置 第 43 卷 第 8 期 鄭少昌 ， 等 昆明同德廣場(chǎng)超限設(shè)計(jì) 圖 3 建筑

8、剖面示意 于樓板不連續(xù) ， 為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn) 3， 4 。 3 結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算結(jié)果 針對(duì)本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ， 參照規(guī)范 1 ， 設(shè)定本 結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)為 C， 不同地震水準(zhǔn)下的結(jié)構(gòu) 和構(gòu)件的抗震性能目標(biāo)見(jiàn)表 2。 結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo) 表 2 地震水準(zhǔn) 小震 ( 性能水準(zhǔn) 1) 中震 ( 性能水準(zhǔn) 3) 大震 ( 性能水準(zhǔn) 4) 結(jié)構(gòu)性 能目標(biāo) 完好 無(wú) 損 壞 、變 形小于彈性位移 限值 輕度 損 壞 ， 變 形 小于 3 倍彈性位 移限值 中度 損 壞 ， 變 形 不大于 0. 9 倍塑 性變形限值 層間位移 角限值 1 /800 1 /267 1 /110 構(gòu)件 性能 設(shè)計(jì) 指標(biāo)

9、注 1 無(wú)損壞 輕微損壞 輕度損壞 2 無(wú)損壞 輕微損壞 部分構(gòu)件中度損 壞 3 無(wú)損壞 輕度 中度損壞 中度 損 壞 、部 分 比較嚴(yán)重?fù)p壞 4 無(wú)損壞 輕微損壞 輕度損壞 5 無(wú)損壞 輕微損壞 輕度損壞 6 拉應(yīng)力不超過(guò)混 凝土抗拉強(qiáng)度設(shè) 計(jì)值 彈性 狀 態(tài) ， 承 載 力按設(shè)計(jì)值復(fù)核 輕度損壞 注 : 1 為剪力墻加強(qiáng)部位 ; 2 為標(biāo)準(zhǔn)層豎向構(gòu)件 ; 3 為主要框 架梁及耗能連梁 ; 4 為一般樓板 ; 5 為樓層中間連接體四角鋼混凝 土柱及連接四角的鋼混凝土梁 ; 6 為樓層中間連接體樓板 。輕微損 壞為稍加修理即可繼續(xù)使用 ， 承載力按標(biāo)準(zhǔn)值復(fù)核 ; 輕度損壞為一 般修理后可繼續(xù)使

10、用 ， 承載力按極限值復(fù)核 ; 中度損壞為修復(fù)或加 固后可繼續(xù)使用 ， 承載力達(dá)到極限值后能維持穩(wěn)定 ， 降 低 少 于 5% ; 比較嚴(yán)重?fù)p壞為需排險(xiǎn)大修 ， 承載力達(dá)到極限值后能維持穩(wěn) 定 ， 降低少于 10%。 針對(duì)上述抗震性能目標(biāo) ， 分別采用以下不同的 計(jì)算程序?qū)ζ溥M(jìn)行分析 : 1) 用 SATWE 進(jìn)行了常規(guī) 的小震參與組合的計(jì)算 、中震驗(yàn)算及彈性時(shí)程補(bǔ)充 分析 ; 2) 用廣廈軟件進(jìn)行了小震參與組合的整體指 標(biāo)的對(duì)比計(jì)算 ; 3) 用 ETABS 進(jìn)行彈性樓板的應(yīng)力分 析計(jì) 算 ; 4 ) 用 PKPM 進(jìn) 行 靜 力 彈 塑 性 分 析 ( Pushover) ; 5) 用 P

11、erform-3D 進(jìn)行中震 、大震動(dòng)力彈 塑性時(shí)程分析 。 3. 1 風(fēng)荷載和小震作用下的彈性分析 按規(guī)范要求本項(xiàng)目采用 2 個(gè)不同力學(xué)模型結(jié)構(gòu) 分析軟件 ( SATWE 軟件和廣廈建筑結(jié)構(gòu) CAD 軟件 ) 進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)整體計(jì)算 ， 考慮到本項(xiàng)目樓 板削弱較大 ， 計(jì)算層間位移 、層側(cè)向剛度比和位移比 時(shí)不采用強(qiáng)制剛性樓板的假定 ， 而是將樓板劃分為 上 、下剛性板塊及中間彈性板塊 ; 在進(jìn)行樓板應(yīng)力計(jì) 算時(shí)對(duì)相應(yīng)的樓層采用彈性膜模型 ; 結(jié)構(gòu)嵌固部位 設(shè)在首層 ， 僅嵌固水平位移不固定轉(zhuǎn)角 ， 地下室與上 部結(jié)構(gòu)整體建模以考慮其對(duì)上部塔樓的影響 。計(jì)算 結(jié)果見(jiàn)表 3， 結(jié)果表明

12、: 本工程各項(xiàng)整體指標(biāo)均能滿 足相關(guān)規(guī)范的有關(guān)要求或未超出規(guī)范規(guī)定的最大限 值 ; 墻 、柱的軸壓比和各構(gòu)件的強(qiáng)度及變形也均能滿 足規(guī)范的要求 ， 完全能達(dá)到小震作用下 “完好無(wú)損 壞 、變形小于彈性位移限值 ”的第一階段的抗震性 能目標(biāo) 。 小震作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果 表 3 計(jì)算內(nèi)容 方向 SATWE CAD 基底剪力 /kN X 75 133 67 806 Y 86 062 80 225 傾覆彎矩 /( kNm) X 2 014 712 1 999 993 Y 2 340 890 2 378 821 周期 T 1 /s 0. 979 0 1. 079 7 T 2 /s 0. 815 8 0

13、. 834 6 T 3 /s 0. 757 4 0. 765 3 T 3 /T 1 0. 774 0. 709 50 年一遇風(fēng)荷載 下最大層間位移 角 ( 所在樓層 ) X 1 /9 999( 全樓 ) 1 /9 999( 全樓 ) Y 1 /9 999( 全樓 ) 1 /8 427( 6 夾層 ) 地震作用下最大 層 間 位 移 角 ( 所 在樓層 ) X 1 /895( 6 夾層 ) 1 /803( 6 層 ) Y 1 /1 039( 7 夾層 ) 1 /1 051( 7 夾層 ) 扭轉(zhuǎn)位移比最大 值 ( 所在樓層 ) X 1. 27( 6 夾層 ) 1. 19( 6 層 ) Y 1. 3

14、4( 6 夾層 ) 1. 35( 7 層 ) 通過(guò) SATWE 軟件 ， 采用反應(yīng)譜 CQC 和時(shí)程分 析法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震作用下的彈性動(dòng)力時(shí)程分析 ， 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 4。結(jié)果表明 ， 在小震作用下 ， 反應(yīng)譜 CQC 法的計(jì)算結(jié)果大于 7 條波時(shí)程分析結(jié)果的平 均值 。在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí) ， 按反應(yīng)譜 CQC 法的計(jì) 算結(jié)果進(jìn)行配筋設(shè)計(jì) 。 3. 2 大震靜力彈塑性分析及結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià) 本工程采用 PKPM 的 Pushover 進(jìn)行推覆分析 ， 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 5。在大震作用下 ， 結(jié)構(gòu)的抗震性能 滿足 “不嚴(yán)重破壞 ， 變形不大于 0. 9 倍塑性變形限 值 ”的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo) 。 11 建

15、 筑 結(jié) 構(gòu) 2013 年 彈性時(shí)程分析結(jié)果 ( SATWE) 表 4 分析方法 基底剪力 /kN 時(shí)程分析法與 CQC 法計(jì)算 結(jié)構(gòu)的基底剪力比值 /% X 向 Y 向 X 向 Y 向 反應(yīng)譜 CQC 法 74 954 78 343 時(shí) 程 分 析 法 User1 55 876 66 938 75 85 User2 67 866 66 606 91 85 User3 73 990 77 087 99 98 User4 64 345 63 656 86 81 User5 68 481 70 925 91 91 User6 100 510 89 079 134 114 VAH-2 52 647

16、54 740 70 70 平均值 69 102 69 862 92 89 性能點(diǎn)參數(shù)的 Pushover 分析結(jié)果 表 5 方向 頂點(diǎn)位移 /mm 頂點(diǎn)相對(duì) 位移角 最大層間 位移角 所在 樓層 基底剪力 /kN X 向 193. 2 1 /383 1 /182 4 層 287 687 Y 向 241. 5 1 /207 1 /204 6 層 294 138 注 : 結(jié) 構(gòu) X 向 、Y 向 的 Pushover 分析大震基底剪力與小震 SATWE 基底剪力之比分別為 3. 83， 3. 75。 3. 3 動(dòng)力彈塑性分析及結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià) 動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析采用 PERFORM-3D， 構(gòu)件

17、性能水準(zhǔn)參考美國(guó) FEMA 的相關(guān)規(guī)定 。 3. 3. 1 中震動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果 ( 1) 從結(jié)構(gòu)的基底剪力和能量耗散圖 ( 圖 4) 可 知 ， 結(jié)構(gòu)在中震下基本處于弱非線性狀態(tài) 。滯回耗 能約占總量的 30% ， 可認(rèn)為結(jié)構(gòu)在中震下基本處于 較弱的非線性狀態(tài) 。其中剪力墻占 50% ， 連梁及框 架梁約占 40% ， 柱占 10% 以下 。剪力墻和連梁是主 要的耗能構(gòu)件 。 圖 4 中震下能量耗散圖 ( 2) 在中震作用下 ， 結(jié)構(gòu)的最大層間位移角約 為 1 /300。有大量的連梁和框架梁出現(xiàn)輕度損壞 ， 但幾乎沒(méi)有達(dá)到中度損壞 。沒(méi)有連梁超過(guò)受剪強(qiáng) 度 ?？蚣苤鶋簭澾_(dá)到輕微損壞 ，

18、 但沒(méi)有達(dá)到輕度損 壞 ; 對(duì)于出現(xiàn)拉彎的框架柱則達(dá)到輕度損壞 ， 同樣沒(méi) 有達(dá)到中度損壞 。柱子滿足抗剪彈性的要求 ， 沒(méi)有 出現(xiàn)抗剪強(qiáng)度破壞 。剪力墻出現(xiàn)彈塑性變形 : 對(duì)于 壓彎達(dá)到輕微損壞 ， 但沒(méi)有達(dá)到輕度損壞 ; 對(duì)于拉彎 則只達(dá)到輕微損壞 ， 滿足事先設(shè)定的性能要求 。剪 力墻滿足抗剪彈性的要求 ， 沒(méi)有出現(xiàn)抗剪強(qiáng)度破壞 。 動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析顯示結(jié)構(gòu)能夠滿足中震性 能目標(biāo) 。 3. 3. 2 大震動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果 ( 1) 從結(jié)構(gòu)的基底剪力和能量耗散圖 ( 圖 5) 可 知 ， 結(jié)構(gòu)在大震下基本處于強(qiáng)非線性狀態(tài) ， 滯回耗能 約占總量的 55% ， 可認(rèn)為結(jié)構(gòu)在大震下基本

19、處于較 強(qiáng)的非線性狀態(tài) 。其中剪力墻占 40% ， 連梁及框架 梁約占 45% ， 柱占 15% 左右 。連梁和剪力墻是主要 的耗能構(gòu)件 。 圖 5 大震下能量耗散圖 ( 2) 在大震作用下 ， 結(jié)構(gòu)的最大層間位移角約 為 1 /119。有大量的連梁和框架梁達(dá)到中度或嚴(yán)重 損壞 ( 數(shù)量 20% ) ， 滿足事先設(shè)定的性能要求 。沒(méi) 有連梁超過(guò)受剪強(qiáng)度 ?？蚣苤霈F(xiàn)彈塑性變形 : 對(duì) 于壓彎達(dá)到輕度損壞 、中度損壞 ( 數(shù)量 10% ) ， 沒(méi) 有達(dá)到嚴(yán)重?fù)p壞 ; 對(duì)于拉彎達(dá)到中度損壞 、嚴(yán)重?fù)p壞 ( 數(shù)量 10% ) ， 滿足事先設(shè)定的性能要求 。柱子滿 足抗剪彈性的要求 ， 沒(méi)有出現(xiàn)抗剪強(qiáng)

20、度破壞 。剪力 墻出現(xiàn)彈塑性變形 : 對(duì)于壓彎達(dá)到輕度損壞 ， 還沒(méi)有 達(dá)到中度損壞 ; 對(duì)于拉彎則達(dá)到中度損壞 ， 沒(méi)有達(dá)到 嚴(yán)重?fù)p壞 ， 滿足事先設(shè)定的性能要求 。剪力墻滿足 抗剪彈性的要求 ， 沒(méi)有出現(xiàn)抗剪強(qiáng)度破壞 。 動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析顯示結(jié)構(gòu)能夠滿足大震性 能目標(biāo) 。 4 關(guān)鍵構(gòu)件的相關(guān)驗(yàn)算及構(gòu)造 工程各平面存在較大開(kāi)洞 、樓板局部不連續(xù)的 情況 。為加強(qiáng)工程平面的抗震性能 ， 經(jīng)與建筑師協(xié) 商 ， 采取了以下措施 : 1) 加大了連接部位的樓板寬 度 ， 使每層均有 4 塊較完整的連接板塊 ( A， B， C， D 板塊 ) ， 見(jiàn)圖 6; 2) 連接板塊四角的框架柱采用型鋼 21

21、 第 43 卷 第 8 期 鄭少昌 ， 等 昆明同德廣場(chǎng)超限設(shè)計(jì) 圖 6 樓板開(kāi)洞的調(diào)整 混凝土柱 ; 3) 四周的梁采用型鋼混凝土梁 。 4. 1 樓板的小震彈性驗(yàn)算 為能反映不同塔塊的振動(dòng)相位差 ， 采用安評(píng)報(bào) 告中與規(guī)范反應(yīng)譜最接近的波對(duì)樓板進(jìn)行時(shí)程分 析 ， 根據(jù)時(shí)程軌跡 ， 地震作用最大時(shí)刻在 4. 12s( 圖 7) 。結(jié)果表明 ， 各層 4 塊連接板塊中樓板剪應(yīng)力最 大值為 0. 57MPa， 拉應(yīng)力最大值為 0. 74MPa( 小于混 凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ) ， 通過(guò)一定構(gòu)造措施能滿 足性能設(shè)計(jì)目標(biāo) 。 圖 7 地震作用下基底剪力時(shí)程 4. 2 樓板的大震彈塑性驗(yàn)算 為保 證

22、 樓 板 在 大 震 作 用 下 的 可 靠 性 ， 采 用 PERFORM-3D 對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力彈塑性分析 。大震作 用下樓板的拉應(yīng)力云圖見(jiàn)圖 8。從計(jì)算結(jié)果可知 ， 在大震下局部薄弱樓板的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力非常大 ， 特別 是 7 層 結(jié) 構(gòu) 的 兩 條 連 廊 ， 最大拉應(yīng)力達(dá)到 8. 9MPa( 圖 8 中深黑色部分 ) ， 最大剪應(yīng)力也達(dá)到 6. 1MPa。擬通過(guò)局部加厚樓板 ， 加強(qiáng)配筋解決此 問(wèn)題 。 4. 3 分塔分析 本工程各平面存在較大開(kāi)洞 、樓板局部不連續(xù) ， 考慮傳遞水平地震力的樓板可能失效 ， 偏于安全考 慮 ， 對(duì)其進(jìn)行了地震作用下的各自分割平面的驗(yàn)算 ， 分割平面布置示

23、意見(jiàn)圖 9。小震及大震作用下結(jié)構(gòu) 的最大位移角見(jiàn)表 6， 小震作用下的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移 比最大值見(jiàn)表 7。 圖 8 7 層樓板拉應(yīng)力示意圖 圖 9 樓板平面分割 小震及大震作用下的最大位移角 表 6 分割平面 X 向 Y 向 X 向 Y 向 小震 作用 最大層間 位移角 1 /1 064 1 /1 093 1 /851 1 /943 所在層 6 夾層 7 夾層 6 夾層 6 夾層 規(guī)范限值 1 /800 1 /800 1 /800 1 /800 大震 作用 最大層間 位移角 1 /191 1 /209 1 /226 1 /224 所在層 4 層 6 層 5 層 屋面 規(guī)范限值 1 /110 1 /

24、110 1 /110 1 /110 扭轉(zhuǎn)位移比最大值 ( 考慮偶然偏心 ) 表 7 分割 平面 位移 方向 最大值 所在樓層 水平位移 層間位移 max /mm 平均 /mm max 平均 max /mm 平均 /mm max 平均 X 6 夾層 26. 36 25. 47 1. 04 4. 23 3. 75 1. 13 Y 7 層 28. 48 23. 52 1. 21 3. 30 2. 64 1. 25 X 6 夾層 27. 75 21. 89 1. 04 4. 60 3. 64 1. 27 Y 2 層 1. 90 1. 25 1. 52 1. 90 1. 25 1. 52 計(jì)算結(jié)果表明

25、， 分割平面 最大扭轉(zhuǎn)位移比為 1. 25， 小于規(guī)范限值 1. 5， 滿足要求 ; 而分割平面 最大扭轉(zhuǎn)位移比為 1. 52， 基本滿足規(guī)范要求 ; 并對(duì) 分割平面 的 Y 向邊框框架采取 1. 2 的內(nèi)力放大系 數(shù) ， 以反映扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響 。 5 結(jié)論及建議 ( 1) 在小震作用下本工程結(jié)構(gòu)的第一扭轉(zhuǎn)與平 動(dòng)周期比 、側(cè)向剛度 、豎向規(guī)則性 、扭轉(zhuǎn)位移比等指 標(biāo)均符合現(xiàn)行規(guī)范 1， 2 的相關(guān)要求 ， 能達(dá)到 “小震完 好 ”的性能目標(biāo) ; 中震作用下能滿足 “重要和一般構(gòu) ( 下轉(zhuǎn)第 62 頁(yè) ) 31 建 筑 結(jié) 構(gòu) 2013 年 式中 : 1 為混凝土的受扭承載力提高系數(shù) ;

26、 A st1 為沿 截面周邊配置的受扭箍筋單肢截面面積 ; A cor 為核芯 截面的面積 ; 為縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比 ， = A stl f y A cor A st1 f yv u cor ， 其中 f yv 為箍筋的屈服強(qiáng)度 ， A stl 為對(duì)稱布置 的全部受扭的截面面積 ; s 為箍筋間距 ; 2 為型鋼受 扭承載力提高系數(shù) ; y 為型鋼的抗拉強(qiáng)度 ; b 為型鋼 翼緣寬度 ; t 為型鋼翼緣厚度 ; h w 為型鋼的腹板高度 ; h 為型鋼截面高度 ; t w 為型鋼的腹板厚度 。提高系數(shù) 1 ， 2 與型鋼的配鋼率 、箍筋間距等多種因素有關(guān) 。 對(duì)本次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析得出

27、 ， 1 的值為 0. 37， 2 的值為 2. 59， 取式 ( 2) 中的 1 = 0. 37、 2 = 2. 59 計(jì)算得到試件的受扭承載力以及其與試驗(yàn)值 的比較見(jiàn)表 7。從表 7 可知 ， 6 個(gè)試件受扭承載力計(jì) 算值與試驗(yàn)值之比的平均值為 1. 000， 標(biāo) 準(zhǔn) 差 為 0. 080， 計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合較好 。可見(jiàn) ， 用式 ( 2) 計(jì)算型鋼混凝土純扭梁的受扭承載力是可行的 。 試件受扭承載力計(jì)算值與試驗(yàn)值的比較 表 7 試件編號(hào) T RC /( kNm) T S /( kNm) T RC + T S /( kNm) T SSRC /( kNm) T RC + T S T SSR

28、C SSRCB-1 14. 672 9. 275 23. 947 24. 480 0. 978 SSRCB-2 14. 672 16. 850 31. 522 30. 358 1. 038 SSRCB-3 12. 221 9. 275 21. 496 21. 335 1. 008 SSRCB-4 10. 546 7. 047 17. 593 16. 830 1. 045 SSRCB-5 16. 926 16. 851 33. 777 35. 020 0. 965 SSRCB-6 9. 957 7. 047 17. 004 17. 595 0. 966 4 結(jié)論 ( 1) 型鋼混凝土試件的破壞形

29、態(tài)與鋼筋混凝土 試件的破壞形態(tài)基本一致 ， 都有螺旋形主裂縫 。在 接近極限扭矩時(shí) ， 裂縫間的混凝土被壓碎 ， 隨后試件 達(dá)到極限承載力 ， 并且主裂縫都是從固定端截面開(kāi) 始的 。但型鋼混凝土試件的裂縫數(shù)量多于鋼筋混凝 土試件 ， 本次試驗(yàn)的型鋼混凝土試件主裂縫都在 3 條以上 ， 而鋼筋混凝土試件只有 1 條主裂縫 ， 且型鋼 混凝土試件裂縫寬度開(kāi)展較鋼筋混凝土試件緩慢 。 ( 2) 影響型鋼混凝土試件受力性能的主要因素 有試件截面高度 、型鋼配鋼率以及箍筋間距 。試驗(yàn) 結(jié)果表明 : 試件截面高度越大 、箍筋間距越小 、型鋼 的配鋼率越高 ， 型鋼混凝土試件的受扭承載力越高 。 ( 3)

30、由于型鋼混凝土試件的開(kāi)裂扭矩和鋼筋混 凝土試件的開(kāi)裂扭矩基本相同 ， 因此在計(jì)算型鋼混 凝土受扭構(gòu)件的開(kāi)裂扭矩時(shí) ， 可以不將型鋼列入計(jì) 算公式 ， 而按式 ( 1) 來(lái)計(jì)算型鋼混凝土構(gòu)件的開(kāi)裂 扭矩 。 ( 4) 開(kāi)裂后型鋼混凝土構(gòu)件的受扭承載力建議 由鋼筋混凝土抗力項(xiàng)和型鋼抗力項(xiàng)組成 ?；谠囼?yàn) 結(jié)果和相關(guān)理論 ， 提出了實(shí)腹式型鋼混凝土梁的受 扭承載力計(jì)算公式 ( 2) ， 公式物理意義明確 ， 其計(jì)算 值與試驗(yàn)值吻合較好 ， 可為進(jìn)一步研究提供依據(jù) 。 參 考 文 獻(xiàn) 1 趙鴻鐵 組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 M 北京 : 高等教育出版 社 ， 2005 2 范濤 淺述型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用

31、J 四川 建筑科學(xué)研究 ， 2004， 30( 4) : 38-39 3 聶建國(guó) ， 唐亮 ， 魏茂林 鋼 -混凝土組合梁扭轉(zhuǎn)的組合 作用分析 J 工業(yè)建筑 ， 2008， 38( 3) : 1-4 4 傅傳國(guó) ， 李玉瑩 ， 孫曉波 ， 等 預(yù)應(yīng)力及非預(yù)應(yīng)力型鋼 混凝土框架受力及抗震性能試驗(yàn)研究 J 建筑結(jié)構(gòu) 學(xué)報(bào) ， 2010， 31( 8) : 15-21 5 張根俞 型鋼混凝土梁受扭性能的試驗(yàn)研究及理論分 析 D 南京 : 東南大學(xué) ， 2009 6 KANG THK， KIM W， KWAK YK Shear testing of steel fiber-reinforced lig

32、ht weight concrete beams without web reinforcement J ACI Structural Journal， 2011， 108 ( 5) : 553-561 7 GAN DAN， GUO LANHUI， LIU JIEPENG， et al Seismic behavior and moment strength of tubed steel reinforced-concrete ( SRC) beam-columns J Journal of Constructional Steel Research， 2011， 67 ( 10 ) : 15

33、16- 1524 8 GB 500102010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 S 北京 : 中 國(guó)建筑工業(yè)出版社 ， 2011 ( 上接第 13 頁(yè) ) 件不屈服 ， 僅耗能連梁少量屈服 ”的抗震性能目標(biāo) ; 大震作用下能滿足 “不嚴(yán)重破壞 ”的抗震性能目標(biāo) ， 因此可以期望本工程的結(jié)構(gòu)體系在遭遇地震作用 時(shí) ， 結(jié)構(gòu)整體能達(dá)到性能 C 以上的抗震設(shè)防目標(biāo) 。 ( 2) 對(duì)于樓板不連續(xù)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)平面 ， 應(yīng)通過(guò) 結(jié)構(gòu)布置的調(diào)整 ， 使有限的樓板連續(xù)部分能形成規(guī) 則寬度的板塊 ， 以有效地傳遞樓板剪力 。 ( 3) 在考慮連接部位屈服破壞的極限情況下 ， 要采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施 ， 保證分開(kāi)的各獨(dú)立塔塊大 震不倒 。 參 考 文 獻(xiàn) 1 JGJ 32010 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 S 北 京 : 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ， 2011 2 GB 500112010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 S 北京 : 中國(guó)建 筑工業(yè)出版社 ， 2010 3 昆明大白廟住宅商業(yè)綜合體項(xiàng)目商業(yè)結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu) 工程超限設(shè)計(jì)可行性論證報(bào)告 R 廣州 : 廣州瀚華建 筑設(shè)計(jì)有限公司 ， 2012 4 昆明大白廟住宅商業(yè)綜合體項(xiàng)目商業(yè)結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì) 說(shuō)明 R 廣州 : 廣州瀚華建筑設(shè)計(jì)有限公司 ， 2012 26