朱炳寅关于结构设计若干问题解释

朱炳寅关于结构设计若干问题解释一．“楼层位移比”和“层间位移角”1.楼层位移比1）定义——“楼层位移比”指：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值；2）目的——限制结构的扭转；3）计算要求——考虑偶然偏心（注意：不考虑双向地震）。2.层间位移角1）定义——按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比；2）目的——控制结构的侧向刚度；3）计算要求——不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。3.综合说明1）现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制，即通过对“扭转位移比”的控制，达到限制结构扭转的目的；通过对“层间位移角”的控制，达到限制结构最小侧向刚度的目的。2）对“层间位移角”的限制是宏观的。“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联，无需考虑偶然偏心及双向地震。3）双向地震作用计算，本质是对抗侧力构件承载力的一种放大，属于承载能力计算范畴，不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断。4）常有单位要求按双向地震作用计算控制“扭转位移比”和“层间位移角”，这是没有依据的。但对特别重要或特别复杂的结构，作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性。4.相关索引1）江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则第5.1.3条规定：先计算在刚性楼板、偶然偏心情况下的扭转位移比，当扭转位移比大于等于1.2时，分别按偶然偏心和双向地震计算，再取最不利的扭转位移比进行扭转不规则判别。（博主提示：请注意，这是很严格的要求）。2）复杂高层建筑结构设计（徐培福主编）第195页，图7.1.7，先按不考虑偶然偏心计算扭转位移比，根据计算结果分两种情况分别计算，一是，当扭转位移比小于1.2时，按偶然偏心计算；二是，当扭转位移比大于等于1.2时，按双向地震计算。再根据两次计算结果取不利情况对结构的扭转不规则进行判别。（博主提示：请注意，这里对采用双向地震的判别是比1）放松许多，注意，这里的规定都是对复杂高层建筑而言的，对一般工程，原则上不需要进行这样严格的判别）。二.关于双向地震的相关问题1.一般情况下，先考虑偶然偏心计算；1）当为“质量和刚度明显不对称的结构”（可按：一般结构位移比不小于1.4、复杂结构不小于1.3把握）时，再拨开考虑双向地震开关；2）当不为上述1）情况时，直接采用偶然偏心的计算结果。2.对“质量和刚度明显不对称的结构”可按取偶然偏心和双向地震两次计算结构的较大值。3.弹性层间位移角，规范要求进行宏观控制，实际工程中应根据工程的具体情况，灵活掌握。三.地下室地下室的楼层侧向刚度与相邻上部楼层侧向刚度之比γ：当γ≥2时，上部结构计算的固定端取在地下室顶面标高，当γ＜2时，应将上部结构计算的固定端取在地下一层的地面。四.关于少量剪力墙的框架结构1.设计计算原则1）结构计算（1）按框架-剪力墙结构计算；（2）按纯框架结构（取消剪力墙）计算；（3）按纯框架结构（取消剪力墙）验算框架结构在罕遇地震下的弹塑性位移并满足规范的要求；2）结构的位移及结构的规则性判断按上述计算（1）确定；3）框架设计（1）框架的抗震等级按纯框架结构确定；（2）按上述（1）、（2）进行框架的包络设计；4）剪力墙设计（1）剪力墙的抗震等级可取四级；（2）剪力墙可构造配筋；（3）对剪力墙基础应按上述计算（1）、（2）进行包络设计。2.原因分析1）少量剪力墙的框架结构属于框架结构，设置少量剪力墙的根本目的在于满足规范对框架结构的位移限值（1/550）要求；2）只有在框架结构承载能力满足规范要求，而在多遇地震作用下结构的弹性层间位移角不满足规范的要求（≤1/550）时，才需要设置少量剪力墙；3）少量剪力墙的框架结构中，剪力墙只用来辅助框架结构，满足规范对框架结构在多遇地震下结构的弹性层间位移角限值要求，换句话说，用的只是剪力墙的弹性刚度（即只与EI有关，而与结构开裂以后的弹塑性刚度没有关系，所以，可不关注剪力墙及连梁的超筋问题），少量的剪力墙（由于墙的数量太少）并没有象框架-剪力墙结构中的剪力墙那样，起到一道防线的作用，所以对少量剪力墙中的剪力墙设计应有别于框架-剪力墙结构中的剪力墙；4）考虑框架和剪力墙协同工作，使少量剪力墙的框架结构在多遇地震下结构的弹性层间位移角满足规范的要求（≤1/550）。3.其他问题1）需要说明的是：对剪力墙的设计，只要不低于上述设计原则都是可行的。2）对少量剪力墙的框架的设计时，应与施工图审查单位多沟通，以利于施工图的审查和通过。3）广东规范（DBJ/T15-46-2005)中要求，在少量剪力墙的框架结构中，剪力墙按框架-剪力墙结构中的剪力墙确定抗震等级，只能从其作为地方标准就是要提高此类结构中剪力墙的抗震等级这方面去理解。