《抗规》第613条第1款的理解

笔者在接受设计咨询以及浏览相关结构网页时，发现有相当一部分设计者对《抗规》第6.1.3条第1款的理解和应用存在误区，在此谈谈个人的理解，并请网友发表高见。1．规范原文：《抗规》第6.1.3条第1款：框架－抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。《砼高抗》第8.1.3条：抗震设计的框架－剪力墙结构，在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用；其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。《抗规》第6.1.3条第1款的条文说明：当框架－抗震墙结构有足够的抗震墙时，其框架部分是次要抗侧力构件，可按框架－抗震墙结构中的框架确定抗震等级。89规范要求抗震墙底部承受的地震倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的50％。为了便于操作，本次修订改为在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％时，其框架部分的抗震等级按框架－抗震墙结构的规定划分。关于框架部分承受的地震倾覆力矩的计算可按附件中的第1条的公式进行计算。2．从规范原文及其条文说明来看，对于一般比较规则的常规框架－剪力墙结构，只要满足“在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％”这一条件，其框架部分的抗震等级就可按框架－剪力结构中的框架确定抗震等级。从附件的第1条所附的框架部分承受的地震倾覆力矩计算公式可以看出：框架部分承受的地震倾覆力矩的计算是针对结构整体而言，表面上并没有要求“在基本振型地震作用下，每一层框架所承受的地震倾覆力矩均小于结构总地震倾覆力矩的50％”；但是实际上对于正常设计的比较规则的框架－剪力墙结构，只要结构的底部楼层框架部分承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％，其上部各层必定满足“在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％”这一条件。详见下面所附的工程实例。当结构不满足“在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％”这一条件时，“其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用；其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。”对于此处的高度适当增加的度的把握问题（即当Mc/M0＞0.5时框架－剪力墙结构的最大适用高度的具体数值）可从附件的第2条所附的表格中直接查取，从而有章可循。3．对于竖向不规则的框架－剪力墙结构，例如底部带大底盘或者上部分段立面局部有较大收进但分段较规则的框架－剪力墙结构，当需要按一般框架－剪力墙结构相关条件进行控制时，是否可以遵守上述规定规范似乎没有明确，不过个人认为宜同时满足下列条件：1）.结构的底部楼层需要满足“在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％”；2）.对框架柱数量从下至上分段有规律变化之处的分段，该分段底部楼层宜满足“在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％”，此处的结构总地震倾覆力矩应指分段底部楼层的地震倾覆力矩。否则，“框架部分的抗震等级应按框架结构确定，柱轴压比限值宜按框架结构的规定采用；其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。”4.关于对SATWE计算分析输出文本WV02Q.OUT的分析利用问题SATWE计算分析输出文本WV02Q.OUT中，给出了框架柱地震倾覆弯矩的百分比，请注意其中的柱倾覆弯矩、墙倾覆弯矩、柱倾覆弯矩百分比均指每层的具体数据及其相应比例，其中的柱倾覆弯矩百分比并不一定是在整体中的比例。例如，下面为某框架－剪力墙结构的SATWE计算分析输出文本WV02Q.OUT。请注意：该建筑地下室为考虑6级人防地下室，地下室顶板满足上部结构的嵌固条件，本模型中未输入地下室部分。**********************************************************************框架柱地震倾覆弯矩百分比**********************************************************************柱倾覆弯矩墙倾覆弯矩柱倾覆弯矩百分比16层X向地震:863.3466.764.91%16层Y向地震:454.11219.927.13%15层X向地震:6287.43875.561.87%15层Y向地震:7748.36221.355.47%14层X向地震:11506.77317.961.13%14层Y向地震:13952.510324.557.47%13层X向地震:17493.59701.764.33%13层Y向地震:20817.315463.757.38%12层X向地震:21911.311996.164.62%12层Y向地震:25695.621890.654.00%11层X向地震:26744.316016.462.54%11层Y向地震:30874.226978.153.37%10层X向地震:31962.821121.560.21%10层Y向地震:36329.932817.452.54%9层X向地震:37445.026879.458.21%9层Y向地震:41890.039489.151.48%8层X向地震:43407.133045.156.78%8层Y向地震:47947.146602.550.71%7层X向地震:49493.139901.355.36%7层Y向地震:53992.254586.949.73%6层X向地震:55702.947437.054.01%6层Y向地震:60031.563424.848.63%5层X向地震:61807.855827.652.54%5层Y向地震:65859.773260.847.34%4层X向地震:68013.364878.451.18%4层Y向地震:71451.384068.245.94%3层X向地震:74955.673652.650.44%3层Y向地震:77421.895230.844.84%2层X向地震:83340.684619.349.62%2层Y向地震:84466.3108966.743.67%1层X向地震:89514.2114951.843.78%1层Y向地震:88274.1144307.037.95%**********************************************************************框架柱地震剪力百分比**********************************************************************层号塔号柱剪力墙剪力柱剪力百分比11X607.34986.610.86%Y450.85505.07.57%21X1563.43830.328.99%Y1477.24344.825.37%31X1569.53620.430.24%Y1226.34340.822.03%41X1562.43440.831.23%Y1035.24321.219.33%51X1491.83282.931.24%Y1086.24027.921.24%61X1546.82982.034.16%Y1138.93712.923.47%71X1520.72749.135.62%Y1142.03431.724.97%81X1504.12493.537.63%Y1157.93127.627.02%91X1370.12338.536.94%Y1038.12946.026.06%101X1316.92079.338.78%Y1036.72625.028.31%111X1225.71827.240.15%Y988.02317.629.89%121X1127.91538.042.31%Y936.31968.532.23%131X1030.51189.946.41%Y884.91554.736.27%141X896.0804.652.69%Y792.71083.742.25%151X1042.2416.471.45%Y987.9491.466.78%161X0.0167.50.00%Y0.0171.20.00%**********************************************************************0.2Q0调整系数**********************************************************************0.2Qox=1116.961.5Vxmax=2354.180.2Qoy=1191.441.5Vymax=2215.84FloorCoef_xCoef_yVcxVcy11.8392.000607.254450.82021.0001.0001563.3741477.22631.0001.0001569.4511226.30941.0001.1511562.4231035.22851.0001.0971491.7991086.18261.0001.0461546.8421138.88071.0001.0431520.7361142.01181.0001.0291504.1231157.89091.0001.1481370.1351038.109101.0001.1491316.8551036.678111.0001.2061225.694988.021121.0001.2721127.859936.301131.0841.3461030.527884.899141.0001.000896.047792.748151.0001.0001042.181987.872161.0001.0000.0000.000根据该计算分析输出结果，结构底层X方向地震的柱倾覆弯矩、墙倾覆弯矩、柱倾覆弯矩百分比分别是：89514.2KN-M、114951.82KN-M和43.78%＜50％，满足对普通规则框架－剪力墙结构的一般要求；再如，结构10层X方向地震的柱倾覆弯矩、墙倾覆弯矩、柱倾覆弯矩百分比分别是：31962.8KN-M、21121.5KN-M和60.21%；从表面上来看，结构10层X方向地震的柱倾覆弯矩百分比是60.21%＞50％，不满足普通规则框架－剪力墙结构框架部分倾覆弯矩百分比＜50％的条件，应该重新核定框架的抗震等级、轴压比和确定其最大适用高度等；但是，只要核算一下上面的三个数据即可发现问题：结构10层处X方向的地震倾覆力矩为柱倾覆弯矩＋墙倾覆弯矩＝31962.8KN-M＋21121.5KN-M＝53084.3KN-M柱倾覆弯矩百分比＝31962.8KN-M／53084.3KN-M＝60.21%此处的柱倾覆弯矩百分比60.21%并不是占结构总地震倾覆力矩M0的比例。根据前面的数据，结构底层X方向地震的总地震倾覆力矩为M0＝柱倾覆弯矩＋墙倾覆弯矩＝89514.2KN-M＋114951.8KN-M＝204466.0KN-M从而结构10层X方向地震的柱倾覆弯矩结构占结构底层X方向地震的总地震倾覆弯矩的百分比为31962.8KN-M／204466.0KN-M＝15.63%远小于50％因此，对于比较规则的常规框架－剪力墙结构，只要满足“在基本振型地震作用下，框架承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50％”这一条件，其框架部分的抗震等级就可按框架－剪力结构中的框架确定抗震等级。下面给出上面所举工程实例的模型数据文件，见附件707397-AAA.rar(318.03K)下载次数18