1、墙体稳定性验算说明关于剪力墙稳定计算的问题 复制链接 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 1# 字体大小: t T 发表于 2011-05-07 14:46 显示全部 把带“满足截面要求的端柱”的剪力墙当作一字墙计算，是不合理的。“满足截面要求的端柱”如何定义关于这点，高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002附录D“剪力墙稳定计算”中并没有作规定，软件自然也无法对带端柱的剪力墙按非一字墙来验算稳定了。其实，高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002对于T形、工字形剪力
2、墙取墙肢计算长度系数的规定本来就不是太科学。试想一下，一个200厚的T字形剪力墙，翼缘宽度每边仅200mm，能否将它作为三边支承来计算它的计算长度系数呢？所以在，高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-201X征求意见稿（修订第三稿）附录D.0.4中提出：当T 形、槽形剪力墙翼缘的截面高度小于截面厚度的2 倍和500mm 时，还应用折算厚度按单片独立墙肢进行稳定验算（按照惯性矩换算折算厚度）。高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-201X送审稿附录D.0.4中提出：当T 形、L 形、槽形和工字形剪力墙的截面高度h 或宽度b（取图D.0.4 中b1和b2 的较大值）小于1000mm 时，还应用折算
3、厚度按单片独立墙肢进行稳定验算（按照惯性矩换算折算厚度）。规范这样修改之后，就显得更加科学了，也就是说翼缘必须满足一定的长度要求，否则得按一字墙来计算剪力墙稳定。回到楼主的问题，端柱的宽度满足多大时，端柱才能算作墙肢的翼缘，规范并没有作出规定（高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002第7.2.16条第2款注3中指出：端柱截面小于墙厚2倍时视为无端柱，这一规定仅仅是为计算约束边缘构件的lc，并非计算墙体稳定）。朱炳寅在建筑结构设计问答及分析P185中提出了一个观点：对于有端柱的剪力墙，可直接按面积等效换算成单片剪力墙折算厚度，以考虑端柱截面对墙肢稳定的有利影响。综合高规的征求意见稿和送审稿
4、以及朱炳寅的观点，对于有端柱的剪力墙，我个人认为可以按照惯性矩等效来换算成单片剪力墙折算厚度（而非朱炳寅面积等效），用折算厚度来计算单片剪力墙的稳定。在目前的规范体系没有提出带端柱剪力墙的稳定计算方法的前提下，软件也不可能计算。所以，可以考虑手算，其实手算也不算复杂，对于不满足稳定要求的带端柱的剪力墙，提取SATWE中超配筋信息中墙体稳定验算不足的信息，自己折算等效厚度。 内容充实合理威望 +30 勤能补拙已有1评分我要评分查看所有评分aub0314 最后编辑于 2011-05-07 14:51:05本主题由 版主 勤能补拙 于 2011-5-24 8:36:13 执行 鉴定主题 操作分享 转
5、发 TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 2# 字体大小: t T 发表于 2011-05-08 12:18 显示全部 剪力墙稳定计算的核心是剪力墙墙肢计算长度l0,l0=h，其中为墙肢计算长度系数，现行2002版高层建筑混凝土结构技术规程对于的计算仅涉及以下4种情况：单片独立墙肢（两边支承）、T形、工字形剪力墙的翼缘墙肢（三边支承）、T形剪力墙的腹板墙肢（三边支承）、工字形剪力墙的腹板墙肢（四边支承）。至于你提到的带端柱的剪力墙这种情况，规范没有给出其墙肢计算长度系数的
6、计算公式，那么程序怎么去考虑这个端柱对剪力墙面外稳定提供的帮助呢？所以我就提了个建议，按照惯性矩等效得到待端柱剪力墙的折算厚度，用这个折算厚度t带入公式q<Ect3/10l02，其中l0=h仍然按照单片独立墙肢（两边支承）来计算。我并不是pkpm的托，只是一名普通的结构工程师，我个人认为pkpm软件在执行中国规范来做设计（是设计，而非内力分析）这块应该是最能体现中国规范的软件了，还没有任何软件可以取代他，甚至软件有时候在影响规范。在这举一个例子，2002版高层建筑混凝土结构技术规程在验算剪力墙稳定的规定：7.2.2 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求：1 按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面
7、厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm。当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时，其底部加强部位截面厚度尚不应小于层高的1/12；其他部位尚不应小于层高的1/15，且不应小于180mm；2 按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm；3 非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm；4 当墙厚不能满足本条第1
8、、2、3款的要求时，应按本规程附录D计算墙体的稳定；规范的意思是不满足第1、2、3款时才需要按照附录D计算墙体的稳定。但是SATWE软件并不执行这一条，不管你是否满足足第1、2、3款，软件都会按照附录D计算墙体的稳定，如果稳定计算满足不了，软件就会在超配筋信息里面给出提示（PKPM2005开始就是这样做的）。软件的这一思想与2010年版本的高层建筑混凝土结构技术规程十分一致，2010年版本规范改为：任何剪力墙都需要验算墙体稳定，而不管你是否满足层高或剪力墙无支长度的1/X。 有理，有据，有益威望 +30 勤能补拙已有1评分我要评分查看所有评分aub0314 最后编辑于 2011-05-08 1
9、2:21:04TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 3# 字体大小: t T 发表于 2011-05-08 15:25 显示全部 回复 6楼superpy的帖子我终于是明白楼主需要表达的意思了，就是希望程序带端柱的剪力墙验算稳定时，将端柱按照剪力墙的翼缘考虑，转换为工字形或者T形（三边支承）剪力墙验算稳定。不知道我这样理解是否正确？现行的2002版本高规附录D，将只要有翼缘（不管翼缘的长度）的工字形或者T形剪力墙就按照三边支承计算其计算长度系数本来就是很不科学的（可参看2
10、010新高规的征求意见稿和送审稿），端柱截面宽度较小，即使端柱按照剪力墙单元来建模，以此将端柱考虑为剪力墙的翼缘，而按照三边支承计算其计算长度系数，这样验算剪力墙的稳定是很不安全的做法，程序偏于安全的不考虑端柱我个人认为是科学的。举一个例子：单片剪力墙厚300，其一端有端柱截面600x600，如果程序将端柱按照600宽翼缘考虑为三边支承得出的计算长度系数，再以此验算剪力墙稳定，这样是很不科学的做法。很明显和2010年版本高规送审稿“当T 形、L 形、槽形和工字形剪力墙的截面高度h 或宽度b（取图D.0.4 中b1和b2 的较大值）小于1000mm 时，还应用折算厚度按单片独立墙肢进行稳定验算（
11、按照惯性矩换算折算厚度）”的精神不符。2010年版本高规最终会怎样限制翼缘最小长度我也不清楚，因为2010高规到今天也没有正式印刷出版，但是将端柱考虑为剪力墙翼缘肯定是偏于冒险的做法。楼主的建议也确实很值得PKPM参考，比如端柱尺寸能够满足2010版高规对于翼缘长度的限制时，是否可以按照惯性矩换算折算厚度，来按照单片独立墙肢进行稳定验算。 好威望 +30 结构分析室已有1评分我要评分查看所有评分aub0314 最后编辑于 2011-05-08 15:27:43TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册
12、时间2011-04-07 4# 字体大小: t T 发表于 2011-05-08 16:57 显示全部 确实，软件的编制需要有规范依据。就拿带端柱的剪力墙来说，在规范没有明确其稳定计算的方法的前提下，软件将端柱考虑为剪力墙的翼缘，这显然是不够严谨的。所以对于带端柱的剪力墙的稳定性验算，更多的应该是依赖于使用者的判断，而非程序给出。关于这点，PKPM也应该凭借其与规范编制专家沟通的便捷性，来给出具体的技术说明。其实确实很多问题，由于规范的不明确性，导致软件也没能将其编制进去。举一个例子：高规7.1.7条 ，当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应至少采取以下措施中的一个措施，减小梁端部弯矩对
13、墙的不利影响：3 当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋；“宜按计算确定配筋”这一点，规范就没有说明怎么计算确定，暗柱两边都带有翼缘，考虑面外弯矩的受力计算肯定比较复杂。在规范不明确的前提下，软件也没有给出墙与梁相交处暗柱的计算配筋。这点我们应该能够理解软件。再举一个例子，高规4.4.3 条，*高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。注：楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及
14、剪力墙的受剪承载力之和。楼层受剪承载力规范并没有给出其具体计算方法，如果我作为一个编程者，我就不知道怎么编制。正因为高规没能明确楼层受剪承载力的计算方法，所以像ETABS软件，MIDAS软件都不给出这一比值参数，仅给出刚度比而不给出楼层受剪承载力比值。SATWE程序按照建筑抗震鉴定标准GB 50023-95附录B中“钢筋混凝土结构楼层现有受剪承载力”来计算竖向构件受剪承载力，随后的midas building就是参照了SATWE这一方法。还有很多例子，比如扭转因子的计算，最不利地震作用方向角度的求解，在规范没有明确告诉我们计算方法的前提下，SATWE软件可能在与规范编制组沟通的前提下，都给出了
15、计算方法，而且发表了论文作为他们的软件技术条件（见附件）。我说了这么多，就是为了说明：软件可以不用计算规范不明确的问题，也可以与规范编制组沟通后给出规范未明确问题的计算方法。纯属技术讨论，没有任何恶意。如有不宜之处，敬请批评指正。 抗震计算中几个问题的研究.rar ( 271.23 K, 下载次数:14) (2011-5-8 17:01:06 上传)aub0314 最后编辑于 2011-05-08 17:01:06TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 5# 字体大小: t
16、 T 发表于 2011-05-11 16:19 显示全部 就否认有端柱能满足和翼缘一样作用的情况出现，那就没道理。 我也并不否认端柱可以作为剪力墙的翼缘。但是如果在规范没有明确端柱能否作为剪力墙支承条件的情况下，PKPM软件将端柱按照T形或工字形剪力墙计算墙肢的计算长度系数是肯定不够严谨的。如果superpy 你坚持要求PKPM考虑带端柱的剪力墙的稳定计算，你必须提出一种计算方法,来回答以下问题：1.端柱截面多大才可以作为剪力墙的支承条件？2.如果端柱满足了你提出的截面要求，如何计算墙肢的计算长度系数？是不是按照高规附录D中T形剪力墙的腹板墙肢（三边支承）或者工字形剪力墙的腹板墙肢（四边支承）
17、来计算墙肢的计算长度系数？如果不能回答这些问题，作为一个软件编制者，怎么来进行带端柱的剪力墙的稳定计算的编程呢？关键是得有依据啊！其实我在这里建议一下，PKPM工程部可以将带端柱的剪力墙的稳定计算与规范编制组协商一下，看到底怎计算合适？能否按照惯性矩等效的方式折算带端柱剪力墙的厚度？之后，在PKPM技术手册里面明确写出来：程序对于端柱的剪力墙的稳定计算，虽然规范没有明确的规定计算方法，但是程序作了以下技术假定。这样，就会更加科学了。其实PKPM程序不执行规范的例子也有，比如混凝土规范附录F的关于柱双偏压复核的公式，PKPM2005版本就没有执行。周建亮、金新阳、陈岱林钢筋混凝土双向偏心受力构件
18、配筋计算的一种新算法（第十一届全国工程建设计算机应用学术会议论文集）中提出了一种新的非数值积分方法图形分解法，指出该方法已应用于PKPM软件。虽然SATWE用户手册及技术条件P214页说PKPM软件是用规范附录F在计算双向偏心受压柱，但是从周建亮论文以及陈岱林、金新阳、张志宏钢筋混凝土构件设计原理及算例3.1.6部分论述和例题3-7来看，现行的PKPM软件并没有用规范附录F计算双向偏心受压柱，而是在用周建亮论文里提到的图形分解法计算双向偏心受压柱。 aub0314 最后编辑于 2011-05-11 16:22:29TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314
19、组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 6# 字体大小: t T 发表于 2011-05-11 16:43 显示全部 那就有问题了，你这个建议不应该提给PKPM，应该提给规范编制组。你应该问规范编制组，你们为什么不将带端柱剪力墙的稳定列入规范之中啊？ TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 7# 字体大小: t T 发表于 2011-05-11 17:00 显示全部 正因为有问题，所以才要求软件进行改进。如果依据已经存在，那么软件早
20、就开始着手做了，还需要我等在这里呼吁吗？规范没有依据的前提下，你非得要PKPM软件进行改进以考虑带端柱剪力墙的稳定验算，这样确实有点为难PKPM工程部的编程人员了。毕竟他们是编程人员，而不是规范的编制者啊！不过PKPM工程部确实可以考虑superpy 的建议了（1.端柱截面在考虑对墙平面外支撑时，其刚度不小于符合规范要求的翼缘的刚度。2.在没有新规范的新条文出来之前，按高规附录D计算有何不可？ ），在他的这两点技术条件之下，尽快编制出带端柱剪力墙的稳定计算。不过好像编程人员对于这样一句话估计也感觉比较模糊：端柱截面在考虑对墙平面外支撑时，其刚度不小于符合规范要求的翼缘的刚度。规范规定的翼缘刚度
21、到底是多少呢。希望你们与superpy 联系之后，在编程时对于符合规范要求的翼缘刚度的端柱予以考虑。其他的几个软件：midas，etabs，广厦等，都可以参照superpy 提出的2个技术条件，编制出带端柱剪力墙的稳定验算。 aub0314 最后编辑于 2011-05-11 17:02:08TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 8# 字体大小: t T 发表于 2011-05-11 17:04 显示全部 按照现行2002版本高规，350的墙，800长的翼缘，肯定是可以的。
22、因为2002版本规范不管你的翼缘时多长的，你的翼缘即使只突出腹板1mm，也可以作为翼缘的。 TOP 发送短消息 UID119精华0 查看公共资料 搜索帖子 aub0314 组别高级会员 生日 帖子47 积分532 性别 男 注册时间2011-04-07 9# 字体大小: t T 发表于 2011-05-12 10:03 显示全部 我也基本清楚superpy 为什么要提带端柱稳定验算的建议了，就是因为在SATWE超配筋信息里面出现了因程序没能考虑他的端柱导致剪力墙稳定验算不满足的情况。其实关于这点完全可以自己人工判断的，就像你说举的例子，350厚的剪力墙，有个800的端柱，你想程序将你的800端
23、柱作为剪力墙的翼缘以此来考虑剪力墙腹板的稳定验算，你自己已经判断800端柱可以作为剪力墙的翼缘，以此按照3边支承（假设仅一个端柱）计算剪力墙腹板墙肢计算长度系数，来验算稳定（其实至少根据2010版本高规送审稿，当翼缘长度小于1000mm时，得按照惯性矩等效来折算腹板墙肢的厚度，按照单片独立墙肢2边支承计算腹板墙肢计算长度系数）。关于你这个问题，程序不按照3边支承计算腹板墙肢计算长度系数也并没有错，如果你确实想按照3边支承计算的话，你可以将端柱按照800厚的剪力墙输入，墙长800，程序就会考虑3边支承了。其实，出现超配筋信息并不可怕，只要你给审图的专家解释清楚，是没有问题的。以下是我2007年设
24、计的一栋8度区150m超高层钢结构的工程实例，采用钢框架-钢支撑结构形式，SATWE超配筋信息提示了很多，我都是通过一份word文档解释了为什么会出现超配筋信息，以下为部分问题的解释：一.关于Q345GJ钢的强度取值：本工程框架柱采用了Q345GJ钢材，因SATWE不能输入Q345GJ的强度设计值，导致根据超配筋信息中提示一根框架柱正应力强度验算F 1 /f =1.03超限。建筑结构用钢板GB/T 19879-2005规定:钢板厚度3550mm的钢板，Q345GJ钢的屈服强度为335455N/mm2;钢板厚度50100mm的钢板，Q345GJ钢的屈服强度为325445N/mm2。根据钢结构设计
25、规范GB 50017-2003第3.4.1条的条文说明，Q345钢材的抗力分项系数取为1.111。因此，钢板厚度3550mm的钢板，Q345GJ钢的抗弯强度设计值335/1.111=301N/mm2;钢板厚度50100mm的钢板，Q345GJ钢的屈服强度为325/1.111=292N/mm2。分别为Q345钢材抗弯强度设计值的1.13倍和1.16倍。因此对于此框架柱，若程序按照Q345GJ钢输入，其值应为1.03/1.16=0.8881。满足承载力要求。二.钢框架柱强柱弱梁验算：2001版本抗震规范8.2.5条：节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力应符合式(8.2.5-1)要求。当柱所在楼层的
26、受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%，或柱轴向力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4，或作为轴心受压构件在2倍地震力下稳定性得到保证时，可不按该式验算。SATWE程序超配筋信息（WGCPJ.OUT）中提示了大量的强柱弱梁验算不满足，设计者认为即使这样也是安全的。理由如下：（1）本工程23层以上框架柱轴压比均小于0.4，另外底部4层的钢柱轴压比也小于0.4，程序仍然提示强柱弱梁验算不满足是程序的；处理尚未完全将规范精神反映进去。（2）关于中心支撑框架，在99版本高钢规和2001版本抗震规范中对与支撑直接相连的框架均未规定要进行强柱弱梁验算（见陈富生、邱国桦、范重等高
27、层建筑钢结构设计第二版P280第3款）。程序提示的很多强柱弱梁验算不满足都是中心支撑框架。（关于与支撑相连钢框架柱不需要验算强柱弱梁，2010年版抗震规范8.2.5条1款第3）小款更是明确了不需要验算）（3）程序不能考虑“作为轴心受压构件在2倍地震力下稳定性得到保证时，可不验算强柱弱梁”，导致提示很多柱不满足强柱弱梁。以第5层柱号为26的钢柱来验算强柱弱梁。荷载工况AxialSHEAR-XSHEAR-YMX-BTMMY-BTMMX-TOPMY-TOP(1) -3756.8-151.7-25.764.4-409.438.4 198.1(2) -1694.6-147.325.0-62.3 -397
28、.9-37.9 192.3(3) -1469.1-150.6-27.3 68.7-406.3 40.8 196.9(4)4229.0 -33.4-121.1295.3-90.6 189.7 -43.5(5)4370.5 -33.2-132.9322.2-90.6 210.242.6(6)3650.434.2-105.3 258.292.0163.5-45.2(7)-596.0-69.1-1.8 5.5-186.9 1.7 89.5(8)4586.3-1.1-128.9 318.5-7.8197.1 -3.4(9) -9034.4-3.5 -100.9 183.7-2.0 219.711.8(10) -2119.6-9.2-53.8 115.5 -23.9 99.813.0工况号:1 - X方向地震作用下的标准内力 工况号:2 - X方向左偏心地震作用下的标准内力 工况号:3 - X方向右偏心地震作用下的标准内力 工况号:4 - Y方向地震作用下的标准内力 工况号:5 - Y方向左偏心地震作用下的标准内力 工况号:6 - Y方向右偏心地震作用下的标准内力 工况号:7 - X方向风荷载作用下的标准内力 工况号:8 - Y方向风荷载作用下的标准内力 工况号:9 - 恒载作用下的标准内力 工况号: 10 - 活载作用下的标准内力*Px- X方向强柱弱梁验算结果
