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1、!工程结构!某大楼连梁剪切破坏震害的计算分析与思考112刘育博,杨富涌,魏明宇(1.四川省建筑设计院,四川成都610071;2.四川省建筑科学研究设计院,四川成都610071)摘要针对彭州饭店主楼抗震墙连梁的剪切破坏,采用中国建研院PKPM的SATWE程序进行原设计烈度下多遇地震计算以及5!12地震彭州市区实际遭遇烈度下中震不屈服计算,将发生破坏的连梁计算结果与实际震害进行对比,取得了大体一致性。由此以本工程为例,调整受损连梁的跨高比,使其在遭遇烈度下达到连梁延性受力机制。而后针对连梁设计,提出现有多遇地震下的连梁
2、∀强剪弱弯#并不一定能保证中震大震下连梁的延性破坏。更多需要注重协调抗震墙刚度、加强概念设计。关键词连梁;震害;剪切破坏;跨高比;剪压比;延性破坏;强剪弱弯+中图分类号TU35211文献标识码A1工程震害综述彭州饭店位于成都彭州市区。设计完成于1992年12月,主体于1998年完工。主楼地下一层、地上十八层。结构形式为框架-抗震墙结构。设防烈度为7度,依据∃建筑抗震设计规范%GBJ11-89进行抗震设计。结构平面布置及楼层层高情况详图1和表1。从楼层典型平面可以看出,该结构整体刚度大。在结构单体体
3、量不大的情况下,中部的抗震墙闭合形成筒体,且数量较多。但抗震墙洞口连梁设置普遍较高,各层连梁高度均同表2列出的LL1、LL2,且连梁跨高比极小(均小于25)。5!12地震震害表现为LL1和LL2的在首层至十三层[收稿日期]2010-04-06147四川建筑第30卷3期2010.06!工程结构!出现不同程度的交叉斜裂缝。LL1发生严重剪切破坏,主要集中在二层~八层段:交叉斜裂缝自连梁支座两端呈对角直线贯通。上部混凝土完全压碎,形成很大的空洞。LL2由于跨高比相对较大,裂缝类型虽然属于剪切型,但依然呈现出一些弯剪组合特
4、征,其受损情况相对较轻。其余结构构件如框架柱、框架梁、剪力墙以及其它部位连梁均无裂缝出现,震后无破损情况。2SATWE程序计算与工程震害对比由于该工程震害集中体现在两个抗震墙筒体相连的连LL2计算结果在3、4、5层均未超过剪压比上限,虽然与震害梁LL1、LL2上,为使分析具有针对性,本文将工作的重点也中的剪切破坏有一定差异,但与裂缝呈现出的些许弯剪组合集中于此。笔者采用中国建研院PKPM软件SATWE(2006特征也是基本相符的。同时施工质量差和预埋孔洞对连梁年10月版)对该工程首先进行原有设防烈度7度下的多遇实际抗剪能力
5、削弱也会对该连梁破坏模式产生一些影响。地震计算,检验其小震下的安全性能,而后根据国家地震局发布的∃汶川80级地震烈度分布图%彭州市区的遭遇烈度3关于连梁设计的一些思考(7度)进行补充计算。并将程序计算结果与震害进行对比。针对本工程特点,抗震墙作为第一道抗震防线吸收了绝217度多遇地震下的对比大多数地震力,从而保护相连框架的安全性。但是连梁的破7度下的多遇地震下,本文将程序计算结果与图纸实际坏模式并不理想,作为连接左右筒体的主要水平构件,发生配筋做了对比,对于框架梁柱而言,二者基本吻合。但是针脆性剪切破坏的直接后果,是
6、左右筒体转变成独立墙肢,分对抗震墙的连梁,尤其是连接左右两个筒体的连梁LL1、别承受相应的地震剪力。其抗侧刚度大幅降低。如果遭遇LL2,计算和实配值存在较大差异。以下列出LL1在2、3、4烈度更大,则该建筑的抗震安全性能会经受严峻考验。理想层的实配值和程序计算值(表3)。的连梁破坏机制,应是连梁受弯后屈服,在支座形成塑性铰。既耗散地震能量,同时继续约束两侧抗震墙的变形。直到地震力增大到某种程度使得其承受的弯矩超过塑性铰转动能力时,端部混凝土受压区压碎为止。这种破坏模式在抗震中发挥的作用远优于前者。设计延性连梁,主要是控制合适
7、的跨高比。就本工程,笔者针对LL1尝试了两种方式来增大连梁的跨高比:减小连梁高、减小连梁高度同时增大跨度(表5、表6)。造成此差异的原因是多方面的:(1)当时计算程序TBSA和目前选用的SATWE程序单元模型不同。TBSA空间杆系模型针对连梁计算偏小。(2)遵循的∃抗震设计规范%GBJ11-89和GB50011-2001在内力调整系数不同。从目前的设计眼光来看,跨高比如此小的连梁,其箍筋配置是存在安全隐患的。22遭遇烈度下的计算分析在7度遭遇烈度(即7度设防烈度)下,为较真实地体现当时的地震作用,笔者采用中震不屈服方法验
8、算该结构的承载力。具体步骤是:将水平地震影响系数max调至7度中震值023,把荷载分项系数改为10,取消抗震承载力调整系数RE,同时材料强度取标准值。也就是说,降低结构的安全储备,在相对真实的情况下采用振型分解反应谱法计算结构的地震反应。计算结果表明,该结构超筋情况出现在LL1位置
