浅谈钢筋混凝土结构楼层受剪承载力计算.pdf

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1、呈Q!垒生簋!塑f望筮!三Q塑2江酉建挝—————————堡笪当塑堡咝浅谈钢筋混凝土结构楼层受剪承载力计算■张蜀泸舞中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都610041摘要：本文在总结楼层受剪承载力计算研究成果基础上，提出了楼层受剪承载力较为准确的评估方法，供设计人员参考。关键词：楼层受剪承载力钢筋混凝土结构薄弱层历次地震震害表明：楼层受剪承载能力突变将导致严重的薄弱层破坏，如1995年阪神地震中的神户市政厅中部楼层的坍塌，2008年汶川地震中都江堰某框架结构首层的破坏。因此要求设计者在设计时，应尽量避免楼

2、层受剪承载力突变。针对这一要求，我国《建筑抗震设计规范》第3．4．2条制定了竖向不规则结构的规定：抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％。《高层建筑混凝土结构设计规程》第3．5．3条也对楼层受剪承载力作了规定，并指出层间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、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。柱的受剪承载力可根据柱两端实配的受弯承载力按照两端同时屈服的假定失效模式反算；剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算；斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献，应考虑受压屈服的影响。但现行规范并未给出具

3、体的受剪承载力计算公式。因此，本文拟对楼层受剪承载力计算的相关内容做一总结，以供工程设计人员参考。1框架柱受剪承载力计算结构中框架柱的破坏形式可划分为剪切破坏和弯曲破坏两类。因此，其受剪承载力应取两类破坏发生时对应剪力的较小值，如下式所示。V。y=rain(V。yl，V。y2)V州=警V啦=器fckbho+fyvksAsvh。+0．056N(1)(2)(3)式中：V。，。——与框架柱上下端有效抗弯能力对应的实际受剪承载力。V。。——根据《混凝土结构设计规范》计算的柱斜截面抗剪承载力，材料强度取标准值。Mo％

4、、M：，——框架柱上下端的有效抗弯能力。H。——框架柱净高。框架柱的有效抗弯能力，假定不同的结构破坏模式，该值也不同。《建筑抗震鉴定标准》中假定各楼层柱端均达到截面抗弯承载力，即柱上、下端均可形成塑性铰，即结构发生强梁弱柱型破坏，如图1所示。此时，Muv、M。t可根据《混凝土结构设计规范》，取材料强度标准值，由实配钢筋反算框架柱的实际抗弯能力。日本规范在计算纯框架结构的保有水平耐力时，则假定全部梁端均能达到正截面抗弯承载力后，最后在柱底形成塑性铰，如图2所示。柱上、下端的有效抗弯能力Muv、M：，，根据弹性

5、刚度比例分配梁端实际抗弯承载力之和，参见公式4、5。M：，=IIlin(MkEMb，k‘Ki+2／(Ki+K。+2))(4)M：，=IIlin(MoEMb，k’Ki／(Kii+2))(5)式中：Muvk、M：，k——根据实配钢筋，材料强度标准值反算框架柱的实际抗弯能力。∑Mbvk——框架梁按顺时针和逆时针根据实配钢筋，材料强度标准值计算的梁抗弯能力之和的较小值。K，、Ki+2——第i和i+1根框架柱的线刚度值。2剪力墙受剪承载力计算根据《混凝土结构设计规范》，材料强度取标注值，钢筋混凝土抗震墙的层间受剪承载

6、力可按下列公式计算：1A．V。y2孓丢(o·4flkAw+0．IN)+0·8fyvk垫sh。(6)·50·式中各符号意义参见《混凝土结构设计规范》。3斜撑受剪承载力计算支撑的层间受剪承载力取其在相应主轴方上有效轴向承载力的水平分量，如图3示意。对钢筋混凝土支撑和型钢混凝土支撑，由于轴向受拉承载力小于其受压承载力，因此，计算有效轴向承载力时为受拉控制；对钢支撑，考虑受压稳定后，受压承载力小于其受拉承载力，计算有效轴向承载力为受压控制。}_——一{卜——一}卜⋯一·●毒。?一!～一S图1拟弱柱法ZO、JI～!⋯

7、l一图2节点平衡法丛×＼Y／‰图3钢支撑层间受剪承载力示意砼支撑或型钢砼支撑：Vb，=(fvk·A。+fvk‘A。+NGl)·cos仅。sin[3(7)钢支撑：：Vb，=(Nb—NG2‘cos仅·sinG(8)式中：N。——重力荷载代表值作用下支撑轴向力，大于0．2feA时，取0．2fcA。N。：——重力荷载代表值作用下支撑轴向力，取绝对值。N。——根据《钢结构设计规范》计算得到支撑轴向承载力值。4PUSHOVER方法钢筋混凝土结构楼层实际受剪承载力，按照《高规》条文说明，理解为上述框架柱、剪力墙和斜撑受剪

8、承载力之和。《建筑抗震鉴定标准》附录c则规定剪力墙受剪承载力按0．7倍取值。上述计算方法均假定了各抗侧力构件同时到达抗剪承载力状态，实际震害显示，同层竖向构件的塑性发展状态不同，最终破坏状态也不一致，采用抗侧力构件的抗剪承载力代数和方法只能近似估计。因此，本文建议单层PUSHOVER方法可以较为准确地评估楼层的塑性发展和楼层受剪承载力值。为计算每层的受剪承载力，将整体结构按楼层拆分为单层结构。需要说明的是，若遇到