《承载力抗震调整系数的正确应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《承载力抗震调整系数的正确应用.pdf（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、承载力抗震调整系数的正确应用 ! 秦晓霖 （华南理工大学建筑设计研究院广州! “ # $ % “） 提要 针对偏心受压构件承载力抗震调整系数应用时的典型错误， 分析了其表现形式与错误根源， 提出了正确 理解与应用承载力抗震调整系数的思路与方法。 !广东省自然科学基金资助。 关键词 结构设计地震作用承载力抗震调整系数 一、 有关规范对承载力抗震调整系数!& 的规定 建筑抗震设计规范（( ) * “ “+ ,） 在第% - % - .条中规 定， 结构构件的截面抗震验算应采用表达式!“!& ， 式 中： !为地震作用效应和其它荷载作用效应的基本组合，“ 为结构 构 件 的 承 载 力 设 计 值。
2、 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 （( ) * “ #+ ,） 第+ - “ - /条、钢筋混凝土高层建筑结构设计 与施工规程（* ( * /, “） 第! - “ - “条进一步对钢筋混凝土结 构具体规定为： 考虑地震作用组合的钢筋混凝土结构构件， 其截面承载力应除以承载力抗震调整系数!& 。而偏心受 压、 受拉构件的正截面承载力在抗震与非抗震两种情况下取 值相同。 二、 在!& 使用中的常见错误 应该说， 上述规范的规定已经明确规定了!& 的用法， 即对非抗震的截面承载力， 通过引入!& ， 对截面承载能力 加以提高， 用作抗震设计时的截面承载能力。然而， 在实际 应用中， 却常因为对
3、!& 的理解不完全或不够重视， 出现这 样或那样的错误。最典型的一个例子是 一级注册结构工程 师专业考试应试题解 !中第!页的 题“.抗震偏压柱的 配筋计算 中与!& 应用有关的内容有： （“） 根据柱轴压比为# - “ .确定偏压柱!& 为# - 0 !； （.） 利用!& 对柱内力进行调整：#1!& #“，$1!& $“， 其中#“， $“为有地震作用组合的最不利内力设计值； （/） 求偏心距增大系数时， 截面曲率的修正系数为“ “1 # - !%2&$。 错误就出在第 （/） 步中“ “1# - !%2&$。此处$ 取为 经过!& 调整后的轴向力$1!& $“。如此用法， !& 对轴向
4、力的偏心距也产生了影响， 进而对构件上的外荷载作用效应 也产生了影响。这样一来就超出了设计规范对!& 只是用 于构件抗震承载力调整的范围。 其实， 这个错误出自于上述第 （.） 步中对内力的调整：$ 1!& $“。对设计规范的表达式!“!& 进行变换：!& ! “。于是， 对地震作用下组合内力设计值用!& 进行调 整， 然后再进行后续的计算， 这是很多设计者的习惯作法。 从本质上来说， !“!& 与!& !“并无多大差别。但 从形式上看， 后者的!& 等效于一个内力调整系数。久而久 之， 很多设计者习惯上也就将!& 当作了一个内力调整系数 来用。同样的错误还出现在此应试题解第% .页的 题“
5、“ ! 中。 在应用!& 时， 与上述偏心受压构件正截面计算不同、 但有联系的是偏心受压、 偏心受拉构件 （或节点） 斜截面抗剪 计算。如矩形截面钢筋混凝土偏心受压构件， 其斜截面抗剪 承载力计算公式为 .： “#( “ $%2) *# （#+“( !）+% 3 4 &5 4*#,+#( # ! $ 0$ !& 偏心受拉构件斜截面抗剪承载力计算公式为 .： “#( “ $%2) *# （#+“( !）+% 3 4 &5 4*#,-#( “ $ !& 式中轴向力设计值$同样不能预先用!& 进行调整。但由 于$对构件的承载力有影响， 因此计算截面抗震承载力时， 会出现用!& 对$进行调整的情况，
6、但应该理解为是用!& 对$产生的斜截面承载力部分进行调整， 它与内力的调整 有着本质的不同。 三、 对!& 的正确理解与应用 目前的结构设计是采用分项系数表达的以概率理论为 基础的极限状态设计方法。在各种作用、 材料性能和几何参 数等基本变量确定之后， 结构的可靠度决定于各分项系数的 取值， 既定的结构构件的可靠指标需要靠一定的分项系数来 保证。 地震作用属于可变作用或偶然作用， 其目标可靠指标的 取值应低于静力作用下的目标可靠指标。因而， 从理论上 说， 抗震设计中采用的材料强度设计值应高于静力作用时的 材料强度设计值。但设计规范为了使用方便， 便于将地震作 用效应与静力荷载作用效应直接比较
7、， 在抗震设计中仍采用 静力设计时的材料强度设计值。但通过引入承载力抗震调 整系数!& 来提高其承载力 !。 结构构件的抗力分项系数是按构件在荷载效应组合下， 对规定的可靠指标为最优的原则来确定。其表达式 “： !&.# / “! 0 / !/# / ! . / 式中： !&为构件的抗力分项系数；!/为第/种荷载效应；“! 0 / 为结构构件在第/种荷载效应比值下根据规定的可靠指标 确定的结构构件抗力。 因此， 荷载作用效应对结构构件抗力的影响因素反映在 构件的抗力分项系数!&中， 也就是说荷载作用效应对结构 构件抗力的影响因素反映在材料强度设计值的取值上。地 震作用效应对结构构件抗力的影响进
8、一步用承载力抗震 （下转第! #页） #0 第/ “卷 第“期建筑结构 . # # “年“月 直线方程分别为： !“ !“#!“ # !“ $ $ % & #!“ #! $ $ % & （(） !“! $ $ % & $ !) & %#! $ $ % & !) & %#!“ $ $ % & （!“#! $ $ % & ） （* #） 其中：!“ #， !“ $ $ % & ，!) & 分别为精确法求得的极限 弯矩曲线上与主轴&成# ， $ $ % & ，) & 时的&向极 限弯矩值；! $ $ % & 为与主轴成$ $ % & 时的向极 限弯矩值。拟合结果与精确法计算结果的比较见图 * #。可
9、见无论何种轴压比， 即不管原曲线接近于圆 图* *肢端配置多于两根纵筋的情况 还 是 接 近 于 方 形， 拟 合 的 正 向 误差小于+,， 无 负向误差。对于 肢宽 厚 比 从* % & 到)均可用此法 来拟合。并且本法还适用于肢端配置多于两根纵筋 （图* *） 的情况。 五、结论 本 文提出了钢筋混凝土-， .，!形等肢截面柱 双向偏心受压承载力( ) !“/!相关曲线的拟合公 式， 这些公式几乎覆盖了工程应用中这三种等肢异 形截面 （-， .，!形， 肢端配置二至五根纵筋） 的所有 情况， 而且拟合精度较高， 为此类柱的工程设计节省 计算时间打下了良好的基础。 篇幅所限， 文中例子均为
10、!级主筋、 0 $ &强度等 级混凝土构件， 但其中所用拟合曲线的表达式对强 度等级不大于0 & #混凝土的构件同样适用， 只是式 中的系数须用本文方法另行求出。同样， 这里的拟 合曲线表达式对“级主筋的构件也适用， 但对保证 该类构件达到计算得出的正截面强度， 乃至延性及 斜截面强度的构造要求， 本文公式的适用范围还有 待试验确定。 参考文献 * % 张玉秋， 陈云霞1钢筋混凝土异形截面柱正截面承载力简化计 算1建筑结构， * ( ( (， （*） % $ % 高云海1钢筋混凝土.形截面双向压弯构件正截面强度、 延性 及滞回特性的试验及理论研究1硕士论文， 天津大学， * ( ( + % +
11、 % 刘超%钢筋混凝土-形截面双向压弯构件正截面强度、 延性 的试验及理论研究1硕士论文， 天津大学， * ( ( )1 ) % 天津市城乡建设管理委员会1大开间住宅钢筋混凝土异形柱框 轻结构技术规程2 3 $ ( / * 4 / ( 51 * ( ( 51 会讯 第九届空间结构学术会议召开 中国土木工程学会桥梁及结构工程分会空间结构委员 会于$ # # #年(月* +#* 6日在浙江省萧山市举行了第九届 空间结构学术会议。参加本届会议的有来自全国$ &个省、 市、 自治区， 包括设计、 科研、 教学、 生产企业等* ) *个单位共 $ 4 &名代表， 是历届空间结构会议出席人数最多的一次。
12、在开幕式上， 首先由空间结构委员会副主任委员蓝天研 究员致开幕辞， 接着萧山市、 浙江省建设厅的领导和日本早 稻田大学大森博司教授分别向大会致辞， 共庆大会的召开。 中国土木工程学会等单位对会议的召开致以热烈祝贺。 本次会议共接受论文* $ 6篇， 汇编成 第九届空间结构 学术会议论文集 ， 会议以大会和分组发言形式共交流* # # 多篇论文， 并从其中初步评选出候选优秀论文* *篇。大会 邀请董石麟、 刘锡良、 沈世钊、 蓝天、 姚念亮等国内知名专家 对当前空间结构发展的重要问题作大会发言。大会还特邀 日本大森教授作 “空间结构的优化” 的学术报告， 受到了代表 们的欢迎。 会议期间代表们参
13、观了浙江省黄龙体育中心体育场、 杭 州游泳馆等空间结构工程， 以及东南网架集团的生产车间。 会上举办了产品展览， 有来自全国各地的* 4个单位展出了 空间结构及相关的产品以及计算机软件。此外， 还展出了参 加空间结构摄影竞赛的照片。 会议期间空间结构委员会召开了全体委员会议， 会议决 定$ # # *年四季度在西部地区举行一次管结构的学术讨论 会。鉴于$ # # $年是空间结构委员会成立$ #周年， 原定三年 一次的第十届空间结构学术会议提前到$ # # $年举行， 具体 时间与地点另行商定。（本刊讯） （上接第6 #页） 调整系数!7 8来反映， 而地震作用效应本身， 即有地震作用 组合时的
14、构件内力则不受!7 8的任何影响。 应该牢记， !7 8是对截面抗震承载力的调整， 而不是对荷 载作用或构件内力的调整。只有当构件内力对截面承载力 有影响时， !7 8才会对构件内力直接产生作用。否则，!7 8与 构件内力只会在形式上相关， 而不是对内力的调整。 因此在应用中， 最好直接采用*“+!7 8的形式。首先 根据构件内力和几何尺寸确定!7 8， 然后根据构件内力和几 何尺寸分别计算*，+， 最后再代入*“+!7 8中对所求问 题进行求解。 不宜采用!7 8*“+的形式进行求解， 特别不应采用的 求解方法是先对内力用!7 8进行调整， 然后再进行随后的其 它计算。原因在于， 一是容易将
15、!7 8当作内力调整系数， 引 起概念上的错觉； 二是容易将经过!7 8调整后的内力代入随 后对*， +的计算， 引起!7 8的不正确应用。 参考文献 * % 建筑结构设计统一标准 （9 3 :4 55 )） % $ % 混凝土结构设计规范 （9 3 :* #5 (） % + % 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 （: 9 :+( *） % ) % 建筑抗震设计规范 （9 3 :* *5 (） % & % 一级注册结构工程师专业考试应试题解%中国建筑工业出版 社， * ( ( 5 % 4 % 建设部执业资格注册中心%一级注册结构工程师专业考试复习 教程%中国建筑工业出版社， * ( ( 5 % #&