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小王子
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2021-01-30 08:39:45 | 分类:默认分类 | 标签:

本文对近几年完成的31个超限工程项目的结构体系以及高度进行分类统计,如图1和图2所示。其中框架-核心筒结构体系最多,有14个,占总数的45%。房屋高度类别较为均匀。图3表示按《抗规》判别的不规则项类型数量统计,其中扭转不规则占比较高。

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图1 不同结构体系所占比例  图2 不同高度类别所占比例 

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图3 31项超限工程的不规则类型数量统计

本期为第二期,主要针对“凹凸不规则”进行探讨。

《抗规》是根据结构平面的尺寸来定义凹凸不规则的,凸出方向长度超过30%即判别为不规则。

《抗规》中用平面凹进的尺寸与投影方向总尺寸的比值来区分规则性,没有考虑凸出部位宽度影响,这会产生大量影响不大的不规则项。实际上凸出部位的宽度以及长宽比是主要影响因素,应该细化判断条件,避免将影响不大的凹凸平面判别为不规则项。

历次震害表明,不规则的结构在地震中更容易发生破坏。建筑平面的凹凸不平会影响结构的抗侧力构件布置,容易产生偏心或刚度不均匀,导致不同程度的扭转变形和应力集中, 使结构的抗侧力构件无法完全发挥出其效用。而且凹口部分与主体运动不协调,容易导致连接部分应力集中,在地震作用下发生脆性破坏。

为了研究凹凸部分不同尺寸的情况下对整体结构的影响,建立7个模型进行分析,均采用框架结构,跨距均为5.1m,层高均为4.5m,共12层,平面详图1。每个模型突出长度相同,突出位置宽度逐渐变小,按《抗规》均应判定为凹凸不规则,但从平面直观来看MC2和MC3平面基本完整,似乎可以不归入凹凸不规则。MC2~MC7模型l/Bmax=0.43,凸出部位的宽度与投影尺寸比b/L详见表1。表1列出7个模型的位移比结果。

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图1  各模型平面图及尺寸示意

表1  各模型扭转位移比

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从模型平面来看,按现有不规则判别条件,模型MC4~MC7均为凹凸不规则,但从整体结果来看,模型MC4和模型MC5的扭转位移比不小于1.2,扭转效应无明显增大,模型MC6和模型MC7扭转位移比增加得比较明显。由此可见,凸出部位的宽度对扭转影响较大,当宽度较大时可不列入凹凸不规则。

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图2 X向地震作用下各模型首层柱剪力与总地震剪力之比

选取图1模型中3根柱进行内力分析。由图2可以看出,平面局部突出导致突出部位柱剪力增大,且伴随b/L缩小,其凹凸部位柱剪力增大加剧,其中模型MC1和模型MC2的凹凸部位柱剪力明显增大,平面局部突出对平面中远离凹凸部位的柱剪力影响较小。表明凹凸面积相对较大,结构平面整体性较好时,凹凸部位对结构整体影响较小,偶然偏心地震下柱剪力放大有限,因此可以在现有规范基础上对凹凸不规则条件进行一定放松。

建议将《抗规》表3.4.3-1“平面凹进的尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%”修改为“平面凹进的尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%,且形成的凸出部位宽度小于相应投影总尺寸的30%”。根据本文建议的不规则判别条件,重新对31个超限项目进行判别,扭转不规则项数量可由11个工程减少至8个。


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