【土木吧原创】框支转换结构倾覆力矩准确计算实例分析

抗规6.1.9关于


框支转换结构


，


要求底层框架部分分担的地震倾覆力矩，不应大于结构总倾覆力矩的


50


%

。



规范


在条文说明中


进一步


明确要求框支层不


应该


设计为少墙框架结构体系。


框架部分倾覆力矩计算有


两种


方法，



规定水平力下的

V*H

求和方法和轴力方式



，


虽然


规定



水平力

V*H

求和



方法


是规范要求的计算方法，


但是


对于框支转换结构这种


框架


部分与剪力墙部分强耦合结构


，


倾覆力矩的准确计算方法应该采用轴力方法计算。


本文接黄


博士上篇《


关于


框支转换结构


框架


倾覆力矩的


正确


计算


方法


》（ps:可点击打开查看）


，列举两例


，其中一个


为


工程算例，一个


为



实际工程案例，对

PKPM

软件采用



轴力


方式计算框支


转换


结构


框架


部分倾覆力矩


与


YJK

软件采用



V*H


求和方法计算进行对比验证


。

如果


落地剪力墙数量过少，有可能


在


地震下会发生如


汶川


地震


中所


出现的情况


，


下图所示，底部框架


直接


被切掉，


规范要求框支


转换结构落地剪力墙


有


足够


的


数量是很重要的


，


即应该控制


底部


框架所占的倾覆力矩


不能


过大


。

关于框架


部分倾覆力矩的计算，


具体


看


如下算例


对比分析

算例1：

如下图


这样一个


简单


的框支


转换


结构算例


，


转换层第三


层


，下部转换部位只有一片落地剪力墙


，使用


YJK


软件


进行计算


。

计算


得到结构底层的


框架


部分倾覆力矩


及


其比例分别如下：

Y


JK

软件



的计算结果


，底层


框架


部分


的倾覆力矩的比例为


32.8%

（


X



方向



）及

20.7


%

（



Y


）


方向


。按照


该


计算结果


判定


，


即使结构中只有这样一片


墙，框架


部分的倾覆力矩也是满足


规范


要求的。

使用


PMPM

软件



轴力


方式计算框架柱倾覆力矩


及


其


百分比


，计算结果如下：

使用


PKPM

软件



轴力


方式计算


框架


部分的倾覆力矩


百分


比


61


%



（

X


方向



）和

76.2


%

（



Y


方向）


，


该结构


方案


是无法满足规范


要求


的，程序自动


判断


，


并


输出结构体系不满足规范要求的红色提示


。

当然


这个结构体系


设计师


直观判定


，落地


剪力墙数量太少，


属于不


合理


结构


方案


，


应该直接被否定。


但如果


使用


了


YJK

软件


V*H


求



和


方法，会导致该指标轻松通过，


根本


构不成控制因素，


完全


架空



抗规

6.1.9

条，结果



会误导设计师对


结构


方案合理性的


把控


。

算例

2

（实际



工程案例


）：

该



框支


转换


结构也属于


高位


转换


，


转换层在第三层，一层地下室，三维


模型


图如下。

对


该


框支



转换结构用

YJK

计算



，


输出的规定水平力下的


框架


部分的倾覆力矩


及百分比


如下：

YJK


软件计算的框支结构中框架


部分


的倾覆力矩非常小，


由于


有一层地下室，


二层


作为


结构


底部


，


其框架部分倾覆力矩所占比例


7.8


%


（


X

方向




）和

7.6


%

（



Y


方向）


，


远远小于规范


50


%

的限



值


。

使用


PKPM

软件进行计算，输出如下计算结果：



 

SATWE

软件计算的框支结构中框架



部分


的倾覆力矩


比较大


，有一层地下室，


二层


作为


结构


底部


，



其框架部分倾覆力矩所占比例

49.7%


（


X

方向



）和


52.3%

（



Y


方向）



，

X


方向基本接近规范限值，但是未超限，但


Y

方向已经超出



规范


50


%

的限



值，


规范按照


显示红


色给出了


超限


提示。

这个实际



工程案例，


虽然


落地剪力墙数量较多，但是


从倾覆



力矩的结果判定，

SATWE

的结果更加符合结构实际的情况，


YJK


软件计算的



框架


倾覆力矩过小


，


导致规范条文控制


很


容易满足，


短路


了规范要求。

结论


：

通过


上述案例对比


，进一步证实


YJK

软件



对


框支转换结构


框架


部分的倾覆力矩


计算


是错误的


，


YJK

这样



的


计算结果导致


规范对


框支


转换


结构落地剪力墙


数量


的控制


6.1.9

条



架空


，即使



是一片剪力墙，用

YJK

软件计算也是满足规范



要求


的结构体系，


这


在实际工程中会造成


对软件


使用者


造成


毁灭性的误导



。正确的计算应该按照轴力方式进行框支转换结构框架倾覆力矩的计算，并进行规范限值得控制，

PKPM

软件按轴力方式进行规范该条的自动判定，对超限信息标红提醒。