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框架承担的最小地震剪力
创建者:魏旭豪,编辑者:魏旭豪,最近更新:2014/04/28 18:58:51

问题描述:框架单元承担的最小地震剪力是结构总信息中非常重要的一项内容,程序统计框架单元承担的最小地震剪力判断是否满足要求,如不满足要求,则对框架地震剪力进行自动调整。ETABS2013统计框架承担的地震剪力时是否包含斜向构件?如不包含,用户在此处应怎样调整?

关键词:框架单元承担最小地震剪力、截面切割

解答:

1、设置结构总信息

在程序运行分析前,要首先设置结构总信息中的相关内容,尤其是结构体系,针对不同的结构体系,框架承担的最小地震剪力值是不同的。程序会根据结构总信息中用户所选的结构体系类型自行判断框架承担的最小地震剪力值并进行调整。

2、框架承担最小地震剪力调整系数的查看及修改

用户可以在覆盖项中的框架承担最小地震剪力调整系数(SMF中查看到地震剪力的调整值,同时可以对此数值进行人为修改。注意,ETABS2013中,对SMF的大小并未做限制,在框架单元特别少的结构中,程序自动计算出来的SMF值可能会很大,如有需要,用户可自行修改。

3、程序统计框架承担地震剪力的假定

程序在统计框架承担最小地震剪力时只统计与Z轴平行构件承担的地震剪力。对于存在斜向构件的结构,在某些情况下,统计框架承担地震剪力时需要需要包含斜向构件,此时不能够直接使用程序自动进行的框架承担最小地震剪力调整,确的做法是用户自行统计框架单元承担的地震剪力,判断是否满足规范的要求,如不满足,则可在覆盖项中对SMF进行修改。


4、用户自行统计框架承担地震剪力的方法

框架单元承担的地震剪力统计一般采用截面切割的方法进行。其具体的做法是,在程序分析完成的基础上,首先选中含有斜向构件楼层中的需要统计地震剪力的构件及构件底部节点并将其指定到一个分组中,然后在输出结果中查看截面切割的输出结果,得到构件所承担的地震剪力值。将截面切割得到的地震剪力值和规范规定的框架承担的最小地震剪力值做比较,如果不满足规范要求,则在覆盖项中修改SMF以放大框架单元承担的地震剪力以满足规范的要求。


案例:模型(图1)中Story56层周边柱子为斜柱,程序在自动计算框架承担最小地震剪力时未包含斜柱,故对本层柱子的SMF需要进行人为修改。其具体的调整方法如下。


1 包含斜柱的结构


1)指定组

选中Story56中框架部分的斜向支撑、柱子及其底部的节点,并将选中部分指定到组C56中,如图2、图3所示。

2 被选中的竖向构件及节点


3 指定选中部分到组

2)定义截面切割

定义>截面切割>添加截面切割,弹出如图4所示对话框,在截面切割组中选中上一步定义的组“C56”

4 定义截面切割

3)查看截面切割结果

模型浏览器中,选择表>分析>结果>截面切割结果,并双击“Section Cut Force-Analysis”,弹出截面切割的结果如图6所示。

从图6中可以查看到,截面切割中所包含构件承担的地震剪力为4928.94KN


5 模型浏览器中查看截面切割结果


6 截面切割结果

4)查看楼层地震剪力

模型浏览器中,双击表>分析>结果>结构结果>Story Force,弹出如图7所示的楼层力结果,根据结构的分段情况,选择适当楼层的地震剪力,在本例中选择Story 1的结果59222.42KN


7 楼层力结果

5)判断

由第3、第4步计算的结果可得,将与规范中不同结构体系的框架承担最小地震剪力系数相比较,判断是否满足规范的要求。

本例中,结构体系为“框架—核心筒”,规范要求框架承担的最小地震剪力系数为,查看计算结果可得框架承担的地震剪力最大值为,由此可知,则在此楼层,框架承担的最小地震剪力不满足要求。

6)调整


以其中一根柱子“D3684”为例,对其进行调整,选中柱子“D3684”,点击设计>钢框架设计>查看/修改覆盖项,在弹出的如 图8所示的对话框中,修改覆盖项的第7项“框剪结构剪力调整系数(SMF)”为2.41即可。


8 修改框剪结构剪力调整系数

注意:目前在CSI系列软件中,程序未自动给出SMF的上限值,在框架数量较少的结构中,程序自动计算出来的SMF值可能会很大,在此种情况下,用户可自行修改SMF即可。在后续的程序版本中可能会考虑设置SMF的上限值。

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