規(guī)定水平力地震力與PKPM應(yīng)用分析探討

Word版本，下載可自由編輯規(guī)定水平力地震力與PKPM應(yīng)用分析探討2023版《建造抗震設(shè)計規(guī)范》和《高層建造混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》首次引入規(guī)定水平力的概念，應(yīng)用于地震作用下樓層位移比計算和傾覆力矩計算，本文簡要介紹規(guī)定水平力的計算辦法，利用工程實(shí)例，比較PKPM軟件根據(jù)規(guī)定水平力法和CQC組合法計算結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比的差別。

1.扭轉(zhuǎn)不規(guī)章和規(guī)定水平地震力

《建造抗震設(shè)計規(guī)范》3.4.3條：在規(guī)定水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移或?qū)娱g位移，大于該樓層兩端彈性水平位移或?qū)娱g位移平均值的1.2倍為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)章；《高層建造混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》3.4.5條：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，A級高度高層建造不宜大于該樓層平均值的1.2倍。按照規(guī)范定義，當(dāng)位移比大于1.2時，即可判定結(jié)構(gòu)在地震作用下扭轉(zhuǎn)不規(guī)章，位移比則是根據(jù)規(guī)定水平地震力作用計算得出。

2.規(guī)范引入規(guī)定水平地震力計算辦法的緣由

02版規(guī)范中，計算位移比采納CQC法直接得到的節(jié)點(diǎn)最大位移和平均位移的比值。各振型位移的CQC組合計算，即先求出各振型下的位移，再采納CQC組合辦法計算在地震作用下各振型的總位移，這種將各個振型的響應(yīng)在概率的基礎(chǔ)上采納徹低二次方開方的組合方式得到總的結(jié)構(gòu)位移，每一點(diǎn)都是最大值，可能造成樓層位移計算失真，最大位移浮現(xiàn)在樓蓋的中部而不是角部。

按照10版《高規(guī)》和《抗規(guī)》的條文規(guī)定，位移比的計算如圖1所示，樓層最大水平位移取角部位移δ2，樓層位移的平均值取樓蓋中點(diǎn)即兩端位移平均值/2，二者的比值即為位移比。假如最大位移浮現(xiàn)在樓蓋的中部而非角部，上述位移比的計算式將失去意義，因此新規(guī)范用規(guī)定水平力法代替CQC法計算結(jié)構(gòu)的位移比，確保樓層最大水平位移浮現(xiàn)在端部，使該算式精確?????反映結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

3.規(guī)定水平力法在工程中應(yīng)用

3.1工程概況

朗潤春天住所小區(qū)位于東營市西城區(qū)核心地段，其中8#樓為地下一層，地上四層，地下一層外接車庫，主體高度12.6m，采納鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)。

該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度0.1g，設(shè)計地震分組為第三組，抗震設(shè)防類別為丙類，剪力墻抗震等級為四級。

3.2規(guī)定水平力在PKPM2023中確實(shí)定方式

2023版SATWE中根據(jù)新規(guī)范的要求，增強(qiáng)了“規(guī)定水平力”的計算，如圖2。SATWE軟件在“規(guī)定水平力”選項中提供了兩種辦法，一種是最常用的“樓層剪力差辦法”，一種是“節(jié)點(diǎn)地震作用CQC組合辦法”。第一種是《抗規(guī)》、《高規(guī)》要求的“規(guī)定水平力法”，用于結(jié)構(gòu)布置規(guī)章、樓層概念清楚的建造；其次種是結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜、具有較多錯層部位導(dǎo)致樓層劃分困難采納的計算辦法。本工程采納第一種計算辦法。

4.結(jié)語

控制位移比，減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)設(shè)計，是抗震設(shè)計的主要內(nèi)容之一。本文介紹2023版《建造抗震設(shè)計規(guī)范》和《高層建造混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》提出的規(guī)定水平力的概念和計算辦法，利用工程實(shí)例，介紹規(guī)定水平力法在PKPM2023中的應(yīng)用，利用比較2023版PKPM與2023版PKPM位移比的計算結(jié)果，得出新規(guī)范對位移比的控制越發(fā)嚴(yán)格的結(jié)論，并簡要提出控制扭轉(zhuǎn)位移比的辦法，為今后使用PKPM軟