老舊住宅改造加固

鋼框架工程性能設(shè)計(jì)案例

某框架結(jié)構(gòu)三維模型圖如圖30所示，該框架結(jié)構(gòu)三層，與地震相關(guān)的參數(shù)如圖31所示。

 

▲圖30 鋼框架三維模型圖

 

▲圖31 該框架結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算相關(guān)參數(shù)

3.1 按照抗規(guī)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)

由于該框架結(jié)構(gòu)屬于50m以下，六度區(qū)，按照抗規(guī)規(guī)范屬于五級(jí)抗震等級(jí)，在設(shè)計(jì)中按照四級(jí)抗震等級(jí)控制相應(yīng)的構(gòu)造措施。小震計(jì)算完畢之后選取其中某根柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定應(yīng)力比計(jì)算結(jié)果進(jìn)行查看，如下圖32所示。小震設(shè)計(jì)下計(jì)算的該柱的強(qiáng)度應(yīng)力比、穩(wěn)定應(yīng)力比及在地震、風(fēng)荷載下的變形均滿足規(guī)范要求，但是長細(xì)比超限。該結(jié)構(gòu)柱材料為Q345，四級(jí)抗震等級(jí)，按照抗規(guī)的長細(xì)比限值控制，對(duì)應(yīng)的長細(xì)比限值為120*sqrt（235/345）=99.04，因此，對(duì)該柱截面X方向的長細(xì)比滿足規(guī)范要求，Y向的長細(xì)比為147.27，超出了規(guī)范99.04的限值。

 

▲圖32 按照抗規(guī)設(shè)計(jì)，柱長細(xì)比超限

對(duì)于上述超限的柱，可以修改柱截面，讓滿足抗震規(guī)范的要求，也可以直接采用性能設(shè)計(jì)進(jìn)行“低延性-高承載力”或者“高延性-低承載力計(jì)算”。根據(jù)工程實(shí)際情況放松相應(yīng)的柱的構(gòu)造措施。

3.2 按照新鋼標(biāo)進(jìn)行性能設(shè)計(jì)參數(shù)選擇。

該結(jié)構(gòu)的高度小于50m，屬于6度區(qū)的結(jié)構(gòu)，按照新鋼標(biāo)表17.1.4-1可以初步選擇出該結(jié)構(gòu)可以選擇的性能范圍為4-7，由于屬于低烈度區(qū)的多層結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中可以選擇“高承載力—低延性”的性能設(shè)計(jì)思路。可初步選擇某個(gè)性能，在該工程中選擇性能為性能4，則查新鋼標(biāo)表17.1.4-2可以確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件最低的延性等級(jí)為Ⅳ級(jí)，同時(shí)按照鋼標(biāo)表17.3.4-1確定截面板件的寬厚比最低等級(jí)為S4級(jí)，按照上述確定的參數(shù)，填入性能設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)應(yīng)的參數(shù)如圖33所示。

 

▲圖33 性能設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)

3.3 查看中震下該柱的計(jì)算輸出結(jié)果。

該柱在中震下輸出的構(gòu)件詳細(xì)信息中，對(duì)于性能設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)的展示，如圖34所示，對(duì)于該柱的強(qiáng)度、穩(wěn)定應(yīng)力驗(yàn)算及對(duì)應(yīng)的構(gòu)造控制輸出圖35所示的結(jié)果。

 

▲圖34 柱構(gòu)件中震下輸出詳細(xì)的性能設(shè)計(jì)參數(shù)

 

▲圖35 柱構(gòu)件中震下輸出強(qiáng)度、穩(wěn)定應(yīng)力比結(jié)果及構(gòu)造限值