地标中关于层间位移角的不同观点
文摘
2024-06-22 12:07
陕西
现行广东《高规》关于位移角限值的规定与国家规范有明显区别，看其条文说明，一些观点也和国家规范观点相反。广东《高规》：按弹性方法计算的风荷载作用下结构的顶点位移与结构总高度之比Utop/H不宜大于1/600；设防烈度地震作用下的楼层层间最大位移与层高之比Δu/h不宜大于1/180。层间位移角与结构的受力计算无关，与结构构件的混凝土是否开裂无关。限制结构层间位移角的主要目的为：1 避免非结构构件，如玻璃幕墙、内隔墙等，因层间位移角过大而损坏。2 避免结构过大的侧向变形加大P- Δ效应，不利于结构受力。---------------------------------------
在正常使用条件下，限制高层建筑结构层间位移的主要目的有两点：1、保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构来讲，要避免混凝土墙或柱出现裂缝；同时，将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内。2、保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。----------------------------------------
变形验算以弹性层间位移角表示。不同结构类型给出弹性层间位移角限值范围，主要依据国内外大量的试验研究和有限元分析的结果，以钢筋混凝土构件(框架柱、抗震墙等)开裂时的层间位移角作为多遇地震下结构弹性层间位移角限值。----------------------------------------
主要区别：广东《高规》认为位移角和结构受力计算无关，和结构构件是否开裂无关，和结构类型无关，风荷载最大位移按顶点最大位移角控制而不控制层间位移角（广东《高规》中风荷载下连梁刚度折减系数的规定不同于国家规范）；国标《抗规》、行业《高规》认为位移角和结构形式有关，和结构构件开裂有关，风荷载位移角限值同地震作用。----------------------------------------大佬们编写的团体标准《建筑结构抗震性能化设计标准》T/CECA 20024有以下内容：
3.1.6 当结构的承载力和延性变形能力满足国家规范要求，以下控制性参数不满足要求时，宜采用性能化设计方法验证结构的抗震安全性。条文说明：在满足国家规范要求的承载力和延性变形能力条件下，当采用性能化设计方法论证结构符合抗震安全时，扭转位移比、楼层刚度比、楼层承载力比、框架剪力分担比等规则性指标可适当放宽。本条所指“周期比”是指结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期之比值；“刚重比”是指结构整体稳定验算时结构侧向刚度与重力荷载设计值之间的控制要求，可按相关规范规定进行计算。本标准对上述指标的适当放松，主要是考虑到相关抗震设计规范的规定主要是针对以小震设计为主的传统设计方法，其中充分强调概念设计及相关参数的控制；而当采用以大震弹塑性分析等性能化设计手段时，对结构与构件在大震下的受力和破坏情况进行了较为精准的模拟和反映，其破坏模式和破坏程度得到了更好的控制和量化，因此提出有条件的适当放松。根据工程经验，上述指标的放松幅度可控制在20％或30%以内，具体可根据罕遇地震下的性能化分析情况进行综合确定。一般情况下，周期比可不控制或通过结构的位移比来控制扭转，框架剪力分担比可通过增加框架设计剪力来满足要求，不一定需要增加外框架的刚度；但当出现多项指标不满足时不应全面放松。既有建筑改造工程的结构抗震构造往往不能满足现行规范要求，但构造加固又比较困难，也可以采用抗震性能化设计方法（需准确反映构造对构件承载力特别是延性变形能力的影响）对现有结构进行抗震性能评估，并根据评估结果决定是否需要进行抗震构造加固。《建筑结构抗震性能化设计标准》和广东《高规》中对位移角的规定有相似之处。
----------------------------------------位移角是结构的宏观指标控制，和计算假定关系很大，追求计算结果的真实性也意义不大，计算软件的发展是朝着模拟越来越“真实”的方向发展，但规范限值最初制定时的依据可能并不那么真实。不同的假定算出来的结果可能影响到结构方案是否成立，如有的地标还认为算位移角时可以周期不折减，这对于高烈度的框架结构设计影响多大？对于设计规范的执行上，只要有具体限值的，设计人员和审图总的来说都是习惯从严执行，毕竟对于一般的从业人员也没那么高的技术能力或资源去“突破”规范约定，性能化设计对结构工程师的专业要求也是较高的。广东《高规》强调于国际接轨，列举了不少国际上规范的规定，国标《抗规》也列举了不少构件开裂的试验数据，背景不明，难以对比，非广东地区的项目直接参考广东《高规》的规定进行设计估计审图也不敢认，但对一般项目，可以借鉴其观点控制屋顶构架等附属结构位移角。写公众号主要为了更广泛的和同行交流，克服自身认知局限，欢迎大家留言批评指正。
