在钢框架结构体系下,“单跨”的定义可以从构件和结构体系两个层面来理解。因此,在进行钢框架结构设计时,准确界定“单跨”的范畴,是判断是否需要执行严格抗震限制条款和采取加强措施的前提。
一
单跨的理解
1. 构件层面:单跨框架
单跨框架是指由两根柱子和一根梁组成的、仅包含一个跨度的框架。在这种结构中,梁的两端分别支撑在两根柱子上,中间没有其他柱子提供支撑。
2. 结构体系层面:单跨框架结构
单跨框架结构则是指整栋建筑的全部或大部分(通常指单跨框架的榀数超过总框架榀数的30%)都采用了单跨框架的结构体系。
在抗震设计中,规范所限制的对象是“单跨框架结构体系”,而不是建筑中局部出现的单跨框架构件。例如,在框架-剪力墙结构中,或者仅在建筑顶层为了获得大空间而采用单跨框架,通常不被定义为单跨框架结构,但需要采取相应的加强措施。
二
钢框架中的单跨
在钢框架结构体系下,怎么定义“单跨”?
纠结“单跨”是因为其冗余度低,违反《抗规》3.5.2条;有以单跨榀数比例定义单跨的,有以“多层前提下有多跨”定义的,有以倾覆力矩比例定义的,有以底层剪力比例定义的。
从多道设防的角度出发,可以认为以剪力比例是合适的:《高层建筑混凝土结构技术规程》中8.1.4条关于框架柱剪力调整就是这个思路。延伸下去,这个比值应该是多少?
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三
广东规定
这个比值,也就是剪力比例是合适的:50%。
见下面广东高规有明确规定:是抗侧刚度的比例(也就是剪力比例)。
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四
福州做法
单跨框架结构的判别确实存在不少争议,特别是实际工程中局部多跨、局部单跨的情况,比较麻烦。
福州这边的做法,主要类比《高层混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第8.1.8条框-剪结构剪力墙最大间距的要求,当单跨框架的长度达到这条文规定的情况下,可以判定为单跨框架。不过,个人感觉这种方法从力学角度并不是很合理。
广东高规的判别方法,感觉还是较为合理的。但补充一点,就是抗侧力构件的剪力并不一定按构件抗侧刚度分配,这只在刚性楼板假定下且楼层扭转效应较小时可以这么认为,如果是柔性楼盖或是装配式楼盖则另当别论。
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参考:《 钢结构设计规范理解与应用 》
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