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建筑高层结构设计之轴压比比值及调整方法

高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,以及设计过程中控制的目标参数。
工具/原料

轴压比:柱(墙)轴压比N/(fcA) 指柱(墙)轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混 凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。

方法/步骤
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轴压比:柱(墙)轴压比N/(fcA) 指柱(墙)轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一,为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力,规范采取的措施之一就是限制轴压比。

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规范对墙肢和柱均有相应限值要求, 见10 版高规 6.4.2 和7.2.13 。

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轴压比不满足简便的调整方法:1)程序调整:SATWE程序不能实现。2)人工调整:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

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电算结果的判别与调整具体要点:(1).抗震等级越高的建筑结构,其延性要求也越高,因此对轴压比的限制也越严格。对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言,则要求更严格。抗震等级低或非抗震时可适当放松,但任何情况下不得小于1.05。(2).限制墙柱的轴压比,通常取底截面(最大轴力处)进行验算,若截面尺寸或混凝土强度等级变化时,还验算该位置的轴压比。SATWE验算结果详 ,当计算结果与规范不符时,轴压比数值会自动以红色字符显示。(3).需要说明的是,对于墙肢轴压比的计算时,规范取用重力荷载代表值作用下产生的轴压力设计值(即恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4)来计算其名义轴压比,是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出现小偏压的情况,而对于截面复杂的墙肢来说,计算受压区高度非常困难,故作以上简化计算。(4).试验证明,混凝土强度等级,箍筋配置的形式与数量,均与柱的轴压比有密切的关系,因此,规范针对情况的不同,对柱的轴压比限值作了适当的调整。

注意事项

当墙肢的轴压比虽未超过上表中限值,但又数值较大时,可在墙肢边缘应力 较大的部位设置边缘构件,以提高墙肢端部混凝土极限压应变,改善剪力墙的延 性。当为一级抗震(9度)时的墙肢轴压比大于0.3,一级(8度)大于0.2,二级大于 0.1时,应设置约束边缘构件,否则可设置构造边缘构件,程序对底部加强部位及 其上一层所有墙肢端部均按约束边缘构件考虑。

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