徐珂:建筑结构设计

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« 钢结构住宅设计的几点总结(三)次梁方案与大跨度板方案对比简单说明 »

关于钢框架-混凝土剪力墙结构

  最近单位在做一个王府井商城的项目,业主因为场地的问题,原打算做钢结构,抗侧力采用钢支撑,这样可以现场浇筑工作很少。后来做钢结构设计的单位在初 步设计时,没有很好的掌握计算原则,9层的建筑,钢管柱截面做到700,里面还要灌混凝土,标号还不低,搞的业主很奇怪,于是又找了几家搞钢结构的设计单 位来搅和,结果如何大家可想而知了,现在竞争这么激烈,业主并没有换设计的意思,但是通过这样可以压低一切费用和造价,先是柱截面小了,后来灌混凝土的高 度减了,再后来是限制钢柱用板厚度,然后既然混凝土便宜,那还是做混凝土抗侧力结构吧,所以现在做的结构方案是钢框架-混凝土剪力墙结构。
本来单位让我参与设计的,因为一些原因我没参与过多,另外钢结构主要由外单位设计,所以后来就退出了,关于这个项目如何进展我倒不关心,倒是结构方案走 到这一步是我没想到的,自己也算是搞过钢结构的人,据说是好几个搞钢结构设计单位都提出了这个方案,采用混凝土结构抗侧力后,柱截面小了,总的造价少了, 唉!搞钢结构设计搞到这种地步真的是令人难过,完全没有结构整体受力概念,仅仅因为业主欢喜,便做一些不成熟的结构形式,结构是要创新,但不是在不合理的 方面去应用,看看很多国外优秀的结构设计,真的佩服那些结构设计师的能力,在国内似乎看不到多少优秀的结构设计!
说钢框架-混凝土剪力墙结构 不好,可能很多人要说见过很多设计实例了,但是存在的不一定合理,只有这个东西出现了,当地震来的时候,才能看出它的抗震性能,平常使用有几个楼会趴下? 这种结构形式在美国和日本很少使用,不是说没有是很少,美国在几次震害调查后发现该类结构震害较为严重,在整体上不提倡使用。日本如果要设计该种结构体系 需要向主管管部门申报,相当于向我国建设部申报,经严格讨论后方可设计,可见日本对此形式的态度。我国的结构计算方法在同一个结构体系里,混凝土和钢的地 震作用是一样的,没有区别,顶多类似混凝土框架剪力墙结构进行框架柱剪力调整,但在实际地震中,离剪力墙越远的钢框架的地震反应越接近纯钢框架结构,而结 构计算方法是不能模拟实际情况的,另外钢梁通过钢骨柱或钢管柱传力效果如何,日本和美国的态度也不一致,日本很推崇,作了很多钢梁加钢骨柱结构,但美国对 此很谨慎,认为还是两种材料传力,受力不明确。钢框架-混凝土剪力墙结构中,框架梁与混凝土墙交界节点处实际上是很危险的部位,在纯混凝土里也是如此,两 者刚度相差很大,在地震作用中,剪力墙承担过大的地震力,造成节点或节点外钢梁破坏,这就好比一个大人领着一个五岁以下的小孩狂跑,大人的手是拉的住,但 小孩的手会受不了脱手的。在地震时,结构抗震是讲究结构延性的,延性越大地震力越小,钢结构的延性比混凝土大很多,其地震力相对小很多,按我国的计算方 法,会把一部分剪力墙地震剪力转嫁给钢框架上,认为对刚框架是安全的,但实际上钢框架并不承担这么多的地震力,相对而言就是减少了对混凝土剪力墙地震力的 估算。再一个,我国地震作用计算是基于小震弹性法设计计算,地震力与结构材料无关,只是假定构造措施来保证结构延性,所以钢框架和混凝土剪力墙一起时假定 一致抗震,混凝土墙的弹性和刚度也不折减,房子倒了都不折减,实际上在地震来临后,因剪力墙会开裂的,在开裂后结构地震反应如何,我们不知道,因为规范没 有要求设计人做这方面工作!也没人做!



  • quote 1.有道理 Post on 2009-11-28 18:48:34  回复该留言
  • 我觉得你说的很有道理,我赞同,我应该向你学习
  • quote 3.stickingliu Post on 2011-6-26 23:02:32  回复该留言
  • “相对而言就是减少了对混凝土剪力墙地震力的估算。”
    不同意这一句。对混凝土剪力墙的估算怎么会减小呢?如果我没有记错的话,我国规范是要求剪力墙承担所有的地震剪力,然后再要求框架承担部分剪力的。

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