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结构的变形验算限值应该放松吗——杨博士每周一问【贰陆】

结构的变形验算限值应该放松吗

A专家: 我以为侧移量不能放松,但变形量不大时,层间位移比可以放松。


B专家: 强度算够,变形何求


C专家: 变形影响正常使用的应该控制,影响安全及耐久性的应该控制。从题目来看,多半是地震和风下的层间位移角有争议


D专家: 地震变形与安全高度相关。建议严控“影响安全的变形”


E专家: 如果能做到超高层连梁不超筋 ,地震作用下的位移角可以放松


F专家: 个人认为连梁“超筋”是假象。不怕超


G专家: 连梁钢筋早早进入塑性变形,可以更积极耗能


H专家: 不太赞成。因为现在的理论基础是小震弹性设计。连梁超筋虽未必完全反映中大震性能,但起码大幅扭曲了真实的结构特性(整体动力特性和构件内力分配)。而以个人经验,连梁超筋往往是错误的结构布置所致(往往反映了设计人员对力学概念特点的无知)。可以这么说:我从模型的连梁超筋情况可以看出工程师的水平


I专家: 个人认为:风和地震的层间位移角控制指标应有显著差异。顶点位移与层间位移角应双控。“无害位移”不应忽略但应分离出来用不同的指标控制


J专家: 还有:层间位移角仅针对标准多高层成层状结构。对于非此类结构不能盲目套用


K专家: 作为设计人员,要发挥主动性。要让构件按自己希望的性能来设计,而不是简单地计算,按计算结果配筋。我给连梁一定的配筋率,小震即进入塑性不行吗?作为建筑设计的一个专业,有时需要服从整体设计,结构可能达不到优秀,我不认为结构工程师水平不行。


L专家: 提高结构师的参与度


M专家: 连梁是夹心饼干,被剪力墙压迫得太历害,所以容易超筋


N专家: 连梁就是叠合梁接缝处的栓钉


O专家:这是我硕士论文文章,当时的主要观点有两个:1、结构变形与结构构件受力并不一致,用控制位移保证结构构件安全不直接。2、控制位移的主要目的应针对非结构构件,并应依据有害位移。不过现在个人观点有些改变:1、基于“力”的结构构件承载力设计并不完美,附加其他方式保证结构安全是必要的。2、控制结构变形,就是控制结构刚度,进而控制竖向结构构件的截面大小。3、在目前倾向“省”的阶段,尽量缩小竖向承重构件截面尺寸是个普遍倾向,此时控制位移是必要的。4、位移控制方式当然可以不断的研究进步


P专家: 有害位移如何定义与计算,如果能操作,替换层间位移是一个好办法


Q专家: 一座建筑结构,什么是有害位移?哪些是无害位移?


R专家: 都是有害的。大小、性质不同


S专家: 层间位移是简单粗暴,工作有效


T专家:目前控制层间位移角还是最为简单实用的,除此以为,适当时还应该控制:(1)楼层加速度,主要控制非结构构件破坏;(2)残余层间位移角,对于大震、特大震或余震。


U专家: 层间位移角、有害层间位移角、区格广义剪切变形、弦杆转角、整体弯曲转动,它们之间关系是什么?梁弦杆转角+柱弦杆转角=区格广义剪切变形区格广义剪切变形+整体弯曲转动=层间位移角


V专家: 层间位移角虽不能直接反映竖向构件的受力和变形,但间接反应了水平构件的变形


W专家: 关于变形的验算,在世界各国早期的抗震规范中都没有规定,而在现阶段的各国规范中均有严格规定,这是为什么?恐怕还需要回归的问题的本源上来,也就是我们为什么要控制变形?层间位移角的本质又是什么?


X专家:超高层竖向构件虽然受力变形小,但水平构件受力变形大


Y专家: 基于力的设计vs.基于位移的设计,是两套不同的设计思想和流程,虽然都控制层间位移角,但是基于力的设计以层间位移角验算为终点,基于位移的设计以层间位移角为初始点。前者简单,后者复杂;前者适合于现在的常规设计,后者适用于更灵活的性能设计


Z专家: 现行二阶段抗震设计方法有一个矛盾始终未解决:第一阶段设计是构件层面的概率极限状态设计(虽然目前仍有很多争议,如抗震承载力调整系数),而第二阶段弹塑性变形验算还是确定性的。FEMA-350早在2000年即已实现钢框架基于全概率的弹塑性变形验算了


AA专家: 本质上,工程设计的过程属于工程控制论的具体落实手段,控制变形的目的在于实现预期的设防目标,因此,设防目标不同,变形验算的内容和要求也是不同的


AB专家: 比如,欧洲的变形验算是为保证建筑正常使用,日本的二次变形验算是为保证建筑的极限变形能力,中国的小震弹性变形验算是为了保证中震可修,大震变形验算是为了保证大震不倒


AC专家:但是目前工程界关于层间位移角的种种争议,多是由于没有真正理解规范要求的本意


AD专家: 有害层间位移角,个人理解,其实就是竖向构件受弯矩剪力的反映。没必要单独拿出来计算


AE专家: 剪重比也好,变形验算也好,我个人倾向宜严不宜宽,所增加的造价在一个建筑中真不算什么,但对建筑的安全性提高是很明显的。很多以“反证法”来论证达到放宽规范规定的做法都有其危险性


AF专家: 觉得学术界放宽层间位移角限值的争论很好,学术总是允许争鸣的,像发出这样的反证声音,有理有据,不觉得有什么不妥


AG专家:从目前多个超500m的超高层来看,刚重比的问题更严重,刚重比与结构的抗侧刚度,周期和位移角控制相辅相成


AH专家: 从抗震的概念上来说,有些“严格”实际上是不合理的,提高刚度,地震力大,安全性反而下降


AI专家: 根据我们的研究,也建议放开层间位移角限值


AJ专家: 设计需要经验,但不能重复咋天的故事;学术需要创新,但应尊重知识产权


AK专家: 我自己对于变形验算的理解就是一个很好的例子。二十多岁时希望上来就能把变形验算推翻,因为确实有讲不通,不合理的地方吗。可是二十多年过去了,发现还有很多因素是当时没有考虑到的,而且很多认识是相当局限和理想化的。工程科学不只要讲“理”,还要讲“道”,讲“适度保守”


AL专家: 同理,周期比,不一样被反证过?一个国家规范的制定,我们认为总要考虑方方面面的事,目前见到了业界因为这个规定而出来很多不合理的东西,尤其是住宅,为控制周期比很多人都将本来比较薄弱的中部连接部位的竖向构件掏空,削弱


AM专家: 谈到防震减灾,民众教育非常重要。我们专业人士除了自己不断提升自己,也要持续影响其他专业人员,还有亲友


AN专家: 南北专家的争论,确实是风控和地震控制实践的结果


A0专家: 刚重比,剪重比,周期比,位移比,刚度比,对超高层来说,由于大多业主不希望加钭撑,当前最难满是的是刚重比,然后是剪重比,位移角的控制问题往往排在后面


AP专家: 嗯。建筑超过一定高度,竖向承载力和抗风承载力已经容许抵抗强震带来的附加应力。夸张一点,就是不用强调抗震了


AQ专家: 现在的超高层,伸臂和环带加强层做得很多,刚度突变很厉害,我认为结构界应引入加强度的概念,加强层应有一个度,加强层如突变的太厉害,有可能对结构在中大震下有较大危害


AR专家: 刚重比、剪重比、周期比、位移比、刚度比,这些比值今后确实要好好加以研究


AS专家: 还有框剪比,承载力比,轴压比,剪压比,剪跨比,甚至还有轴拉比


AT专家:发现这么多问题的理解与控制有问题,房子又越建越高,性能有越来越高,只能等检验了


AU专家:有点像RC框架结构,几十年的研究与实践,最大的进步是现浇楼梯需要计算了。填充墙侧面要设缝了


AV专家: 我觉得伸臂加强层应引入加强度的概念,对剪力墙和外框的应力变化设置一个范围,也就是加强到多大范围结构在中大震下是足够安全的


AW专家: 其实这些限制如同傻瓜像机,满足这些要求,会大大降低工程师的设计风险,对工程安全也可以提供一个基本保证


AX专家:地震时地面水平振幅几米,加速度~1g量级。而上部结构在惯性作用下与底部经常不同步。这样底部的延性及承载力要求很高。所以控制底部变形非常重要



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