高层结构嵌固端以下的地下室构件是否考虑轴压比而设约束边缘构件?
1、规定轴压比的目的
《高规》条文说明
7.2.13
轴压比是影响剪力墙在地震作用下塑性变形能力的重要因素。清华大学及国内外研究单位的试验表明,相同条件的剪力墙,轴压比低的,其延性大,轴压比高的,其延性小;通过设置约束边缘构件,可以提高高轴压比剪力墙的塑性变形能力,但轴压比大于一定值后,即使设置约束边缘构件,在强震作用下,剪力墙仍可能因混凝土压溃而丧失承受重力荷载的能力。因此,规程规定了剪力墙的轴压比限值。本次修订的主要内容为:将轴压比限值扩大到三级剪力墙;将轴压比限值扩大到结构全高,不仅仅是底部加强部位。
2、答案:
是否考虑轴压比与是否考虑地下室的地震作用有关系;当某些地下室不考虑地震作用时,其构件可不考虑轴压比的影响,当某些地下室考虑地震作用时,需要考虑轴压比的影响,当轴压比超过规范限值,需设置约束边缘构件。
3、判断地下室是否考虑地震作用的基础理论:《高规》3.9.5
抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级;地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
《高规》条文说明3.9.5、3.9.6
这两条是关于地下室及裙楼抗震等级的规定,是对本规程第3.9.3、3.9.4条的补充。带地下室的高层建筑,当地下室顶板可视作结构的嵌固部位时,地震作用下结构的屈服部位将发生在地上楼层,同时将影响到地下一层;地面以下结构的地震响应逐渐减小。因此,规定地下一层的抗震等级不能降低,而地下一层以下不要求计算地震作用,其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低。第3.9.5条中“相关范围”一般指主楼周边外延1~2跨的地下室范围。
从《高规》可知,当地下室顶板可视作结构的嵌固部位时,地下一层还是有地震响应的,只是响应程度在减小,故地下一层剪力墙构件需考虑轴压比的影响。
4、工程案例
上海某18层高层剪力墙,剪力墙为3级抗震等级,嵌固端位于地下室顶板处,地上一层和地下一层均考虑了轴压比的影响;地上一层部分剪力墙轴压比大于0.3需设置约束边缘构件,同理,地下一层部分剪力墙轴压比大于0.3需也设置约束边缘构件,地上一层和地下一层剪力墙平面布置如下图所示:


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