老旧住宅改造加固

钢框架工程性能设计案例

 

某框架结构三维模型图如图30所示，该框架结构三层，与地震相关的参数如图31所示。

 

▲图30 钢框架三维模型图

 

 

▲图31 该框架结构地震作用计算相关参数

 

3.1 按照抗规设计方法进行设计

由于该框架结构属于50m以下，六度区，按照抗规规范属于五级抗震等级，在设计中按照四级抗震等级控制相应的构造措施。小震计算完毕之后选取其中某根柱的强度及稳定应力比计算结果进行查看，如下图32所示。小震设计下计算的该柱的强度应力比、稳定应力比及在地震、风荷载下的变形均满足规范要求，但是长细比超限。该结构柱材料为Q345，四级抗震等级，按照抗规的长细比限值控制，对应的长细比限值为120*sqrt（235/345）=99.04，因此，对该柱截面X方向的长细比满足规范要求，Y向的长细比为147.27，超出了规范99.04的限值。

 

▲图32 按照抗规设计，柱长细比超限

 

对于上述超限的柱，可以修改柱截面，让满足抗震规范的要求，也可以直接采用性能设计进行“低延性-高承载力”或者“高延性-低承载力计算”。根据工程实际情况放松相应的柱的构造措施。

3.2 按照新钢标进行性能设计参数选择。

该结构的高度小于50m，属于6度区的结构，按照新钢标表17.1.4-1可以初步选择出该结构可以选择的性能范围为4-7，由于属于低烈度区的多层结构，在设计中可以选择“高承载力—低延性”的性能设计思路。可初步选择某个性能，在该工程中选择性能为性能4，则查新钢标表17.1.4-2可以确定结构构件最低的延性等级为Ⅳ级，同时按照钢标表17.3.4-1确定截面板件的宽厚比最低等级为S4级，按照上述确定的参数，填入性能设计时对应的参数如图33所示。

 

▲图33 性能设计相关参数

 

3.3 查看中震下该柱的计算输出结果。

该柱在中震下输出的构件详细信息中，对于性能设计相关参数的展示，如图34所示，对于该柱的强度、稳定应力验算及对应的构造控制输出图35所示的结果。

 

▲图34 柱构件中震下输出详细的性能设计参数

 

 

▲图35 柱构件中震下输出强度、稳定应力比结果及构造限值