关于剪力墙稳定计算的问题 [复制链接]

把带“满足截面要求的端柱”的剪力墙当作一字墙计算，是不合理的。“满足截面要求的端柱”如何定义关于这点，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002附录D“剪力墙稳定计算”中并没有作规定，软件自然也无法对带端柱的剪力墙按非一字墙来验算稳定了。
其实，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002对于T形、工字形剪力墙取墙肢计算长度系数的规定本来就不是太科学。试想一下，一个200厚的T字形剪力墙，翼缘宽度每边仅200mm，能否将它作为三边支承来计算它的计算长度系数呢？所以在，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-201X征求意见稿（修订第三稿）附录D.0.4中提出：当T 形、槽形剪力墙翼缘的截面高度小于截面厚度的2 倍和500mm 时，还应用折算厚度按单片独立墙肢进行稳定验算（按照惯性矩换算折算厚度）。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-201X送审稿附录D.0.4中提出：当T 形、L 形、槽形和工字形剪力墙的截面高度h 或宽度b（取图D.0.4 中b1和b2 的较大值）小于1000mm 时，还应用折算厚度按单片独立墙肢进行稳定验算（按照惯性矩换算折算厚度）。
规范这样修改之后，就显得更加科学了，也就是说翼缘必须满足一定的长度要求，否则得按一字墙来计算剪力墙稳定。
回到楼主的问题，端柱的宽度满足多大时，端柱才能算作墙肢的翼缘，规范并没有作出规定（《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002第7.2.16条第2款注3中指出：端柱截面小于墙厚2倍时视为无端柱，这一规定仅仅是为计算约束边缘构件的lc，并非计算墙体稳定）。
朱炳寅在《建筑结构设计问答及分析》P185中提出了一个观点：对于有端柱的剪力墙，可直接按面积等效换算成单片剪力墙折算厚度，以考虑端柱截面对墙肢稳定的有利影响。
综合高规的征求意见稿和送审稿以及朱炳寅的观点，对于有端柱的剪力墙，我个人认为可以按照惯性矩等效来换算成单片剪力墙折算厚度（而非朱炳寅面积等效），用折算厚度来计算单片剪力墙的稳定。在目前的规范体系没有提出带端柱剪力墙的稳定计算方法的前提下，软件也不可能计算。所以，可以考虑手算，其实手算也不算复杂，对于不满足稳定要求的带端柱的剪力墙，提取SATWE中超配筋信息中墙体稳定验算不足的信息，自己折算等效厚度。

好贴，顶

你讲了一些理论性的东西，相关的理论我平时也有留意。但是我的主要问题不是这些剪力墙的稳定怎么计算合理，怎么计算不合理。确实，打个比方：如果端柱是600x600，而另一个翼缘是200x600，显而易见，如果带有翼缘的剪力墙如果能考虑支撑作用，那么对端柱更加应该考虑。至于端柱截面多少才满足做为支撑的要求，这个问题规范确实没有明确规定，正是出于这个考虑，所以在我的原贴里面也没有去指定端柱尺寸不小于2倍的墙厚这个数值。但是我的问题最核心的意思是：PKPM应该把程序的功能加强到能够去考虑这个端柱的作用，至于什么时候考虑，什么时候不考虑，也可以给用户指定。
要知道，考不考虑是一回事，能不能考虑又是一回事。对不？

剪力墙稳定计算的核心是剪力墙墙肢计算长度l0,l0=βh，其中β为墙肢计算长度系数，现行2002版《高层建筑混凝土结构技术规程》对于β的计算仅涉及以下4种情况：单片独立墙肢（两边支承）、T形、工字形剪力墙的翼缘墙肢（三边支承）、T形剪力墙的腹板墙肢（三边支承）、工字形剪力墙的腹板墙肢（四边支承）。至于你提到的带端柱的剪力墙这种情况，规范没有给出其墙肢计算长度系数β的计算公式，那么程序怎么去考虑这个端柱对剪力墙面外稳定提供的帮助呢？
所以我就提了个建议，按照惯性矩等效得到待端柱剪力墙的折算厚度，用这个折算厚度t带入公式q<Ect3/10l02，其中l0=βh仍然按照单片独立墙肢（两边支承）来计算β。
我并不是pkpm的托，只是一名普通的结构工程师，我个人认为pkpm软件在执行中国规范来做设计（是设计，而非内力分析）这块应该是最能体现中国规范的软件了，还没有任何软件可以取代他，甚至软件有时候在影响规范。在这举一个例子，2002版《高层建筑混凝土结构技术规程》在验算剪力墙稳定的规定：
7.2.2 剪力墙的截面尺寸应满足下列要求：
1 按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm。当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时，其底部加强部位截面厚度尚不应小于层高的1/12；其他部位尚不应小于层高的1/15，且不应小于180mm；
2 按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160mm；其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm；
3 非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160mm；
4 当墙厚不能满足本条第1、2、3款的要求时，应按本规程附录D计算墙体的稳定；
规范的意思是不满足第1、2、3款时才需要按照附录D计算墙体的稳定。但是SATWE软件并不执行这一条，不管你是否满足足第1、2、3款，软件都会按照附录D计算墙体的稳定，如果稳定计算满足不了，软件就会在超配筋信息里面给出提示（PKPM2005开始就是这样做的）。
软件的这一思想与2010年版本的《高层建筑混凝土结构技术规程》十分一致，2010年版本规范改为：任何剪力墙都需要验算墙体稳定，而不管你是否满足层高或剪力墙无支长度的1/X。

回复 5楼aub0314的帖子

首先我对你没有成见，对PKPM更没有成见，所以不存在托不托的问题，呵呵。
其实我的意思很简单：就是对于带满足一定截面要求端柱的剪力墙，其稳定性也可以考虑按工形或者T形的剪力墙腹板计算稳定性。但是程序完全没有考虑这种端柱的作用。在很多情况下，为了建模方便，用户是需要对剪力墙的支撑按翼缘或者端柱输入的，两者在构件刚度的本质上没有区别。所以仅仅是人为的指定是“墙”就考虑支撑，是“柱”就不考虑，不合理。
另外兄弟你后面说的剪力墙的稳定性在什么情况下需要考虑，这个是另外一个话题，不是我想要讨论的重点。

另外对兄弟提一个建议：发帖子尽量简洁一点，规范条文，说一下条文号，点到即止，无需在此列举。一来打字累、二来看着也累（因为这些东西大家都比较熟悉，说下条文大家马上都知道的）。
没有恶意，仅仅是个人建议，见谅！！

程序里面，柱是杆件，墙是面，单元属性都不一样，不好考虑吧。规范没有提带端柱的剪力墙的稳定问题，感觉等效成单片剪力墙也不失为一个方法。楼上两位考虑的：一个方向考虑支承条件，一个方向是考虑加厚了剪力墙的厚度。

回复 6楼superpy的帖子

我终于是明白楼主需要表达的意思了，就是希望程序带端柱的剪力墙验算稳定时，将端柱按照剪力墙的翼缘考虑，转换为工字形或者T形（三边支承）剪力墙验算稳定。不知道我这样理解是否正确？
现行的2002版本高规附录D，将只要有翼缘（不管翼缘的长度）的工字形或者T形剪力墙就按照三边支承计算其计算长度系数β本来就是很不科学的（可参看2010新高规的征求意见稿和送审稿），端柱截面宽度较小，即使端柱按照剪力墙单元来建模，以此将端柱考虑为剪力墙的翼缘，而按照三边支承计算其计算长度系数β，这样验算剪力墙的稳定是很不安全的做法，程序偏于安全的不考虑端柱我个人认为是科学的。举一个例子：单片剪力墙厚300，其一端有端柱截面600x600，如果程序将端柱按照600宽翼缘考虑为三边支承得出的计算长度系数β，再以此验算剪力墙稳定，这样是很不科学的做法。很明显和2010年版本高规送审稿“当T 形、L 形、槽形和工字形剪力墙的截面高度h 或宽度b（取图D.0.4 中b1和b2 的较大值）小于1000mm 时，还应用折算厚度按单片独立墙肢进行稳定验算（按照惯性矩换算折算厚度）”的精神不符。2010年版本高规最终会怎样限制翼缘最小长度我也不清楚，因为2010高规到今天也没有正式印刷出版，但是将端柱考虑为剪力墙翼缘肯定是偏于冒险的做法。
楼主的建议也确实很值得PKPM参考，比如端柱尺寸能够满足2010版高规对于翼缘长度的限制时，是否可以按照惯性矩换算折算厚度，来按照单片独立墙肢进行稳定验算。

回复 9楼aub0314的帖子

看你的帖子，你大致是明白了我的意思。但是我提出端柱做为支撑的前提，你总是视而不见。总是担心端柱截面不安全。我一开始就说了，端柱要满足一定截面要求。在我第一次的回帖里面也说了，我个人也不认为端柱截面满足2倍墙厚就够了。
问题的提出很简单，却被扯的太远，最终淡化原始的问题。。。。