“框架倾覆力矩<0.2 倍总倾覆力矩时,框架剪力需要调整”
先搞懂 “倾覆力矩”“框架和剪力墙的分工”,再明白 “为什么比例失衡时要‘帮框架一把’”
本质是避免 “剪力墙累死、框架闲死”,最后一起扛不住风险。
第一步:倾覆力矩
在框架剪力墙结构里(比如很多 10-20 层的住宅 / 写字楼,既有柱子梁的 “框架”,又有敲不动的 “剪力墙”),水平力(风、地震)会让建筑有 “被推倒” 的趋势,这个 “推到趋势的力度” 就是倾覆力矩;
而框架和剪力墙会一起 “扛” 这个力矩,就像两个人一起扛一根重木头。
倾覆力矩:通俗说就是 “把建筑掀翻的力量”。
水平力从侧面推建筑,底部会产生一个 “让建筑绕着底部边缘转动、倾倒” 的力矩(比如推一个立着的纸箱,纸箱有 “歪倒” 的趋势,这个趋势的力度就是倾覆力矩)。
总倾覆力矩:框架和剪力墙一起扛的 “总掀翻力”,是风或地震对整个建筑产生的倾覆力矩总和。
框架倾覆力矩 / 0.2 倍总倾覆力矩:衡量 “框架扛了多少” 的比例。
比如总倾覆力矩是 100,框架只扛了 15(15<20,即 0.2×100),就属于 “框架扛得太少” 的情况。
第二步:为什么框架扛得少(<0.2),就要调整它的剪力?
核心逻辑:剪力墙 “太能扛” 会先垮,框架 “太闲” 会突然被 “甩锅”,必须提前让框架 “练肌肉”。
先看框架剪力墙的正常分工:
水平力来了,剪力墙是 “主力”(因为厚、刚硬,抗推能力强,像 “大力士”),框架是 “辅助”(柱子梁相对灵活,抗推能力弱,像 “助手”)。
正常情况下,两者按能力分担:剪力墙扛大部分倾覆力矩(比如 70%-80%),框架扛小部分(20%-30%),配合着扛住水平力。
但如果框架扛得太少(<0.2 倍总倾覆力矩),就会出两个大问题:
问题 1:剪力墙 “过载”,先被 “累死”
框架扛得少,意味着几乎所有 “掀翻力” 都压在剪力墙上。
就像两个人扛木头,一个人扛 90%,另一个只扛 10%,扛 90% 的人很快会被压垮。
一旦地震 / 台风变强,剪力墙会先开裂、破坏;而框架因为平时 “没怎么用力”,根本没准备好接下 “突然掉下来的重担”。
问题 2:框架 “闲置”,关键时刻 “掉链子”
框架扛得太少时,它在水平力作用下几乎 “没受力”,相当于建筑的 “横向骨架” 只靠剪力墙撑着。
一旦剪力墙垮了,水平力会瞬间全砸到框架上 —— 但框架平时没承受过这么大的力(比如平时只扛 10%,突然要扛 100%),就会像 “没练过的人突然举重物”,瞬间被拉裂、折断,整个建筑跟着垮。
第三步:“框架剪力调整” 到底在做什么?—— 提前让框架 “练肌肉”
“调整剪力” 不是 “让框架扛更多倾覆力矩”,而是强制让框架提前承受一部分 “横向剪力”(水平力的具体体现),相当于 “赛前热身”,确保它在关键时刻能顶上去。
就像提前给 “闲得没事的助手” 安排一些 “小负重训练”—— 平时让他多扛 10% 的力,虽然现在看起来 “没必要”,但等 “大力士” 扛不动时,他已经有了 “扛重” 的能力,不会突然垮掉。
具体做法(规程逻辑):
“高规” 会强制要求:即使框架实际只扛了<0.2 的倾覆力矩,也要按 “不低于总剪力的 20%”(或按一定公式算出来的更大值)给框架分配剪力 —— 相当于 “最低工作量要求”,逼着框架 “提前受力”,增强它的抗推能力,避免剪力墙垮后框架 “接不住锅”。
理解 “框架倾覆力矩<0.2 倍总倾覆力矩时,框架剪力取‘0.2 倍总剪力’和‘1.5 倍框架最大剪力’中的较大值”,核心是抓住一个逻辑
既要给框架 “保底的力” 让它 “练肌肉”,又要防止 “用力过猛” 把框架 “练伤”,最终找到一个 “安全又合理” 的平衡点。
先先明确一个关键前提:“框架扛得太少(倾覆力矩<0.2)要调整剪力”,这里的 “总剪力” 是水平力(风 / 地震)作用在建筑上的 “总横向推力”,和 “总倾覆力矩” 是 “同一水平力的两种表现”
前者是 “推的力大小”,后者是 “推到建筑的趋势强弱”,本质都是要让框架分担这部分力。
一、为什么要取 “0.2 倍总剪力”?—— 给框架 “保底任务”,避免 “太闲”
“0.2 倍总剪力” 的核心作用是给框架定一个 “最低工作量”,确保它至少扛住一部分力,不会全程 “划水”。
总横向推力(总剪力)是 100 斤,之前框架只扛 10 斤(对应倾覆力矩<0.2),剪力墙扛 90 斤(快累死了)。现在规则强制要求:框架至少要扛 20 斤(0.2×100)—— 这不是 “随便定的数”,而是基于 “框架必须发挥辅助作用” 的安全底线:
如果框架连 20 斤都扛不住,说明它 “完全没准备好”,一旦剪力墙扛不动(比如 90 斤压垮了),100 斤全砸给框架,框架肯定瞬间垮掉;
强制扛 20 斤,相当于让框架 “提前热身”,哪怕剪力墙出问题,框架也能先接住 “至少 20 斤” 的力,不会直接 “掉链子”。
简单说:“0.2 倍总剪力” 是 “安全底线”,确保框架 “不缺位”。
二、为什么要取 “1.5 倍框架最大剪力”?—— 给框架 “上限保护”,避免 “练伤”
“1.5 倍框架最大剪力” 的核心作用是防止给框架的 “任务太重”,反而把框架自身压坏。
假设框架本身的 “最大能力”(自身强度能扛的最大剪力)是 15 斤(比如柱子、梁的材料和尺寸,决定了它最多扛 15 斤)。
如果按 “0.2 倍总剪力” 要求它扛 20 斤,就超过了它的 “极限”
相当于让只能扛 15 斤的人硬扛 20 斤,结果可能是 “人先被压伤”,反而帮倒忙。
这时候 “1.5 倍框架最大剪力” 就派上用场了:1.5×15=22.5 斤。
现在 “0.2 倍总剪力” 是 20 斤,“1.5 倍框架最大剪力” 是 22.5 斤,取两者中较大的 22.5 斤吗?
不,这里要反过来想:“1.5 倍” 是框架 “能承受的上限”(比自身最大能力多 50% 的安全缓冲),如果 “0.2 倍总剪力” 超过了这个上限,就不能硬逼框架扛 —— 比如总剪力是 200 斤,“0.2 倍总剪力” 是 40 斤,但框架最大能力是 20 斤,1.5×20=30 斤,这时候就只能让框架扛 30 斤(而不是 40 斤),避免框架被 “压裂、压断”。
简单说:“1.5 倍框架最大剪力” 是 “能力上限”,确保框架 “不超限”。
框架部分剪力设计值最终取 “0.2 倍总剪力” 和 “1.5 倍框架最大剪力” 里的更大值,本质是同时满足 “底线要求” 和 “上限保护”,让框架的受力 “既够劲,又不超纲”。
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