ASCE 7-22设计学习笔记第七期
- 2026-02-05 08:33:30
我们跳过了12.9.2 linear response history analysis，更多的是因为这个方法的使用场景不常见，频次低，还需要额外掌握地震波选波、非线性效应等高阶技能，等到用到的时候再学也不晚，所以我选择略过，但是12.10不能略过，如果说12章是地震力设计流水线，12.1~12.6告诉设计师该怎么选择结构体系，怎么分析；12.7-12.9告诉设计人员如何建立模型和算出地震力（V，Fx，Story shear），那么12.10就是在明确力是怎么从水平的楼层里走向竖向构件。而12.10节相较于混凝土结构，混凝土结构中楼板（diaphragm）通常被假定为刚性，collectors的概念相对弱化，而钢结构内的diaphragm更多情况下是柔性和半刚性，就更需要明白荷载是怎么通过diaphragm传递到柱子，最终传递到的基础。
12.10的名字是diaphragm，chords，and collectors，字面翻译是隔板、弦杆和集力构件，乍一看大家会觉得是计算这些特定的构件的章节，但是我觉得不太准确，应该把他们理解为楼板本体和它的周边连接件，我列出了不同的结构体系所对应的chords和collectors，这样一看更为明了：
结构形式 | Diaphragm | Chords | Collectors | |
混凝土框架 | 现浇楼板 | 边梁 | 框架梁 | |
钢框架 | 组合楼板/现浇楼板 | 边钢梁 | 框架梁 | |
钢排架/门刚 | 压型钢板 | 檐口系杆 | 刚架梁 | |
这样其实就很容易明白了，diaphragm就是楼板，chords不是字面弦杆，而是隔板边缘能够抵抗隔板弯曲的构件，而collectors是传力的关键，通过collectors把荷载传递给竖向构件，但是很多情况下collectors和chords是相同的一批构件。这样其实在开始也能明白，规范里对于collectors肯定有着最严格的要求。开篇就明确了不同的地震设防、不同的构件对应的章节，大家可以按需直达。
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重点就是precast concrete diaphragm、SDC-C~F、steel deck diaphragm等特殊的要看12.10.3~12.10.4，其他大多数12.10.1和12.10.2都能涵盖，即预制楼板并且高烈度走12.10.3的精确计算（本期不做细读），单层的轻钢屋面走12.10.4，其他默认走12.10.1和12.10.2。
12.10.1作为通用章节，规定了所有材料的隔板都必须满足的最低设计要求，楼板除了抵御平面内剪力和弯矩，还要保证在（opening&corners）转角和开口处出现应力集中仍能抵御高剪力和拉力。
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12.10.1.1隔板的设计荷载，给出了基本公式和上下限两个限定公式：
| 通用公式 其实就是按重量比例分配 |
| Fpx的设计下限 不低于20% |
| Fpx的设计上限 不高于40% |
其中exceptions需要注意的是：1）存在水平不规则4的，平面外偏移不规则，如上下层存在缩进的情况，存在不能直接传递需要通过diaphragm传递的情况，这种情况的楼板传力要乘以12.4.3.1的放大系数。（特殊情况是轻质木结构住宅，我遇不到，不展开了）；2）其他的水平和竖向不规则除了本条以外还需要满足12.3.3.5的要求，在12.10.1.1的前提下再额外加大25%。
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Collectors elements其实就是用来收集分散在楼层的地震力，传递给竖向抗侧力构件，figure 12.10-1可以看出，右侧剪力墙自己就可以收集传递，不需要collectors，其他结构形式，则需要collectors做一个中转站。12.10.2就是明确了如何计算和考虑collectors。
其实也是根据不同的抗震等级进行分类，当SDC-A/B时候，按12.10.1的通用设计荷载进行计算，无需overstrength factor放大。当SDC-C~F这些高烈度地区则需要进行overstrength超强设计。
下面我们先来梳理当SDC-C~F时本节提到的load combinations，最终取最大值考虑：
| （a）地震力通过ELF or Modal计算+考虑overstrength factor |
（b）地震力通过公式12.4-3计算+考虑overstrength factor | |
（c）常规荷载荷载2.3.6节（其中地震力按公式12.10-2计算） | |
Exceptions情况特值wood light-frame shear walls，我用不上，不学了 |
最后再明确一下，其实就是SDC-A/B不用超强设计，SDC-C要超强设计，取三种荷载组合的最大值算，SDC-D~F不仅要进行超强设计取三种荷载组合的最大值，还要额外通过12.3.3.5继续放大25%。
12.10.3是适用于SDC-C~F的预制混凝土隔板强制使用的，我也不学了，我很少用到，用到再说。
起立，奏乐，12.10.4来了，单层工业建筑的简化设计章节，满足要求即可用本章的简化方法代替复杂的隔板设计12.10.1~12.10.3。
12.10.4的内容也很多，估计本期就是开个头，说明哪些结构可以选用12.10.4进行设计并且罗列适用范围，下一期会专门拆解具体的设计内容。
12.10.4.1 Limitations七条限制条件，核心目标就是保证隔板在地震中能够有效的传递水平力，同时避免由于结构不规则或者材料存在缺陷导致结构失效。让我们逐条理解：
| 1、隔板的X和Y向均需要按照12.10.4计算；（要简化两个方向要一起简化） |
| 2（a）、木结构的diaphragm：如胶合板（AWC SDPWS），需与木框架构件或木钉板（wood nailers）通过钉接固定，并满足剪切承载力表要求； 2（b）、钢deck板diaphragm，裸露（无混凝土面层）的钢 deck，需满足AISI S400或ASI S310的最小剪切承载力要求； |
| 3、禁止在木结构板上或裸钢deck板上覆盖混凝土或者类似会影响其刚度和强度的材料； |
| 4、除了允许出现水平不规则2以外不许出现其他的水平不规则情况； |
| 5、隔板必须为矩形，或用于抗震设计的时候可划分为多个矩形段。矩形段的两端需要设置竖向抗侧力系统； |
| 6、允许的竖向抗侧力结构体系： 混凝土剪力墙、预制混凝土剪力墙、砌体剪力墙、钢支撑框架结构、钢-混凝土组合剪力墙 （注意：不能是纯框架） |
| 7、竖向抗侧力结构体系的设计方法：按12.8节设计，但是允许使用12.2.3.4。 |
如混凝土框架、纯钢框架（无支撑无剪力墙）、多层建筑都是禁止使用12.10.4的简化方法进行计算的，这是关键。但是其实门刚，如果是纵向有支撑，横向不设支撑或者没有山墙砌体剪力墙的情况，一样是不可以用本节进行简化计算的。
本期完~
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