(一)试题回顾
8度区某竖向规则的抗震墙结构,房屋高度为90m,抗震设防类别为标准设防类。试问,图3.2.6中四种经调整后的墙肢组合弯矩设计值简图,哪一种相对准确。提示:根据《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010作答。
图 3.2.6
【试题3.2.4】 剪力墙剪力调整(2012年二级)
某地上16层、地下1层的现浇钢筋混凝土框架-剪力墙办公楼,如图3.2.7所示。房屋高度为64.2m,该建筑地下室至地上第3层的层高均为4.5m,其余各层层高均为3.9m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,丙类建筑,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组,Ⅲ类场地,在规定的水平力作用下,结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%,地下1层顶板为上部结构的嵌固端。构件混凝土强度等级均为C40(fc=19.1N/mm2,ft=1.71N/mm2)。
图 3.2.7
某矩形截面剪力墙平面如图3.2.8所示,该剪力墙截面考虑地震作用组合,但未按规范、规程相关规定进行调整的弯矩计算值(MW)和剪力计算值(VW)如下:地上第1层底部:MW=1400kN·m、VW=270kN;地上第2层底部MW=1320kN·m、VW=250kN。试问,进行截面设计时,该剪力墙在地上第2层底部截面考虑地震作用组合的弯矩设计值M(kN·m)和剪力设计值V(kN)与下列何项数值最为接近?
(A)1320、400 (B)1400、400
图 3.2.8
(C)1320、378 (D)1680、432
(二)《规范》规定
相同内容的规定在三本规范中所属条文号的对照表见表3.2.2。
表3.2.2 相同内容的规定在三本规范中所属条文号的对照表
1.弯矩的调整
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:
7.2.5 一级剪力墙的底部加强部位以上部位,墙肢的组合弯矩设计值和组合剪力设计值应乘以增大系数,弯矩增大系数可取为1.2,剪力增大系数可取为1.3。
《混凝土结构设计规范》规定:
11.7.1 一级抗震等级剪力墙各墙肢截面考虑地震作用组合的弯矩设计值,底部加强部位应按墙肢截面地震作用组合弯矩设计值采用,底部加强部位以上部位应按墙肢截面地震作用组合弯矩设计值乘以增大系数,其值可取1.2;剪力设计值应作相应调整。本项规定的机理在二本规范的条文说明有讲述,现摘录于下。
《高层建筑混凝土结构技术规程》的条文说明:
7.2.5 剪力墙墙肢的塑性铰一般出现在底部加强部位。对于一级抗震等级的剪力墙,为了更有把握实现塑性铰出现在底部加强部位,保证其他部位不出现塑性铰。因此要求增大一级抗震等级剪力墙底部加强部位以上部位的弯矩设计值,为了实现强剪弱弯设计要求,弯矩增大部位剪力墙的剪力设计值也应相应增大。
《建筑抗震设计规范》的条文说明:
6.2.7 对一级抗震墙规定调整截面的组合弯矩设计值,主要有两个目的:一是使墙肢的塑性铰在底部加强部位的范围内得到发展,不是将塑性铰集中在底层,甚至集中在底截面以上不大的范围内,从而减轻墙肢底截面附近的破坏程度,使墙肢有较大的塑性变形能力;二是避免底部加强部位紧邻的上层墙肢屈服而底部加强部位不屈服。
2.剪力的调整
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:(www.xing528.com)
7.2.6 底部加强部位剪力墙截面的剪力设计值,一二、三级时应按式(7.2.6-1)调整,9度一级剪力墙应按式(7.2.6-2)调整;二、三级时其他部位及四级时可不调整。
V=ηvwVw (7.2.6-1)
式中 V——底部加强部位剪力墙截面剪力设计值;
Vw——底部加强部位剪力墙截面考虑地震作用组合的剪力计算值;
Mwua——剪力墙正截面抗震受弯承载力,应考虑承载力抗震调整系数γRE、采用实配纵筋面积、材料强度标准值和组合的轴力设计值等计算,有翼墙时应计入墙两侧各一倍翼墙厚度范围内的纵向钢筋;
Mw——底部加强部位剪力墙底截面弯矩的组合计算值;
ηvw——剪力增大系数,一级取1.6,二级取1.4,三级取1.2。
《高层建筑混凝土结构技术规程》的条文说明:
7.2.6 抗震设计时,为实现强剪弱弯的原则,剪力设计值应由实配受弯钢筋反算得到。为了方便实际操作,一、二、三级剪力墙底部加强部位的剪力设计值是由计算组合剪力按式(7.2.6-1)乘以增大系数得到,按一、二、三级的不同要求,增大系数不同。一般情况下,由乘以增大系数得到的设计剪力,有利于保证强剪弱弯的实现。
在设计9度一级抗震的剪力墙时,剪力墙底部加强部位要求用实际抗弯配筋计算的受弯承载力反算其设计剪力,如式(7.2.6-2)。
由抗弯能力反算剪力,比较符合实际情况。因此,在某些情况下,一、二、三级抗震剪力墙均可按式(7.2.6-2)计算设计剪力,得到比较符合强剪弱弯要求而不浪费的抗剪配筋。
(三)算例
【例3.2.2】 某建筑中方筒转角A处形剪力墙首层底部截面,图3.2.9所示。假定剪力墙抗震等级为二级,在纵向地震作用下,考虑地震作用组合的剪力墙墙肢底部加强部位截面的剪力计算值为650kN。为体现“强剪弱弯”的原则,抗震设计时需采用的剪力设计值V(kN)应与下列何项数值最为接近?
(A)650 (B)720
(C)910 (D)960
正答:(C)
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.6条,ηvw=1.4,
V=ηvwVw=1.4×650kN=910kN
【例3.2.3】 题干见试题3.2.4(2012年二级)
正答:(A)
根据《高规》3.9.2条,应按8度采取抗震构造措施。
根据表3.9.3,剪力墙抗震等级为一级。
图 3.2.9
根据《高规》7.1.4条,地上底部两层为剪力墙结构的加强部位。
根据《高规》7.2.6条,剪力墙底部加强部位墙肢截面的剪力设计值V=ηvwVw,ηvw=1.6,V=1.6×250kN=400kN
弯矩可不调整,M=1320kN·m,故选(A)。
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