(一)试题回顾
【试题6.4.1】 框支柱所承受剪力之和(2005年)
某地上16层商住楼,地下2层(未示出),系底层大空间剪力墙结构,如图6.4.1所示(仅表示1/2,另一半对称),2~16层均布置有剪力墙,其中第①、④、⑦轴线剪力墙落地,第②、③、⑤、⑥轴线为框支剪力墙。该建筑位于7度地震区,抗震设防类别丙类,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别Ⅱ类,结构基本自振周期1.1s。混凝土强度等级,底层及地下室为C50,其他层为C30;框支柱断面为800mm×900mm。
该建筑物底层为薄弱层;1~16层总重力荷载代表值为23500kN。假定地震作用分析计算出的对应于水平地震作用标准值的底层地震剪力VEK1·j=5000kN,试问,根据规程中有关对各楼层水平地震剪力最小值的要求,底层全部框支柱承受的地震剪力标准值之和Vkc(kN),应取下列何项数值?
(A)1008 (B)1120 (C)1152 (D)1297
图 6.4.1
图 6.4.2
【试题6.4.2】 框支柱内力调整(2012年一级)
某商住楼地上16层地下2层(未示出),系部分框支剪力墙结构,如图6.4.2所示(仅表示1/2,另一半对称),2~16层均匀布置剪力墙,其中第①、②、④、⑥、⑦轴线剪力墙落地,第③、⑤轴线为框支剪力墙。该建筑位于7度地震区,抗震设防类别为丙类,设计基本地震加速度为0.15g,场地类别Ⅲ类,结构基本周期1s。墙、柱混凝土强度等级:底层及地下室为C50(fc=23.1N/mm2),其他层为C30(fc=14.3N/mm2),框支柱截面为800mm×900mm。
提示:①计算方向仅为横向;
②剪力墙墙肢满足稳定性要求。
该建筑物底层为薄弱层,1~16层总重力荷载代表值为246000kN。假定,地震作用分析计算出的对应于水平地震作用标准值的底层地震剪力为VEK=16000kN,试问,底层每根框支柱承受的地震剪力标准值VEkc(kN)最小取下列何项数值时,才能满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)的最低要求?
(A)150 (B)240 (C)320 (D)400
(二)规范规定
1.结构薄弱层地震剪力的增大
《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.8条的规定和条文说明:
3.5.8 侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第3.5.2、
3.5.3、3.5.4条要求的楼层,其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。
3.5.8(条文说明) 本条是2002规程第5.1.14条修改而成。刚度变化不符合本规程第
3.5.2条要求的楼层,一般称作软弱层;承载力变化不符合本规程第3.5.3条要求的楼层,一般可称作薄弱层。为了方便,本规程把软弱层、薄弱层以及竖向抗侧力构件不连续的楼层统称为结构薄弱层。结构薄弱层在地震作用标准值作用下的剪力应适当增大,增大系数由2002规程的1.15调整为1.25,适当提高安全度要求。
《建筑抗震设计规范》规定:
3.4.4 建筑形体及其构件布置不规则时,应按下列要求进行地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:
2 平面规则而竖向不规则的建筑,应采用空间结构计算模型,刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数,其薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应符合下列要求:
1)竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受力情况、几何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系数;
2.水平地震剪力系数的调整(www.xing528.com)
《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.3.12条的规定和条文说明:
4.3.12 多遇地震下水平地震作用计算时,结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求:
式中 VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的剪力;
λ——水平地震剪力系数,不应小于表4.3.12规定的值;对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数;
Gj——第j层的重力荷载代表值;
n——结构计算总层数。
4.3.12(条文说明)
对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力,本规程第3.5.8条规定应乘以1.25的增大系数,该层剪力放大1.25倍后仍需要满足本条的规定,即该层的地震剪力系数不应小于表4.3.12中数值的1.15倍。
《建筑抗震设计规范》规定:
5.2.5 抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:
式中 VEKi——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;
λ——剪力系数,不应小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值,对竖向不规则结构的簿弱层,尚应乘以1.15的增大系数;
Gj——第j层的重力荷载代表值。
(三)算例
【例6.4.1】 底层全部框支柱承受的地震剪力标准值之和
条件:某建筑物T1=1s,7度,0.15g。该建筑物底层为薄弱层,框支层有16根框支柱1~16层总重力荷载代表值为23100kN。地震作用分析计算出的基底剪力为VEk=5000kN。
要求:底层全部框支柱承受的地震剪力标准值之和。
答案:T1=1s<3.5s,7度,0.15g,查《高层建筑混凝土结构技术规程》表4.3.12,λ=0.024。
对于薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数,即λ=1.15×0.024。
由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(4.3.12)
λ∑Gi=1.15×0.024×23100=637.56kN
由《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.8条,对于薄弱层
VEk1=1.25×5000=6250kN,VEk1=6250kN≥λ∑Gi=637.56kN
由《高层建筑混凝土结构技术规程》第10.2.17条第2款:16根框支柱,多于10根,框支层1层,底层全部框支柱承受的地震剪力标准值之和Vk≥20%VEk1=20%×6250=1250kN。
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