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多高层混凝土结构的轴压比近似值

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:图 2.3.27在重力荷载代表值、水平地震作用及风荷载作用下,首层中柱E的柱底截面产生的轴压力标准值依次为2800kN、500kN和60kN。试问,该柱的轴压比与下列何项数值最为接近?图 2.3.29表2.3.3 2层中柱KZ2柱顶截面的部分中间计算结果试问,抗震验算时,KZ2柱顶截面处的轴压比与下列何项数值最为接近?该柱的轴压比应为以下何项数值?

多高层混凝土结构的轴压比近似值

(一)试题回顾

【试题2.3.27】 计算轴压比时采用的轴压力设计值(2009年)

某10层现浇钢筋混凝土框架-剪力墙普通办公楼,如图2.3.27所示,质量和刚度沿竖向分布均匀,房屋高度为40m;设1层地下室,采用箱形基础。该工程为丙类建筑抗震设防烈度为9度,Ⅲ类建筑场地,设计地震分组为第一组,按刚性地基假定确定的结构基本自振周期为0.8s。混凝土强度等级采用C40(fc=19.1N/mm2ft=1.71N/mm2)。各层重力荷载代表值相同,皆为6840kN;柱E承担的重力荷载代表值占全部重力荷载代表值的1/20。

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图 2.3.27

在重力荷载代表值、水平地震作用及风荷载作用下,首层中柱E的柱底截面产生的轴压力标准值依次为2800kN、500kN和60kN。试问,在计算首层框架柱E柱底截面轴压比时,采用的轴压力设计值(kN)应与下列何项数值最为接近?

(A)3360 (B)4010 (C)4410 (D)4494

【试题2.3.28】 规则框架边柱的轴压比(2007年)

某规则框架,抗震等级为二级;梁KL1截面尺寸350mm×900mm,边跨梁净跨7.8m,柱Z1Z2截面尺寸均为800mm×800mm,混凝土强度等级均为C30。边跨框架梁KL1荷载示意图,如图2.3.28所示。

假定在进行结构整体分析计算时,未进行扭转耦联计算,且已知柱Z1在永久荷载、楼面活荷载(为民用建筑,无特殊库房)、水平地震作用下的轴力标准值,分别为1900kN、540kN、±300kN。试问,该柱的轴压比与下列何项数值最为接近?

(A)0.33 (B)0.56

(C)0.68 (D)0.78

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图 2.3.28

【试题2.3.29】 计算轴压比(2010年)

某3层书库采用钢筋混凝土框架结构,如图2.3.29所示。抗震等级为二级,柱截面均为b×h=700mm×700mm,混凝土强度等级均为C30,as=as=40mm。

2层中柱KZ2柱顶截面的部分中间计算结果见表2.3.3。

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图 2.3.29

表2.3.3 2层中柱KZ2柱顶截面的部分中间计算结果

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试问,抗震验算时,KZ2柱顶截面处的轴压比与下列何项数值最为接近?

(A)0.12 (B)0.14 (C)0.15 (D)0.18

【试题2.3.30】 计算轴压比(2000年)

某高层框架结构,乙类建筑,高度26m。抗震设防烈度为6度,场地类别为Ⅲ类,框架柱的断面为600mm×700mm。混凝土强度等级为C30。已知:底层框架柱在竖向荷载作用下的轴向力设计值为4500kN,在风荷载作用下的轴向力设计值为1400kN。该柱的轴压比应为以下何项数值?

(A)不需控制轴压比 (B)0.76 (C)0.71 (D)0.94

【试题2.3.31】 计算轴压比(2008年)

某钢筋混凝土框架结构多层办公楼,安全等级为二级,框架抗震等级为二级。该房屋各层层高均为3.6m,首层地面标高为±0.000m,基础顶面标高为-1.000m。框架柱截面b×h=500mm×500mm,混凝土强度等级为C30,柱纵向钢筋采用HRB335级钢筋(978-7-111-45657-5-Chapter02-517.jpg),柱箍筋采用HPB235级钢筋(978-7-111-45657-5-Chapter02-518.jpg),as=as=45mm。

已知各种荷载在底层柱下端截面产生的竖向内力标准值如下:由结构和构配件自重荷载产生的NGk=1430kN;由按等效均布荷载计算的楼面活荷载产生的NQk=340kN,由水平地震作用产生的NEhk=480kN,不考虑其他荷载。试问,该柱的轴压比μ应与以下何项数值最为接近?

(A)0.63 (B)0.67 (C)0.71 (D)0.77

【试题2.3.32】 轴压比限值(2001年)

某12层住宅楼。修建于设防烈度7度、Ⅱ类场地上,其层高为2.9m,室内外高差900mm。采用现浇钢筋混凝土框架结构体系,框架梁高为550mm,2层框架柱截面尺寸为600mm×600mm。抗震设计时,该柱在竖向荷载与地震作用组合下的轴压比μN的限值宜取以下何项数值?

(A)0.75 (B)0.80 (C)0.85 (D)0.90

【试题2.3.33】 短柱的轴压比限值(2010年)

某高层框架结构,房屋高度37m,位于抗震设防烈度7度区,设计地震加速度为0.15g,丙类建筑,其建筑场地为Ⅲ类。第3层某框架柱截面尺寸为750mm×750mm,混凝土强度等级为C40(fc=19.1N/mm2ft=1.71N/mm2),配置978-7-111-45657-5-Chapter02-519.jpg10井字复合箍(加密区间距为100mm);柱净高2.7m,反弯点位于柱子高度中部;as=as=45mm。试问,该柱的轴压比限值与下列何项数值最为接近?

(A)0.80 (B)0.75 (C)0.70 (D)0.65

【试题2.3.34】 按轴压比确定柱截面尺寸(2011年)

某4层现浇钢筋混凝土框架结构,各层结构计算高度均为6m,平面布置如图2.3.30所示,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第二组,建筑场地类别为Ⅱ类,抗震设防类别为重点设防类。

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图 2.3.30

假定,柱B混凝土强度等级为C50,剪跨比大于2,恒荷载作用下的轴力标准值N1=7400kN,活荷载作用下的轴力标准值N2=2000kN(组合值系数为0.5),水平地震作用下的轴力标准值NEhk=500kN。试问,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010),当未采用有利于提高轴压比限值的构造措施时,柱B满足轴压比要求的最小正方形截面边长h(mm)应与下列何项数值最为接近?

提示:风荷载不起控制作用。

(A)750 (B)800 (C)850 (D)900

【试题2.3.35】 μN/[μN](2004年)

某6层框架结构的角柱,其按平法03 G101—1的施工图原位表示如图2.3.31所示。该结构为一般民用建筑,无库房区,且作用在结构上的活荷载仅为按等效均布荷载计算的楼面活荷载。框架的抗震等级为二级,环境类别为一类;混凝土强度等级为C40;钢材采用HPB235和HRB335。

各种荷载在该角柱控制截面产生的内力标准值如下:

永久荷载:M=260.0kN·m,N=880.0kN;

活荷截:M=120.0kN·m,N=560.0kN;

水平地震力:M=±200.0kN·m,N=±460.0kN。

试问,该柱轴压比与该柱轴压比限值的比值λ与下列何项数值最为接近?

(A)λ=0.359 (B)λ=0.625

(C)λ=0.714 (D)λ=0.500

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图 2.3.31

【试题2.3.36】 μN/[μN](1999年)

某抗震设防烈度为7度,房屋高度为42m的丙类高层建筑,修建于Ⅲ类场地上,采用现浇混凝土框架结构。在重力荷载代表值、水平风荷载及水平地震作用下,底层边柱的轴向力标准值分别为Ngk=4120kN,Nwk=1010kN及NEk=520kN,柱截面为600mm×600mm,混凝土强度等级采用C40,柱净高与柱截面长边之比大于4。试验算该柱的轴压比,并指出下列何项中的结果正确。

(A)μN=0.66<[μN],符合抗震要求(B)μN=0.70<[μN],符合抗震要求

(C)μN≈0.80=[μN],符合抗震要求(D)μN=0.84>[μN],不符合抗震要求

【试题2.3.37】 根据轴压比定选项(2003年)

有一座10层办公楼,如图2.3.32所示,无库房,结构总高34.7m,现浇混凝土框架结构,建于8度地震区,设计地震分组为第一组,Ⅱ类场地,框架的抗震等级为一级,2层箱形地下室,可作为上部结构的嵌固端。

框架柱混凝土采用C45,柱DB截面尺寸为550mm×550mm。假定D截面轴压力设计值N=4900kN;剪跨比λ>2。试根据轴压比确定下列何种选择是正确的?

(A)配普适双肢箍

(B)沿柱全高配井字复合箍,箍筋间距不大于100mm,

直径10mm,4肢箍,肢距小于200mm

(C)加大截面尺寸至700mm×700mm

(D)上述三种选择都不合适

(二)规范规定

《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:

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图 2.3.32

6.4.2 抗震设计时,钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表6.4.2的规定;对于Ⅳ类场地上较高的高层建筑,其轴压比限值应适当减小。

表6.4.2 柱轴压比限值

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注:1.轴压比指柱考虑地震作用组合的铀轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值;

2.表内数值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱。当混凝土强度等级为C65~C70时,轴压比限值应比表中数值降低0.05;当混凝土强度等级为C75~C80时,轴压比限值应比表中数值降低0.10;

3.表内数值适用于剪跨比大于2的柱;剪跨比不大于2但不小于1.5的柱,其轴压比限值应比表中数值减小0.05;剪跨比小于1.5的柱,其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;

4.当沿柱全高采用井字复合箍,箍筋间距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或当沿柱全高采用复合螺旋箍,箍筋螺距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或当沿柱全高采用连续复合螺旋箍,且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时,轴压比限值可增加0.10;

5.当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形成的芯柱,且附加纵向钢筋的截面面积不小于柱截面面积的0.8%时,柱轴压比限值可增加0.05。当本项措施与注4的措施共同采用时,柱轴压比限值可比表中数值增加0.15,但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定;

6.调整后的柱轴压比限值不应大于1.05。

《高层建筑混凝土结构技术规程》6.4.2条的条文说明指出:

条文所说的“较高的高层建筑”是指,高于40m的框架结构或高于60m的其他结构体系的混凝土房屋建筑。

《建筑抗震设计规范》表6.3.6的注1规定:

轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;对本规范规定不进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值计算。

《建筑抗震设计规范》的条文说明:

6.3.6 限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和保证框架的抗倒塌能力。抗震设计时,除了预计不可能进入屈服的柱外,通常希望框架柱最终为大偏心受压破坏。

在框架-抗震墙、板柱-抗震墙及筒体结构中,框架属于第二道防线,其中框架的柱与框架结构的柱相比,其重要性相对较低,为此可以适当增大轴压比限值。

利用箍筋对混凝土进行约束,可以提高混凝土的轴心抗压强度和混凝土的受压极限变形能力。但在计算柱的轴压比时,仍取无箍筋约束的混凝土的轴心抗压强度设计值,不考虑箍筋约束对混凝土轴心抗压强度的提高作用。

《混凝土结构设计规范》的条文说明:

11.4.16 试验研究表明,受压构件的位移延性随轴压比增加而减小,因此对设计轴压比上限进行控制就成为保证框架柱和框支柱具有必要延性的重要措施之一。为满足不同结构类型框架柱、框支柱在地震作用组合下的位移延性要求,本条规定了不同结构体系中框架柱设计轴压比的上限值。

近年来,国内外试验研究结果表明,采用螺旋箍筋、连续复合矩形螺旋箍筋等配筋方式,能在一般复合箍筋的基础上进一步提高对核心混凝土的约束效应,改善柱的位移延性性能,故规定当配置复合箍筋、螺旋箍筋或连续复合矩形螺旋箍筋,且配箍量达到一定程度时,允许适当放宽柱设计轴压比的上限控制条件。同时,国内研究表明,在钢筋混凝土柱中设置矩形核心柱不仅能提高柱的受压承载力,也可提高柱的位移延性,且有利于在大变形情况下防止倒塌,类似于型钢混凝土结构中型钢的作用。因此,在设置矩形核心柱,且核心柱的纵向钢筋配置数量达到一定要求的情况下,也适当放宽了设计轴压比的上限控制条件。在放宽轴压比上限控制条件后,箍筋加密区的最小体积配筋率应按放松后的设计轴压比确定。

(三)算例

【例2.3.26】 计算框架柱轴压比时,采用的轴压力设计值

条件:某10层现浇钢筋混凝土框架-剪力墙普通办公楼,房屋高度为40m;该工程为丙类建筑,抗震设防烈度为9度。在重力荷载代表值、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载作用下,首层中柱E的柱底截面产生的轴压力标准值依次为2800kN、500kN、800kN和60kN。

求:计算框架柱轴压比时,采用的轴压力设计值(kN)。

答案:根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表5.6.4,该结构应考虑竖向地震作用,不考虑风荷载。

考虑水平及竖向地震组合时:N1=(2800×1.2+500×1.3+800×0.5)kN=4410kN

只考虑竖向地震组合时:N2=(2800×1.2+1.3×800)kN=4400kN

计算框架柱轴压比时,采用的轴压力设计值N=4410kN。

【例2.3.27】 规则框架边榀框架柱的轴压比

条件:某规则框架,在进行结构整体分析计算时,未进行扭转耦联计算,抗震等级为二级;图2.3.33表示一边榀框架,柱Z1Z2截面尺寸均800mm×800mm,混凝土强度等级为C30。且已知边柱Z1在永久荷载、楼面活荷载(为民用建筑,无特殊库房)、水平地震作用下的轴力标准值,分别为1900kN、540kN、±300kN。

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图 2.3.33

求:该柱的轴压比。

答案:根据《建筑抗震设计规范》第5.2.3条,平行于短边方向的边榀框架地震作用效应,应乘以1.15的增大系数。

根据《建筑抗震设计规范》第5.4.1条及第5.1.3条:

N=(1.2×1900+1.2×0.5×540+1.15×1.3×300)kN=3052.5kN

轴压比978-7-111-45657-5-Chapter02-525.jpg

【例2.3.28】 验算轴压比(竖向荷载+风荷载)

条件:某高层框架结构,乙类建筑,高度26m,抗震设防烈度6度,场地类别为Ⅲ类,柱的截面为600mm×700mm,混凝土强度等级为C30。已知:底层框架柱在竖向荷载作用下的轴向力设计值为4500kN;在风荷载作用下的轴向力设计值为1400kN。

要求:验算在竖向荷载和风荷载共同作用下该柱的轴压比。(www.xing528.com)

答案:由《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.3.1-1,H=26m<60m,A级高度。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.1条,第1款,按7度设防。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.2,仍按7度设防。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.3,框架抗震等级为二级。

查《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2,[μN]=0.75

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【例2.3.29】 验算轴压比(剪跨比>2)

条件:某抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,房屋高度为42m的丙类现浇混凝土框架结构,修建于Ⅲ类场地上,某层边柱承受的轴向力标准值分别为:在重力荷载代表值作用下为Ngk=4000kN,水平风荷载为Nwk=1000kN,水平地震作用为NEk=500kN,柱截面为600mm×600mm,柱净高Hn=3.2m,混凝土C40,fc=19.1N/mm2

要求:验算轴压比

答案:(1)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.3.1-1,因房屋高度42m<50m,为A级高度。

(2)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.1条第2款,应按7度考虑。

(3)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.2条仍按7度考虑。

(4)查《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.9.3应取抗震等级为二级。

(5)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2注1的规定和5.6.4条。

轴压比978-7-111-45657-5-Chapter02-527.jpg

(6)剪跨比978-7-111-45657-5-Chapter02-528.jpg

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2注3的规定,可以用《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2的数据。

(7)因混凝土为C40<C60,符合《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2注2的规定。

(8)查《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2得轴压比允许限值为0.75<μN=0.793,不满足要求。

【例2.3.30】 角柱的轴压比与该柱轴压比限值的比值。

条件:有一6层框架结构的角柱,如图2.3.34所示。抗震等级为二级,环境类别为一类;混凝土强度等级为C35;各种荷载在该角柱控制截面产生的内力标准值如下:

永久荷载:M=280.5kN·m,N=860.0kN;

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图 2.3.34

活载:M=130.8kN·m,N=580.0kN;

水平地震力:M=±220.6kN·m,N=480.0kN。

求:该柱轴压比与该柱轴压比限值的比值λ

答案:由《混凝土结构设计规范》表6.4.2条和第5.6.4条,二级,框架[μN]=0.75

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【例2.3.31】 轴压比限值[μN]

条件:某12层住宅楼,修建于设防烈度7度、Ⅱ类场地上,其层高为2.9m,室内外高差900mm。采用现浇钢筋混凝土框架结构体系,2层框架柱剪跨比λ=1.8。

要求:抗震设计时,该柱在竖向荷载与地震作用组合下的轴压比μN的限值。

答案:房屋高度H=(12×2.9+0.9)m=35.7m<50m,为A级高度,7度设防。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.9.3,框架抗震等级为二级。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2,1.5<λ=1.8<2,

N]=0.75-0.05=0.7。

【例2.3.32】 根据轴压比调整柱的断面

条件:有一座10层现浇混凝土框架结构,如图2.3.35所示,结构总高32m,框架的抗震等级为一级,框架柱混凝土采用C45,柱DB断面为550mm×550mm。D截面轴压力设计值N=4910kN;剪跨比λ>2。

要求:根据轴压比调整柱DB的断面。

答案:

由《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2,抗震等级一级,Ⅱ类场地,[μN]=0.65,978-7-111-45657-5-Chapter02-531.jpg978-7-111-45657-5-Chapter02-532.jpg,轴压比超限加大截面尺寸。

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图 2.3.35

(四)模拟考题

【2.3.1】 下列对柱轴压比描述正确的是( )。

(A)柱的组合轴压力标准值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度标准值乘积的比值

(B)柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值

(C)柱的组合轴压力标准值与柱的核心混凝土面积和混凝土轴心抗压强度标准值乘积的比值

(D)柱的组合轴压力设计值与柱的核心混凝土面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值

正答:(B)

根据《建筑抗震设计规范》第6.3.6条注1,轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;规定不进行地震作用计算的结构,取无地震作用组合的轴力设计值。

【2.3.2】 某丙类高层建筑房屋高度为42m,采用现浇混凝土框架结构。在重力荷载代表值、水平风荷载及水平地震作用下,底层边柱的轴向力标准值分别为NGk=4120kN、Nwk=1010kN及NEhk=520kN,柱截面为600mm×600mm,混凝土强度等级采用C40。试验算该柱的轴压比λN,下列( )正确。

(A)0.66 (B)0.70 (C)0.82 (D)0.84

正答:(C)

H=42m<60m,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.6.4条,不考虑风荷载参与组合:

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【2.3.3】 某6层钢筋混凝土框架结构,高度24m,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,Ⅲ类场地,混凝土强度等级为C30,第2层柱的剪跨比不大于2.0。问该层柱的轴压比值限为( )。

(A)0.9 (B)0.85 (C)0.8 (D)0.70

正答:(D)

因房高24m,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第2.1.1条为多层房屋,故采用《建筑抗震设计规范》。

根据《建筑抗震设计规范》第3.3.3条,建筑场地为Ⅲ类,应按抗震设防烈度8度(0.2g)采取抗震构造措施。

根据《建筑抗震设计规范》表6.1.2,结构的抗震等级应为二级。

根据《建筑抗震设计规范》表6.3.6及其注2得,第2层柱的轴压比限值应为:0.75-0.05=0.70。

【2.3.4】 某高层框架-剪力墙结构底层柱,抗震等级为二级。截面800mm×900mm,混凝土强度等级C30,剪跨比不大于2但不小于1.5;采用978-7-111-45657-5-Chapter02-536.jpg14@100肢距不大于200mm的井字复合箍,按柱轴压比限值其最大轴力设计值N(kN)与下列何项数值最为接近?

(A)8236.8 (B)9266.4 (C)9781 (D)8752

正答:(B)

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2,当抗震等级为二级,柱轴压比限值0.85,按该表注3需减0.05,表注4可增0.1,故可取用轴压比μN=0.85-0.05+0.1=0.90,柱最大轴力设计值为:

N=bchcfcμN=800×900×14.3×0.9N=9266400N=9266.4kN

【2.3.5】 抗震设防烈度8度,Ⅲ类场地,高58m,丙类的钢筋混凝土框架-剪力墙结构房屋,在重力荷载代表值、水平风荷载及水平地震作用下第4层边柱的轴向力标准值分别为NGE=4250kN、Nw=1200kN及NEh=500kN;柱截面为600mm×800mm,混凝土C40,fc=19.1N/mm2,第4层层高3.60m,横梁高600mm,经计算知剪力墙部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,该柱轴压比验算结果正确的是何项?

(A)μN=0.644<0.75,符合规程要求 (B)μN=0.657<0.80,符合规程要求

(C)μN=0.627<0.80,符合规程要求 (D)μN=0.657<0.85,符合规程要求

正答:(C)

由《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.9.3,H=58m,8度,Ⅱ类场地的框架-剪力墙结构,剪力墙承受的地震倾覆力矩超过总地震倾覆力矩的50%,由《高层建筑混凝土结构技术规程》第8.1.3条,则框架柱抗震等级为二级。

查《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2,二级框架-剪力墙结构的柱,[μN]=0.85。由《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2注3,该柱剪跨比978-7-111-45657-5-Chapter02-537.jpg978-7-111-45657-5-Chapter02-538.jpg为短柱,柱轴压比限值应减少[μN]=0.85-0.05=0.80。

由《高层建筑混凝土结构技术规程》式(5.6.3),H=58m<60m,不考虑风载参与有震组合:

μN=(1.2×4250+1.3×500)×103/(19.1×600×800)=0.627

【2.3.6】 某高层钢筋混凝土框剪结构房屋,位于抗震设防烈度8度地区,设计基本地震加速度为0.3g,Ⅲ类场地,丙类建筑,其中间楼层某柱截面尺寸为800mm×800mm,混凝土强度等级为C30。配置φ10井字复合箍筋,as=as=50mm;柱净高2.9m,弯矩反弯点位于柱子高度中部,则该柱的轴压比限值与以下哪项最为接近?

(A)[μN]=0.70 (B)[μN]=0.75 (C)[μN]=0.80 (D)[μN]=0.85

正答:(A)

(1)根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.9.2条,8度设防,设计基本地震加速度值为0.30g,丙类建筑,Ⅲ类场地,应接9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。查《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.9.3,框架部分抗震等级应为一级。

(2)Hn=2900mm,h0=800-50=750mm,

λ=Hn/(2h0)=2900/(2×750)=1.9333<2.0,属短柱。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2注3,柱的轴压比限值应比表中数值减小0.05。

虽然配置井字复合箍,但直径仅10mm<12mm,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2注4,不应考虑柱的轴压比限值放宽条件。

(3)查《高层建筑混凝土结构技术规程》表6.4.2,框架-剪力墙结构,一级框架,并考虑上述影响。[μN]=0.75-0.05=0.70。

【2.3.7】 某高层框架结构,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,房屋高度为50m的丙类建筑,修建于Ⅲ类场地上。已知某层边柱承受的轴向力标准值为:重力荷载代表值作用下NGk=4500kN,水平风荷载作用下Nwk=650kN,水平地震作用下NEhk=1000kN。该边柱截面尺寸为700mm×700mm,柱净高Hn=3.3m,采用C40级混凝土,环境类别一类。试问,该柱轴压比与柱轴压比限值的比值( )。

(A)1.101 (B)0.95 (C)0.80 (D)0.85

正答:(A)

Ⅲ类场地,设计地震加速度为0.15g,根据《建筑抗震设计规范》第3.3.3条规定,按8度(0.2g)考虑抗震等级。查《建筑抗震设计规范》表6.1.2知,抗震等级为一级。

确定λ,由《建筑抗震设计规范》第6.2.9条知:

978-7-111-45657-5-Chapter02-539.jpg

查《建筑抗震设计规范》表6.3.6得:[μN]=0.65。

确定μNH=50m<60m,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.6.4条,不考虑风荷载参与组合:

978-7-111-45657-5-Chapter02-540.jpg

确定比值:

978-7-111-45657-5-Chapter02-541.jpg

【2.3.8】 (2011年一级)

某大底盘单塔楼高层建筑,主楼为钢筋混凝土框架-核心筒,裙房为混凝土框架-剪力墙结构,主楼与裙楼连为整体,如图2.3.36所示。抗震设防烈度7度,建筑抗震设防类别为丙类,设计基本地震加速度为0.15g,场地Ⅲ类。

978-7-111-45657-5-Chapter02-542.jpg

图 2.3.36

裙房一榀横向框架距主楼18m,某一顶层中柱上、下端截面组合弯矩设计值分别为320kN·m,350kN·m(同为顺时针方向);剪力计算值为125kN,柱断面为500mm×500mm,Hn=5.2m,λ>2,混凝土强度等级C40。在不采用有利于提高轴压比限值的构造措施的条件下,试问,该柱截面设计时,轴压比限值[μN]及剪力设计值(kN)应取下列何值才能满足规范的要求?

(A)0.90 (B)0.65 (C)0.85 (D)0.75

答案:(D)

根据《抗规》第3.3.3条,抗震构造措施按8度(0.2g)要求确定。

根据第6.1.3条第2款,框架抗震等级除按本身确定外不低于主楼抗震等级。

根据第6.1.2条,框架本身抗震等级为三级,主楼框架抗震等级为一级,该柱在主楼的相关范围内其抗震等级取一级。

根据第6.3.6条,[μN]≤0.75。

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