抗震与设计练习题答案.pdf

1 从结构的体系上来分 常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有 框架 结构 剪力墙剪力墙 结 构 框架 框架 剪力墙 剪力墙 结构 筒体 筒体 结构 悬挂结构和巨型框架结构 2 一般高层建筑的基本风压取 5050 年一遇的基本风压 对于特别重要或对风荷载比较敏感 的高层建筑 采用 100100 年一遇的风压值 在没有 100100 年一遇的风压资料时 可近视 用取 5050 年一遇的基本风压乘以 1 1 的增大系数采用 3 震级 地震的级别 说明某次地震本身产生的能量大小地震的级别 说明某次地震本身产生的能量大小 地震烈度 指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度 基本烈度 指某一地区今后一定时期内 在一般场地条件下可能遭受的最大烈度指某一地区今后一定时期内 在一般场地条件下可能遭受的最大烈度 设防烈度 一般按基本烈度采用 对重要建筑物 报批后 提高一度采用一般按基本烈度采用 对重要建筑物 报批后 提高一度采用 4 建筑抗震设计规范 中规定 设防烈度为 6 6 度及 6 6 度以上的地区 建筑物必须进 行抗震设计 5 详细说明三水准抗震设计目标 小震不坏 小震作用下应维持在弹性状态 一般不损坏或不需修理仍可继续使用小震不坏 小震作用下应维持在弹性状态 一般不损坏或不需修理仍可继续使用 中震可修 中震作用下 局部进入塑性状态 可能有一定损坏 修复后可继续使用中震可修 中震作用下 局部进入塑性状态 可能有一定损坏 修复后可继续使用 大震不倒 强震作用下 不应倒塌或发生危及生命的严重破坏大震不倒 强震作用下 不应倒塌或发生危及生命的严重破坏 6 设防烈度相当于 B B A 小震B 中震C 中震 7 用 高层建筑结构 中介绍的框架结构 剪力墙结构 框架 剪力墙结构的内力和位移的 近似计算方法 一般计算的是这些结构在 下的内力和位移 A 小震B 中震C 大震 8 在建筑结构抗震设计过程中 根据建筑物使用功能的重要性不同 采取不同的抗震设防 标准 请问建筑物分为哪几个抗震设防类别 甲 高于本地区设防烈度 属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑甲 高于本地区设防烈度 属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑 乙 按本地区设防烈度 属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑乙 按本地区设防烈度 属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑 丙 除甲乙丁外的一般建筑丙 除甲乙丁外的一般建筑 丁 属抗震次要建筑 一般仍按本地区的设防烈度丁 属抗震次要建筑 一般仍按本地区的设防烈度 9 下列高层建筑需要考虑竖向地震作用 D D A8 抗震设计时B跨度较大时 C有长悬臂构件时D9 抗震设计 10 什么样的高层建筑结构须计算双向水平地震作用下的扭转影响 对质量和刚度不对称 不均匀的结构以及高度超过对质量和刚度不对称 不均匀的结构以及高度超过 100m100m 的高层建筑结构的高层建筑结构 11 结构的自振周期越大 结构的刚度越 小 小 结构受到的地震作用越 小 小 12 高层建筑设计一般要限制结构的高宽比 H B 为什么 房屋高度 H 是如何计算的 高层建筑设计中 除了要保证结构有足够的承载力和刚度外 还要注意限制位移的高层建筑设计中 除了要保证结构有足够的承载力和刚度外 还要注意限制位移的 大小 一般将高层建筑结构的高宽比大小 一般将高层建筑结构的高宽比 H BH B 控制在控制在 6 6 以下 详细参考以下 详细参考 P26P26 表表 2 22 2 房屋高度指室外地面至主要屋面的高度 不包括局部突出屋面部分的高度 而房屋房屋高度指室外地面至主要屋面的高度 不包括局部突出屋面部分的高度 而房屋 宽度指所考虑方向的最小投影宽度 宽度指所考虑方向的最小投影宽度 13 高层建筑结构设计采用的三个基本假定是什么 弹性变形假定弹性变形假定 刚性楼板假定刚性楼板假定 平面抗侧力假定平面抗侧力假定 14 进行罕遇地震作用下薄弱层抗震变形验算 是为了保证结构达到 C C 的目的 A小震不坏B中震可修 C大震不倒D整体可修 15 什么是楼层屈服强度系数 y y 力计算的楼层弹性地震剪按罕遇地震作用标准值 受剪承载剪强度标准值计算的楼层按构构件实际配筋和材 16结构的薄弱层是指哪些部位 1 1楼层屈服强度系数沿高度分布均匀时 取底层楼层屈服强度系数沿高度分布均匀时 取底层 2 2不均匀时 取系数最小的楼层及相对较小的楼层 一般不超过不均匀时 取系数最小的楼层及相对较小的楼层 一般不超过 2 2 3 3 处处 17复杂高层结构是指 带加强层带加强层 结构 转换层转换层 结构 错层错层 结构 连体连体 结构 多塔楼多塔楼 结 构 18抗震等级根据房屋的设防烈度设防烈度 结构类型结构类型 房屋高度房屋高度来划分 不同的抗震等 级采用不同的计算和构造措施 19抗震等级分为特一级特一级 一一 二二 三三 四四共 5 个等级 在这 5 个抗震等级中 特一级特一级的构造措施最严格 20 多道防线的含义是什么 框 剪结构体系 框架 筒体体系 筒中筒结构体系 交叉支 撑及耗能器结构中 多道防线分别是哪些 多道防线含有两个方面的意义 一是指一个抗震结构体系 应有若干个延性较好的分多道防线含有两个方面的意义 一是指一个抗震结构体系 应有若干个延性较好的分 体系组成 并有延性较好的结构构件将各分体系联系起来协调工作 二是指抗震结构体体系组成 并有延性较好的结构构件将各分体系联系起来协调工作 二是指抗震结构体 系应有最大可能数量的内部 外部赘余度 有意识地建立起一系列分布的屈服区 以使系应有最大可能数量的内部 外部赘余度 有意识地建立起一系列分布的屈服区 以使 结构能吸收和消耗大量的地震能量 一旦遭受破坏也易于修复 结构能吸收和消耗大量的地震能量 一旦遭受破坏也易于修复 多道抗震防线的目的是通过合理的设计 在结构的适当部位 或构件 设置屈服区 多道抗震防线的目的是通过合理的设计 在结构的适当部位 或构件 设置屈服区 在地震作用下 这些部位或构件首先屈服 形成塑性铰耗散大量的地震能量 从而减少在地震作用下 这些部位或构件首先屈服 形成塑性铰耗散大量的地震能量 从而减少 主要承重构件的损坏程度 也即利用次要构件的耗能来保护主要承重构件 主要承重构件的损坏程度 也即利用次要构件的耗能来保护主要承重构件 在实际建筑结构体系中 框架在实际建筑结构体系中 框架 剪力墙体系由延性框架和剪力墙两个系统组成 剪力剪力墙体系由延性框架和剪力墙两个系统组成 剪力 墙为第一道防线 框架为第二道防线 框架墙为第一道防线 框架为第二道防线 框架 筒体体系由延性框架和筒体组成 筒体为筒体体系由延性框架和筒体组成 筒体为 第一道防线 框架为第二道防线 筒中筒体系由内实腹筒和外空腹筒组成 内实腹筒为第一道防线 框架为第二道防线 筒中筒体系由内实腹筒和外空腹筒组成 内实腹筒为 第一道防线 外空腹筒为第二道防线 在交叉支撑及耗能器的结构中 交叉耗能支撑和第一道防线 外空腹筒为第二道防线 在交叉支撑及耗能器的结构中 交叉耗能支撑和 耗能阻尼器为第一道防线 结构本身为第二道防线 耗能阻尼器为第一道防线 结构本身为第二道防线 21 什么是延性系数 采用什么方法来保证结构的延性 1 1延性是结构屈服后变形能力大小的一种性质 是结构吸收能量能力的一种体现 延性是结构屈服后变形能力大小的一种性质 是结构吸收能量能力的一种体现 所谓延性系数是结构最大变形与屈服变形的比值 所谓延性系数是结构最大变形与屈服变形的比值 2 2允许结构在基本烈度下进入非弹性工作阶段 某些杆件屈服 形成塑性铰 降低允许结构在基本烈度下进入非弹性工作阶段 某些杆件屈服 形成塑性铰 降低 结构刚度 加大非弹性变形 但变形在可修复范围内 在强震作用下结构不至于结构刚度 加大非弹性变形 但变形在可修复范围内 在强震作用下结构不至于 倒塌 倒塌 22 说明结构设计中如何保证 强柱弱梁 P79 31 题 下面几个概念是否对 为什么 保证节点处柱端实际受弯承载力大于梁端 采用将钢筋抗拉强度乘以超强系数或增大柱保证节点处柱端实际受弯承载力大于梁端 采用将钢筋抗拉强度乘以超强系数或增大柱 端弯矩设计值端弯矩设计值 23 说明结构设计中如何保证 强剪弱弯 使构件的受剪承载力大于构件弯曲破坏时实际达到的剪力 采用剪力增大系数使构件的受剪承载力大于构件弯曲破坏时实际达到的剪力 采用剪力增大系数 24 说明结构设计中如何保证 强节点弱杆件 防止杆件破坏前发生节点破坏防止杆件破坏前发生节点破坏 25 说明结构设计中如何保证 强压弱拉 所谓强压弱拉指构件破坏特征是受拉区钢筋先屈服 压区混凝土后压坏 构件破坏前 所谓强压弱拉指构件破坏特征是受拉区钢筋先屈服 压区混凝土后压坏 构件破坏前 其裂缝和挠度有一明显的发展过程 故而具有良好的延性 属延性破坏 这个原则就是其裂缝和挠度有一明显的发展过程 故而具有良好的延性 属延性破坏 这个原则就是 要求构件发生类似梁的适筋破坏或柱的大偏心受压破坏 要求构件发生类似梁的适筋破坏或柱的大偏心受压破坏 26 请解析 埋置深度 规范对结构的基础埋置深度有什么规定 基础底面至设计底面的距离 用以保证建筑物的稳定性 一般对天然地基 取房屋高基础底面至设计底面的距离 用以保证建筑物的稳定性 一般对天然地基 取房屋高的的 1 51 5 桩基为 桩基为 1 181 18 27 在结构的材料选择上 有建议混凝土强度等级不宜过大 为什么 这个建议是不是不可 超越的 混凝土强度过高 呈脆性 构造要求是根据推荐混凝土强度范围来确定以保证必要的延混凝土强度过高 呈脆性 构造要求是根据推荐混凝土强度范围来确定以保证必要的延 性 故过高时将不满足延性要求 可以超越 但应修改构造 性 故过高时将不满足延性要求 可以超越 但应修改构造 28 用分层法计算框架结构在竖向荷载下的内力时 对哪些杆件的线刚度作了折减 哪些杆 件的传递系数用 1 3 为什么 在分层的时候 各个开口刚架的上下端均为固定支承 而实际上 除底层的下端外 其在分层的时候 各个开口刚架的上下端均为固定支承 而实际上 除底层的下端外 其 他各层柱端均有转角产生 即上层的刚架中 其它层对本层刚架约束作用应介于铰支承他各层柱端均有转角产生 即上层的刚架中 其它层对本层刚架约束作用应介于铰支承 与固定支承之间的弹性支承 为了改善由此所引起的误差 在计算时做以下修正 与固定支承之间的弹性支承 为了改善由此所引起的误差 在计算时做以下修正 除除 底层以外其他各层柱的线刚度均乘底层以外其他各层柱的线刚度均乘 0 90 9 的折减系数 的折减系数 除底层以外其他各层柱的弯矩传除底层以外其他各层柱的弯矩传 递系数取为递系数取为 1 3 1 3 29 D 值法对反弯点法作了 上 下层梁刚度不等上 下层梁刚度不等 和 上 下层层高不等上 下层层高不等 两方面的修正 30 抗侧刚度 d 的定义 指无角位移的两端固定杆件单位侧移时所产生的剪力指无角位移的两端固定杆件单位侧移时所产生的剪力 31 用 D 值法或反弯点法计算框架在水平荷载作用下的内力时 请说明以下各杆件的内力计 算先后顺序 梁端弯矩 M 梁剪力 V 柱弯矩 M 柱剪力 V 柱轴力 N 32 框架结构在水平荷载作用下的侧移是由哪几部分组成的 由框架梁柱弯曲和剪切变形产 生的水平位移如何计算 请写出计算公式 MQ MQ由框架梁柱弯曲和剪切变形产生的水平位移 由框架梁柱弯曲和剪切变形产生的水平位移 N N由框架柱轴向变形产生的水平位移由框架柱轴向变形产生的水平位移 i i Dij Vpi i i i 1k k 33 剪跨比 轴压比 剪压比的定义各是什么 它们与框架柱破坏形态有什么样 的关系 剪跨比 对于柱指框架柱端截面弯矩设计值剪跨比 对于柱指框架柱端截面弯矩设计值 M M 和剪力与截面高度乘积之比 即和剪力与截面高度乘积之比 即 h l Vh Vl Vh M 0 0 2 1 剪跨比大于剪跨比大于 2 2 的柱的柱 其破坏形式一般为延性的弯曲破坏其破坏形式一般为延性的弯曲破坏 而剪跨比而剪跨比 小于小于 2 2 的柱 一般导致脆性的剪切破坏 的柱 一般导致脆性的剪切破坏 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抗压强度设计值乘积之比 即轴压比 指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比 即 c bhf N 轴压比是影响柱的延性重要因素之一轴压比是影响柱的延性重要因素之一 试验研究表明试验研究表明 柱的延性随轴压比的增大柱的延性随轴压比的增大 急剧下降 轴压比较高时 将导致混凝土压碎而受拉钢筋尚未屈服的小偏心受压脆性破急剧下降 轴压比较高时 将导致混凝土压碎而受拉钢筋尚未屈服的小偏心受压脆性破 坏 坏 剪压比 柱内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比 柱构件截面剪压比过大 混凝土过剪压比 柱内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比 柱构件截面剪压比过大 混凝土过 早地发生剪切破坏 早地发生剪切破坏 34 如何初选框架梁的截面尺寸 梁高 梁高 h hb b 12 1 18 1 l l 梁宽 梁宽 b bb b 2 1 3 1 h hb b 35 如何初选框架柱的截面尺寸 柱截面面积一般根据轴压比限值柱截面面积一般根据轴压比限值 n n fcA N 估算 同时截面的高度 宽度要满足以下要求估算 同时截面的高度 宽度要满足以下要求 b bc c h hc c 15 1 20 1 H Hc c 式中式中H Hc c 柱高度柱高度 N N 柱承受的轴力估算值柱承受的轴力估算值 n n 轴压比限值轴压比限值 f fc c 柱混凝土轴心抗压强度柱混凝土轴心抗压强度 36 为什么要加强框架柱端 框架梁端部位的箍筋设置 框架柱端 梁端 加强区范围怎么 确定 非框架梁端部位的箍筋需不需加强 P72P72 P74P74 37 抗震设计时柱子全部纵向钢筋的最大配筋率为 5 5 38 抗震设计时梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率为 2 75 2 75 39 抗震设计时 计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比值 0 h x 一级抗震 0 h x 0 25 0 25 二级 三级抗震 0 h x 0 35 0 35 为什么要控制 截面的 0 h x 值 40 抗震设计时 梁端截面的底部和顶面纵向钢筋截面面积之比 S A AS 除按计算确定 外 尚应满足 一级 S A AS 0 5 0 5 二级 三级 S A AS 0 3 0 3 41 判断以下说法的对错 1 框架梁的纵向钢筋可以与箍筋 拉筋及预埋件焊接 2 受力钢筋的连接接头宜设置在构件受力较小的部位 42 框架结构中的塑性调幅是对 B B 进行内力调整 A 竖向荷载下的 框架柱B 竖向荷载下的框架梁 C 水平荷载下的框架柱D 荷载下的框架梁 43 何为控制截面 框架梁的控制截面为什么选两个支座截面和跨中截面 柱子的控制截面 在哪里 控制截面指最控制截面指最构件中内力最大的构件中内力最大的截面 截面 对于框架梁 最大正弯矩一般作用在跨中 而最大负弯矩及最大剪力作用在支座处 所以对于框架梁 最大正弯矩一般作用在跨中 而最大负弯矩及最大剪力作用在支座处 所以 取跨中和支座作为控制截面 取跨中和支座作为控制截面 对于框架柱 最大弯矩发生在柱子的上下端 故取柱子的顶面和底面作为控制截面 对于框架柱 最大弯矩发生在柱子的上下端 故取柱子的顶面和底面作为控制截面 确定控制截面的目的是为内力组合提供对象 确定控制截面的目的是为内力组合提供对象 44 框架在水平荷载作用下 由梁 柱杆件弯曲和剪切变形产生的侧移曲线称为 B B A 弯曲型变形曲线 B 剪切型变形曲线 请分别画出弯曲型变形曲线 剪切型变形曲线的示意图 45 房屋建筑中对风荷载的动力效应是通过在基本风压值上乘以 C C 系数来考虑的 A 风载体形系数B 风载高度系数C 风振系数D 1 1 46 剪力墙的厚度应满足规范规定的最小截面尺寸要求 并应符合高规附录 D 的墙体 验算要求 A 强度B 稳定 C 延性D 刚度 47 抗震等级三级 T 形截面的剪力墙 其底部加强部位的最小厚度如何取值 160mm160mm 见 见 P83 5 1 3P83 5 1 3 48 如何确定结构的底部加强部位 抗震设计时抗震设计时 剪力墙底部加强部位的高度剪力墙底部加强部位的高度 应从地下室顶板算起应从地下室顶板算起 部分框支剪力墙结构的部分框支剪力墙结构的 剪力墙 其底部加强部位的高度 可取框支层加框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度剪力墙 其底部加强部位的高度 可取框支层加框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度 的的 1 101 10 二者的较大值 其他结构的剪力墙 底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高二者的较大值 其他结构的剪力墙 底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高 度的度的 1 101 10 二者较大值 当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时 底部加强部位宜延二者较大值 当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时 底部加强部位宜延 伸到计算嵌固端 伸到计算嵌固端 49 剪力墙的有效翼缘宽度如何取值 规范对剪力墙的有效翼缘宽度取值有两条不同的规定 根据计算内容的不同 采用不同的规范对剪力墙的有效翼缘宽度取值有两条不同的规定 根据计算内容的不同 采用不同的 翼缘宽度 抗震规范第翼缘宽度 抗震规范第 6 2 136 2 13 条确定的是 计算内力和变形 即 效应条确定的是 计算内力和变形 即 效应 S S 计算 时的翼缘计算 时的翼缘 宽度取值原则 而混凝土规范第宽度取值原则 而混凝土规范第 10 5 310 5 3 条确定的是 计算承载力 即 抗力条确定的是 计算承载力 即 抗力 R R 计算 时的计算 时的 翼缘宽度取值原则 两者有明显差异翼缘宽度取值原则 两者有明显差异 50 在近似计算中 剪力墙的类型可分为 整体墙整体墙 小开口整体墙 联肢剪力墙联肢剪力墙 带刚域框 架 不同的剪力墙类型 采用不同的计算方法计算内力和位移 51 双肢剪力墙简化中 随着 值增大 连梁的剪力将 增大增大 墙肢的轴力 增大增大 墙肢的弯 矩 减小减小 墙肢剪力与 值有没有关系 木有 木有 52 掌握剪力墙的分类方法 1 1 单肢剪力墙 单肢剪力墙 1 1 1010 联肢墙 联肢墙 1010 J JA A J J 小开口墙 小开口墙 1010 J JA A J J 壁式框架 壁式框架 53 掌握整体墙 小开口整体墙 联肢墙 双肢 带刚域框架的内力和位移计算方法 P87P87 P96P96 高层 高层 54 写出壁式框架 柱刚域的计算公式 当计算的刚域值小于等于零时如何处理 P97P97 P99P99 高层 高层 当计算的刚域值小于等于零时取零 当计算的刚域值小于等于零时取零 55 试从平衡的观点解释 为什么联肢剪力墙中 愈大 墙肢弯矩愈小 增大将使轴力增大 由平衡关系有增大将使轴力增大 由平衡关系有 M Mp p M M1 1 M M2 2 N N0 0C C N N0 0增大 增大 M Mp p不变 不变 M M1 1M M2 2减小减小 56 剪力墙是根据 与 A J J 值的大小分类的 试说明 与 A J J 各反映剪力墙的什么性 质 若 10 A J J Z 此墙属于什么类型 剪力墙划分主要从两个方面判别 其一是各墙肢间的整体性 主要通过整体系数剪力墙划分主要从两个方面判别 其一是各墙肢间的整体性 主要通过整体系数 体现 体现 整体性越好其受力性能越接近于整体墙 其二是墙肢受力后是否出现反弯点 出现反弯点整体性越好其受力性能越接近于整体墙 其二是墙肢受力后是否出现反弯点 出现反弯点 层数越多越接近于框架 该方面主要通过墙肢惯性矩比层数越多越接近于框架 该方面主要通过墙肢惯性矩比 J JA A J J 体现体现 1 1当当 1 1 时 忽略连梁约束作用 按单肢剪力墙计算 时 忽略连梁约束作用 按单肢剪力墙计算 2 2当当 1 1 1010 时 按联肢墙计算 时 按联肢墙计算 3 3当当 1010 时时 且墙肢惯性矩比且墙肢惯性矩比 A J J J 时时 按整体小开口墙计算按整体小开口墙计算 的取值见表的取值见表 5 35 3 4 4当当 1010 时 且墙肢惯性矩比时 且墙肢惯性矩比 A J J J 时 按壁式框架计算 时 按壁式框架计算 57 什么情况下应设置剪力墙约束边缘构件 什么情况下应设置剪力墙构造边缘构件 熟悉 约束边缘构件 构造边缘构件的设计方法和构造要求 P P107107 P108P108 高层 高层 58 一般剪力竖向和水平分布筋的最小配筋率 一 二 三级抗震设计时为 0 25 0 25 四级 抗震设计和非抗震设计时为 0 20 0 20 59 当剪力墙的连梁的剪压比不满足要求时 采取什么处理方法 减小连梁截面高度或设水平缝形成双连梁 减小连梁截面高度或设水平缝形成双连梁 抗震设计的剪力墙中连梁弯矩可进行塑性调幅抗震设计的剪力墙中连梁弯矩可进行塑性调幅 但在内力计算时已经按规范要求刚度折但在内力计算时已经按规范要求刚度折 减的连梁 其弯矩值不宜再继续调幅或限制再调幅范围 此时应取弯矩调幅后相应的剪力设减的连梁 其弯矩值不宜再继续调幅或限制再调幅范围 此时应取弯矩调幅后相应的剪力设 计值校核其是否满足计值校核其是否满足 JGJ3 2010JGJ3 2010 高层建筑混凝土结构技术规程 中第 高层建筑混凝土结构技术规程 中第 7 2 227 2 22 条的规定 条的规定 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时 可考虑在大震作用下该连梁不参与工作可考虑在大震作用下该连梁不参与工作 按按 独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析 墙肢应按两次计算所得的较大内力值进独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析 墙肢应按两次计算所得的较大内力值进 行配筋设计 第二次计算时位移不限制 行配筋设计 第二次计算时位移不限制 60 框架 剪力墙结构的变形特点与框架结构 剪力墙结构有什么不同 框架结构变形以剪切变形为主框架结构变形以剪切变形为主 剪力墙结构变形以弯曲型变形为主剪力墙结构变形以弯曲型变形为主 框架 剪力墙结构变框架 剪力墙结构变 形在下部楼层剪力墙拉着框架按弯曲型曲线变形 上部框架拉着剪力墙按剪切型曲线变形 形在下部楼层剪力墙拉着框架按弯曲型曲线变形 上部框架拉着剪力墙按剪切型曲线变形 61 框架 剪力墙结构中剪力墙的数量是怎样确定的 要准确地确定剪力墙数量是较为困难的 下面分方案阶段 初估尺寸阶段及计算复核阶要准确地确定剪力墙数量是较为困难的 下面分方案阶段 初估尺寸阶段及计算复核阶 段三个阶段进行说明 段三个阶段进行说明 方案阶段方案阶段 在此阶段 剪力墙布置主要满足以下要求 在此阶段 剪力墙布置主要满足以下要求 为保证楼面刚度无限大的假定 剪力墙间距须满足为保证楼面刚度无限大的假定 剪力墙间距须满足 p124p124 表表 6 16 1 的要求 在实际工程中的要求 在实际工程中 剪力墙间距较规定最大值要小 一般情况下 以剪力墙间距较规定最大值要小 一般情况下 以 2 3B2 3B 及及 30m30m 左右为宜 左右为宜 为充分发的剪力墙结构的延性为充分发的剪力墙结构的延性 剪力墙应设计成高宽比大于剪力墙应设计成高宽比大于 2 2 的细高剪力墙的细高剪力墙 这种剪力墙这种剪力墙 为弯曲破坏的延性剪力墙可避免脆性剪切破坏发生为弯曲破坏的延性剪力墙可避免脆性剪切破坏发生 当建筑要求更长的剪力墙时当建筑要求更长的剪力墙时 为满足为满足 每个墙段高宽比大于每个墙段高宽比大于 2 2 的要求的要求 可通过开设洞口将长墙分成长度较小可通过开设洞口将长墙分成长度较小 较均匀的联肢墙或较均匀的联肢墙或 整体墙 且洞口连梁宜采用弱连梁 以减少连梁对墙肢的约束作用 整体墙 且洞口连梁宜采用弱连梁 以减少连梁对墙肢的约束作用 为使墙体配筋较充分发挥作用 控制受弯产生的裂缝宽度 墙肢的长度不宜大于为使墙体配筋较充分发挥作用 控制受弯产生的裂缝宽度 墙肢的长度不宜大于 8m8m 2 2 初估尺寸阶段 初估尺寸阶段 目剪国内工程设计中 绝大多数具有足够的剪力墙 刚度和自振周期均在合适的范围以内 目剪国内工程设计中 绝大多数具有足够的剪力墙 刚度和自振周期均在合适的范围以内 总结这些设计可得到一般底层结构剪力墙截面面积总结这些设计可得到一般底层结构剪力墙截面面积 AwAw 和柱截面面积和柱截面面积 AcAc 之和与楼面面之和与楼面面积积 A Af f 之比以及剪力墙截面之比以及剪力墙截面积积 A Aw w 与楼面面与楼面面积积 A Af f 之比之比 这些比值宜控制这些比值宜控制在在 p12p125 5 表表 6 6 2 2 范围内范围内 p125p125 表表 6 26 2底层构件截面积与楼面面积之比底层构件截面积与楼面面积之比 设计条件设计条件构件截面面积构件截面面积 Aw Ac Aw Ac 与楼面与楼面 面积面积 AfAf 之比之比 剪力墙截面面积剪力墙截面面积 AwAw 与楼面面与楼面面 积积 AfAf 之比之比 7 7 类土类土0 03 0 050 03 0 050 02 0 030 02 0 03 8 8 类土类土0 04 0 060 04 0 060 03 0 040 03 0 04 注 注 1 1 高度较大的框架 高度较大的框架 剪力墙 宜取表中的上限值 剪力墙 宜取表中的上限值 2 2 表中数值是纵横两方面的总量 表中数值是纵横两方面的总量 对剪力墙而言 两个方向的剪力墙数量接近为宜 对剪力墙而言 两个方向的剪力墙数量接近为宜 对柱截面尺寸的初估 可按第对柱截面尺寸的初估 可按第 4 4 章框架结构设计有关章节进行 章框架结构设计有关章节进行 3 3 计算复核阶段 计算复核阶段 确定剪力墙布置及初估尺寸后 就可以复核布置及尺寸是否合理 复核从自振周期 轴压比确定剪力墙布置及初估尺寸后 就可以复核布置及尺寸是否合理 复核从自振周期 轴压比 和结构侧移三方面进行 和结构侧移三方面进行 自振周期自振周期 自振周期是对结构刚度特征的综合反映 根据大量的工程统计表明 结构布置合理的框架自振周期是对结构刚度特征的综合反映 根据大量的工程统计表明 结构布置合理的框架 剪力墙的自振周期为剪力墙的自振周期为 T T 0 06 0 080 06 0 08 n n 式中式中 n n 结构总层数 结构总层数 轴压比轴压比 抗震设计时 为保证框架柱及剪力墙的延性 必须对它们所承受的轴力作一定限制 所谓轴抗震设计时 为保证框架柱及剪力墙的延性 必须对它们所承受的轴力作一定限制 所谓轴 压比是指轴压力设计值与柱压比是指轴压力设计值与柱 剪力墙剪力墙 全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比 值值 对柱而言对柱而言 轴压力设计值指考虑地震作用组合的轴压力设计值轴压力设计值指考虑地震作用组合的轴压力设计值 对剪力墙而言对剪力墙而言 轴压轴压 力设计值指重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值力设计值指重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值 抗震设计时抗震设计时 钢筋混凝钢筋混凝 土柱轴压比不宜超过土柱轴压比不宜超过 p126p126 表表 6 36 3 的规定 对于的规定 对于 类场地上较高的高层建筑 其轴压比限类场地上较高的高层建筑 其轴压比限 值应适当减小 值应适当减小 一 二级抗震等级的剪力墙底部加强部位 其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超一 二级抗震等级的剪力墙底部加强部位 其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过过 p126p126 表表 6 46 4 的限值 的限值 在计算轴向压力设计值在计算轴向压力设计值 N N 时 剪力墙不考虑地震作用 只考虑重力荷载分项系数后的最大轴时 剪力墙不考虑地震作用 只考虑重力荷载分项系数后的最大轴 力设计值 也可说是计算剪力墙的名义轴压比 力设计值 也可说是计算剪力墙的名义轴压比 大量的试验研究及震害表明 截面受压区高度不仅与轴压比有关 而且与截面形状有关 在大量的试验研究及震害表明 截面受压区高度不仅与轴压比有关 而且与截面形状有关 在 相同的轴压力作用下 有翼缘的剪力墙受压区高度较小 延性相对要好些 但在表相同的轴压力作用下 有翼缘的剪力墙受压区高度较小 延性相对要好些 但在表 6 6 4 4 中并未体现 因此在设计时 对矩形截面剪力墙墙肢 或墙段 应更严格控制其轴压比中并未体现 因此在设计时 对矩形截面剪力墙墙肢 或墙段 应更严格控制其轴压比 p126p126 表表 6 36 3柱轴压比限值柱轴压比限值 结构类型结构类型抗震等级抗震等级 一一二二三三 板柱板柱 剪力墙剪力墙 框架框架 剪力墙剪力墙0 750 750 850 850 950 95 部分框支剪力墙部分框支剪力墙0 600 600 700 70 p126p126 表表 6 46 4剪力墙轴压比限值剪力墙轴压比限值 轴压比轴压比一级 一级 9 9 度 度 一级 一级 7 7 8 8 度 度 二级二级 N N fcAfcA 0 40 40 50 50 60 6 注 注 N N 为重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值 为重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值 A A 为剪力墙墙肢截面面积 为剪力墙墙肢截面面积 fcfc 为混凝土轴心抗压强度设计值 为混凝土轴心抗压强度设计值 结构侧移结构侧移 结构侧移大小是高层建筑结构刚度的一个反映 也是对构件截面大小 刚度大小的一个相对结构侧移大小是高层建筑结构刚度的一个反映 也是对构件截面大小 刚度大小的一个相对 指标指标 楼层层间最大位移与层高之比的限值在楼层层间最大位移与层高之比的限值在 3 43 4 节中有明确规定节中有明确规定 如计算侧移超过此规如计算侧移超过此规 定 则须对平面布置及剪力墙数量进行适当调整 定 则须对平面布置及剪力墙数量进行适当调整 保证剪力墙出平面的刚度和稳定性 规定了剪力墙的最小截面尺寸 见表保证剪力墙出平面的刚度和稳定性 规定了剪力墙的最小截面尺寸 见表 5 5 5 5 表表 5 55 5剪力墙截面最小厚度剪力墙截面最小厚度 序序抗 震 等抗 震 等剪力墙部位剪力墙部位最小厚度 二者取较大者 最小厚度 二者取较大者 级级有端柱或翼墙有端柱或翼墙无端柱或翼墙无端柱或翼墙 1 1一一 二级二级底 部 加 强 部底 部 加 强 部 位位 h 16h 16200mm200mmh 12h 12200mm200mm 其他部位其他部位h h 20 20160mm160mmh 12h 12180mm180mm 2 2三三 四级四级底 部 加 强 部底 部 加 强 部 位位 h h 20 20160mm160mmh 20h 20160mm160mm 其他部位其他部位h h 25 25160mm160mmh 25h 25160mm160mm 3 3非抗震非抗震h 25h 25160mm160mmh 25h 25160mm160mm 表表 5 55 5 内符号内符号 h h 为层高或剪力墙无支长度 无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向为层高或剪力墙无支长度 无支长度是指沿剪力墙长度方向没有平面外横向 支承墙的长度支承墙的长度 剪力墙井筒中剪力墙井筒中 分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小 但不宜但不宜 小于小于 160mm160mm 原则上原则上 根据剪力墙截面面积与楼面面积之比根据剪力墙截面面积与楼面面积之比 Aw AfAw Af 和剪力墙轴压比限值和剪力墙轴压比限值 N N fcAfcA 可得到可得到 剪力墙面积剪力墙面积 AwAw 再由剪力墙的长度 可计算剪力墙的最小厚度 大量的实际工程表明 再由剪力墙的长度 可计算剪力墙的最小厚度 大量的实际工程表明 剪力墙的最小厚度一般均能满足 剪力墙的最小厚度一般均能满足 62 框架 剪力墙结构中总框架与总剪力墙联系的方式有几种 分别画出它们的计算简图 框架框架 剪力墙结构中框架与剪力墙结构连系的方式有铰接联系和刚接联系两种 剪力墙结构中框架与剪力墙结构连系的方式有铰接联系和刚接联系两种 在铰接连接中 连杆只承受轴力 且无轴向变形 在刚性连接中 连杆除承受轴力外 还要在铰接连接中 连杆只承受轴力 且无轴向变形 在刚性连接中 连杆除承受轴力外 还要 承受剪力 承受剪力 铰接联系中 为了简化计算 进一步将切开后连杆的集中力连续化为分布力 切开后 铰接联系中 为了简化计算 进一步将切开后连杆的集中力连续化为分布力 切开后 对剪力墙可以视为底部固定的静定悬臂结构对剪力墙可以视为底部固定的静定悬臂结构 刚性连接中刚性连接中 为了简化计算为了简化计算 可将连杆的轴力可将连杆的轴力 Fi p 和约束弯矩和约束弯矩 i M 沿墙高连续化成沿墙高连续化成 xF p 和和 xm 铰接体系计算简图 铰接体系计算简图 V M 0 0 H x FP x p x 总剪力墙计算简图 FP x y x x y P x F 连杆连续化后分布力 p x ij Fp x 连杆切开后受力状态 铰接体系计算简图 p x 刚接体系计刚接体系计 算简图 算简图 m x Vi 0 x y P x Fi 连杆连续化后结构受力 p x Fi Pp x 连杆切开后受力状态 刚接体系计算简图 p x 63 框 剪结构中总框架抗推刚度 CF的定义 并写出它的表达式 C CF F产生单位层间变形角所需的推力 产生单位层间变形角所需的推力 C CF F h h D Dj j 64 判断 框 剪结构中的水平荷载是由框架 剪力墙共同承担的 所以剪力墙任何高度承 受的荷载 Pn都小于外荷载 P 对或错 65 在框 剪结构计算体系中 总连梁和总框架连接端处理成什么节点 为什么 铰接节点 铰接节点 66 已知某框架 剪力墙结构的 V w CF abi m h Vp值 试写出 Vw VF m 的计算式 67 框 剪结构中剪力墙布置应满足什么要求 框架 剪力墙结构中剪力墙布置应满足下列要求 框架 剪力墙结构中剪力墙布置应满足下列要求 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周围附近 楼梯间 电梯间 平面形状变化及恒载较大剪力墙宜均