【正文】 )地震作用 多層框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度不超過 40m，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻時(shí)，可采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。在計(jì)算分配系數(shù)時(shí)，考慮支座轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，除底層柱外，其他各層柱的線剛度均應(yīng)乘以折減系數(shù) ，相應(yīng)的傳遞系數(shù)為 1/3(底層柱仍為 1/2)。 剪力墻結(jié)構(gòu)也可以采用連續(xù)化方法、有限條法等方法計(jì)算。 當(dāng)折線剪力墻的各墻段總轉(zhuǎn)角不大于 15186。 聯(lián)肢墻內(nèi)力與位移計(jì)算公式可見有關(guān)參考文獻(xiàn)。加強(qiáng)區(qū)是墻體受力不利的部位和受溫度影響較大的部位，這些部位有：剪力墻的頂層；剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū) (加強(qiáng)區(qū)高度為墻肢總高度的八分之一、墻肢寬度和底層層高中的較大值 )；樓梯間和電梯間墻；現(xiàn)澆端部山墻；內(nèi)縱墻的端開間。 3．剪力墻連梁截面設(shè)計(jì)及配筋構(gòu)造要求 1)剪力墻連梁的截面尺寸 剪力墻連梁的截面尺寸應(yīng)符合下列 要求： 2)連梁的剪力設(shè)計(jì)值 連梁的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算： ① 抗震設(shè)計(jì)，取考慮水平荷載組合的剪力設(shè)計(jì)值。 (四 )框架．剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．框架 剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算 1)框架 剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原則 在水平荷載作用下，剪力墻呈彎曲變形，其曲線向下彎，頂端斜率最大；而框架呈剪切變形，其曲線向上彎，底部的斜率最大。 ② 剪力墻可由一個(gè)受彎懸臂構(gòu)件代替，即僅產(chǎn)生彎曲變形。 具體的計(jì)算公式和圖表可見有關(guān)參考文獻(xiàn)。 ③ 按振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算時(shí)，調(diào)整在振型組合之后進(jìn)行。剪力墻中線與墻端邊柱中線宜重合，防止偏心； ④ 剪力墻周邊僅有柱而無梁時(shí)，則應(yīng)設(shè)置暗梁。通常假定樓板為平面內(nèi)無限剛性板，忽略其平面外剛度，樓板的作用只是保證內(nèi)外筒縣有相同的水平位移，而樓板與簡(jiǎn)之間無彎矩傳遞關(guān)系。這樣可利用平面框架分析程序，比較方便。此時(shí)，根據(jù)其變形特點(diǎn)選擇邊界約束，翼緣框架的中點(diǎn)水平位移和彎矩為零，豎向有位移，因而選用滾動(dòng)支座。 用本方法計(jì)算時(shí)，也可在大量計(jì)算的基礎(chǔ)上建立一些查找 β 值的圖表曲線。 適用的房屋最大高度 表 666 1)6 度、 7 度和 8 度且房屋高度分別超過 120m、 lOOm 和 80m 時(shí)，不宜采用有框支層的現(xiàn)澆抗震墻結(jié)構(gòu)； 9 度時(shí)，不應(yīng) 采用。 抗震墻之間樓、屋蓋的長(zhǎng)寬比 表 667 8)當(dāng)框架 抗震墻結(jié)構(gòu)采用裝配式樓、屋蓋時(shí)，應(yīng)采取措施保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。 2．構(gòu)造要求 1)二級(jí)抗震墻和三級(jí)抗震墻加強(qiáng)部位的各墻肢應(yīng)設(shè)置翼柱、端柱或暗柱等邊緣構(gòu)件，暗柱的截面范圍為 ～ 2 倍的抗震墻厚度，翼柱的截面范圍為暗柱及其兩側(cè)各不超過 2 倍翼墻厚度。 (A)矩形截面 (B)工字形截面 (C)工字形或矩形截面 (D)雙肢柱 答案： (C) 解析：柱截面應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度和吊車重量確定，一般參照柱截面高度 h的大小選型。 【例題 6】在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為了滿足結(jié)構(gòu)既要有較大的側(cè)向剛度，又要在平面布置上具有較大的空間，一般應(yīng)采用何種結(jié)構(gòu)形式（ ） (A)框架結(jié)構(gòu) ( B)剪力墻結(jié)構(gòu) (C)框支剪力墻結(jié)構(gòu) (D)框架 剪力墻結(jié)構(gòu) 答案： (C) 解析：依據(jù)框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，抵抗水平荷載能力低，地震作用下變形大，但它具有平面靈活、有較大空間、立面處理易于變化等優(yōu)點(diǎn)。 (A)多跨廠房宜采用等高廠房 (B)廠房的貼建房屋宜在廠房角 部布置 (C)廠房體型復(fù)雜或有貼建房時(shí)，宜設(shè)防震縫 (D)廠房防震縫的寬度設(shè)置，在縱橫交接處可為 100～ 150mm，其它情況可采用 50～ 90mm。由于面波的能量比縱波和橫波大，所以造成建筑物和地表破壞的主要是面波。 答案： (C) 解析：框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，水平位移大，限制了梁、柱截面尺寸不能太大，否則影響使用，因而其建造高度受到一定的限制。 (A)統(tǒng)一模數(shù)的要求 (B)生產(chǎn)工藝的要求 (C)依據(jù)場(chǎng)地大小的要求布置 (D)依據(jù)使用方便的要求布置 答案： (B) 解析：?jiǎn)螌訌S房結(jié)構(gòu)布置中，廠房平面布置、柱網(wǎng)布置首先滿足生產(chǎn)工藝的要求，其次應(yīng)符合統(tǒng)一模數(shù)的要求。 14)框架結(jié)構(gòu)有下列情況之一者，宜沿兩主軸方向設(shè)置基礎(chǔ)系梁： (1)一、二級(jí)的框架； (2)各柱基承受的重力荷載代表值差別較大； (3)基礎(chǔ)埋置較深，或各基礎(chǔ)埋置深度差別較大； (4)地基主要受力層范圍內(nèi)存在軟弱粘性土層、液化土層和 嚴(yán)重不均勻土層?？拐饓Y(jié)構(gòu)中，框架或抗震墻均宜雙向設(shè)置，梁與柱或柱與抗震墻的中線宜重合，框架的梁與柱中線之間偏心距不宜大于柱寬的 1/4。角筒或角柱的受彎承載力計(jì)算按雙向彎矩進(jìn)行，且兩個(gè)方向的偏心矩均不應(yīng)小于相應(yīng)邊長(zhǎng)的 1/10。當(dāng)角柱與其他各柱的面積比不同，或框架梁、柱線剛度比，或跨度、層高、總高度改變時(shí)， β值都會(huì)改變?？蓪⒔侵环譃槎?，其二屬于腹板框架，其二屬于翼緣框架，二者之間由一個(gè)虛擬的剛性剪切梁連接，該虛擬梁的剪切剛度很大，彎曲剛度及軸向剛度都很小，它只能傳遞剪力，可保證角柱的兩半部分有相同的軸向變形。外筒與內(nèi)筒也通過無限剛性樓板連接協(xié)同工作。 1)空間桿件有限元矩陣位移法 將框筒的梁柱簡(jiǎn)化為帶剛域桿件，按空間桿系方法求解，每個(gè)結(jié)點(diǎn)有 6個(gè)自由度。梁與墻為整體現(xiàn)澆時(shí)，不必對(duì)梁進(jìn)行專門的截面設(shè)計(jì)，其鋼筋可按構(gòu)造要求配置。 ① 規(guī)則建筑中的樓層按下列方法 調(diào)整框架總剪力。同樣，按各片剪力墻的等效剛度比例將總剪力墻的彎矩和剪力分配到每片剪力墻上。 在水平荷載作用下手算的近似計(jì)算方法，是把各榀剪力墻和框架視作只能在其自身平面內(nèi)受力的豎向平面結(jié)構(gòu)，并且由它們共同承擔(dān)水平荷載。在頂層連梁伸入墻體的鋼筋長(zhǎng)度范圍內(nèi)，應(yīng)設(shè)置間距小于 150mm的構(gòu)造箍筋，構(gòu) 造箍筋的直徑同該連梁的箍筋直徑； ③ 跨高比 In/h 的連梁，在距連梁底邊 ～ 0． 6h 范圍內(nèi)，應(yīng)設(shè)置配筋率小于 ％的水平分布筋。 非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，豎向鋼筋不少于 AC，箍筋直徑不少于 8，間距不大于 150mm。 矩形、 T 形、 I 形偏心受壓剪力墻的正截面承載力、矩形受拉剪力墻的正截面承載力、墻肢斜截面受剪承載力計(jì)算公式可見有關(guān)參考文獻(xiàn)。這時(shí)，小墻肢端部應(yīng)計(jì)算附加局部彎曲的影響，具體公式可參考有關(guān)文獻(xiàn)。每一側(cè)有效翼緣的寬度可取翼緣厚度的 6 倍、墻間距的一半和總高度的 1/20 中的最小值，且不大于至洞口邊緣的距離。此時(shí)開口較大的聯(lián)肢墻按壁式框架考慮；實(shí)體墻、整截面墻和整體小開口墻按其等效剛度作為單片墻考慮。分層法的基本簡(jiǎn)化假定如下：在豎向荷載作用下框架側(cè)移的影響可忽略不計(jì)；每層梁上的荷載對(duì)其他各層梁、柱的影響忽略不計(jì)。當(dāng)然這種節(jié)點(diǎn)的剛性不如現(xiàn)澆式框架好，節(jié)點(diǎn)處梁端的實(shí)際負(fù)彎矩要小于計(jì)算值。必要時(shí)應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。 (二 )框架近似計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系，但在工程設(shè)計(jì)中，一般都簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。大約 ～ 3m，最大為 ；窗裙梁高度約為 ～ ，寬 ～ ；一般窗洞面積不超過建筑立面面積的 50％；框筒的平面形狀宜接近方形或圓形，長(zhǎng)短邊比一般不易超過 2。樓板中板和梁則按照承受垂直荷載的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。剪力墻的間距不要超過表 663所列的值，表中 B為樓板寬度。 (2)剪力墻應(yīng)貫通全高，使結(jié)構(gòu)剛度上下連續(xù)而均勻。 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)布置的要點(diǎn)是剪力墻的數(shù)量和位置。 在北京飯店的結(jié)構(gòu)平面圖中可見，大多數(shù)剪力墻是單片式的分散布置形式，這種結(jié)構(gòu)剛度比較小，建造高度一般在 10～ 20 層。因此，在地震區(qū)不允許單獨(dú)采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。墻體截面積大，承載力要求比較容易滿足。在地震區(qū)，柱斷面尺寸受到軸壓比限制，不能過小。所以，如果，在地震區(qū)建造較高的框架結(jié)構(gòu)，必須選擇既減輕重量，又能經(jīng)受較大變形的隔墻材料和構(gòu)造做法。它適用于多層及高度不大的高層建筑。 高層建筑結(jié)構(gòu)所用的材料，主要是鋼筋混凝土和鋼。除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)側(cè)向位移增加更快。由結(jié)構(gòu)力學(xué)知道，等高排架不論跨數(shù)多少，由于等高排架柱頂水平全部相等的特點(diǎn)，可由比位移法更為簡(jiǎn)捷的 “ 剪力分配法 ” 來計(jì)算。 2．計(jì)算假定：柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，橫梁鉸接在柱上。有抽柱時(shí)應(yīng)沿縱向布置托架。廠房應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置變 形縫。 一、單層廠房 (一 )組成與布置 結(jié)構(gòu)組成：屋蓋結(jié)構(gòu)：分無檁和有檁兩種體系，無檁體系系由大型屋面板、屋面梁或屋架 (包括屋蓋支撐 )所組成；有檁體系由小型屋面板、檁條、屋架 (包括屋蓋支撐 )所組成。 (A)提高混凝土 強(qiáng)度等級(jí) (B)減小鋼筋直徑 (C)增加鋼筋截面面積 (D)選用足夠的鋼筋保護(hù)層厚度 答案： (D) 解析：選用足夠的鋼筋保護(hù)層厚度可防止混凝土構(gòu)件的碳化，因此水和氧氣就不能使鋼筋銹蝕，鋼筋和混凝土間的粘接強(qiáng)度就不會(huì)降低，可防止沿鋼筋走向的裂縫的發(fā)生。對(duì)于真正的軸心受拉構(gòu)件，所有鋼筋應(yīng)當(dāng)同時(shí)屈服。此時(shí)，鋼筋和混凝土共同承受拉力。 (2)正常使用極限狀態(tài)。要求結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)具有良好的工作性能。設(shè)置箍筋可 將縱向鋼筋的抗滑移能力提高 25％，使用焊接骨架或焊接網(wǎng)則提高得更多。為了提高光面鋼筋的抗滑移性能，須在光面鋼筋的端部附加彎鉤或彎轉(zhuǎn)、彎折以加強(qiáng)錨固。 (三 )粘結(jié) 1．粘結(jié)力的組成 粘結(jié)力是指鋼筋和混凝土接觸界面上沿鋼筋縱向的抗剪能力，也就是分布在界面上的縱向剪應(yīng)力。 2．粘結(jié)力的破壞機(jī)理及影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素 (1)粘結(jié)力的破壞機(jī)理 1) 光面鋼筋的粘結(jié)破壞光面鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力主要由膠結(jié)力形成，根據(jù)試驗(yàn)資料，光面鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度為 ～ 。 (2)影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素 1)混凝土的質(zhì)量 水泥性能 好、骨料強(qiáng)度高、配比得當(dāng)、振搗密實(shí)、養(yǎng)護(hù)良好的混凝土對(duì)粘結(jié)力和錨固非常 有利。反復(fù)荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力愈多，則粘 結(jié)力遭受的損害愈嚴(yán)重。 (二 )極限狀態(tài)及其設(shè)計(jì)表達(dá)式 1．結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 若整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，那么，這個(gè)特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。 2．設(shè)計(jì)表達(dá)式 對(duì)于結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，我國(guó)采用了以基本變量的標(biāo)準(zhǔn)值并考慮各種分項(xiàng)系數(shù)的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式的形式。 2)第 Ⅱ 階段： 混凝土開裂后至鋼筋屈服前，屬于第 Ⅱ 階段。當(dāng)鋼筋全部達(dá)到屈服時(shí)， (即荷載達(dá)到屈服荷載 Ny 時(shí) )裂縫開展很大，可認(rèn)為構(gòu)件達(dá)到了破壞狀態(tài)。 【例題 9】梁中鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度是指 ( )。吊車梁：兩端簡(jiǎn)支在柱子牛腿上，主要承受吊豎向和水平荷載。在地震區(qū)應(yīng)按防震縫的要求做伸縮縫。屋蓋包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐與縱向水平系桿、天窗架支撐等。但對(duì)于下弦桿用圓鋼或角鋼的組合式屋架、二鉸、三鉸拱屋