【正文】
; 大學畢業(yè)設計( 論文) 22 地震影響系數(shù)曲線 當建筑結構的阻尼比不等于 ,其水平地震作用影響系數(shù)曲線的形狀參數(shù)需作相應的調整: 1) 下降段的衰減指數(shù),由 : 5?? ???? ? 其中, —— 建筑結構阻尼比; 2)傾斜段的斜率,由 : 2 0 .0 50 .0 2 8 ?? ??? 阻尼比不等于 時,水平地震作用影響系數(shù)最大值應乘以阻尼調整 系數(shù)作相應的調整: 1 51 6 ?? ???? ? —— 頂點附加作用系數(shù),當 T 時, =0; 當 T 時, 查表選用;當計算時, ,取 =; —— 結構等效總重力荷載, = ; 大學畢業(yè)設計( 論文) 23 —— 計算地震作用使總重力荷載 ,為各層重力荷載的和; 、 —— 第 i、 j層的重力荷載,計算地震作用時,重力荷載取 100%, 恒載,50%雪荷載, 50%~ 80%活荷載; 、 —— 第 i、 j層離地面高度。 (二)振型分解反應譜法 根據(jù)打量的強震記錄,求出不同自振周期的單自由度體系地震最大反應,取這些反應的包線,稱為反應譜。以反應譜為依據(jù)進行抗震設計,則結構在這些地震記錄為基礎的地震作用下式安全的,這種方法稱為反應譜法。利用反應譜,可很快求出各種地震 干擾下的反應最大值,因而此法被廣泛采用。振型分解反應譜法即是以反應譜法為基礎的。當結構的平面形狀 和立面體型比較簡單、規(guī)則時,兩個主軸方向的水平地震作用可以分別計 算,可以不考慮扭轉振動的影響。多自由度體系可以按振型分解方法得到 多個振型。通常 n層結構可以看成 n 個自由度體系,有 n 個振型。 沿結構主軸方向,結構第 j 振型第 i 質點的水平地震作用的標準值按下式計算: ij j j ji iF X G??? 式中 —— 相應于第 j振型 周期的地震 影響系數(shù); —— j振型 i質點的調幅系數(shù); —— j振型的參與系數(shù); 121nji iij nji iiXGXG? ????? 應當注意,求出各個振型的等效地震作用以后,不能用簡單相加得到的總地震作用計算內力,而應當用各振型的地震作用分別計算結構的內力和位移,然后通過振型組合方法計算各個截面的內力和各層位移。當基本自振周期大于 或房屋高寬比大于 5 時,振型個數(shù)需要適當增加,一般情況下只取 2~ 3個振型參與組合。采用下述公式進行作用效 應組合,即平方和的平方根法: 大學畢業(yè)設計( 論文) 24 21mjjSS?? ? 式中 —— 由 j 振型等效地震作用求出的作用效應值,可以是某截面的彎矩、剪力、軸力或某個樓層的位移; S—— 組合以后某截面的彎矩、剪力、軸力或某個樓層的位移; m—— 參加組合的振型數(shù),一般取前 2~ 3 個振型,沿高度剛度不均勻時可取 5~ 6個振型。 考慮扭轉影響的結構按扭轉耦聯(lián)振型分解法計算時,各樓層可取兩個正交的水平位移和一個轉角位移共三個自由度,并應按下列規(guī)定計算地震 作用和作用效應。確有依據(jù)時,尚可采用簡化計算方法確定地震作用效應。由于本建筑結構質量和剛度分布比較均勻,所以在手算設計的時候不考慮扭轉作用影響,并且不考慮豎向地震作用。在進行手算的時候,雖然本設計的建筑物高度為,超過了 40m,但是本建筑結構質量和剛度沿高度方向都比較均勻分布,且為了手算簡便,計算地震作用的時候,選用的是底部剪力法。在電算的時候,充分考慮了兩個方向地震作用的影響,并且考慮扭轉藕聯(lián)振動影響,結構計算的時候選取了前 21 個振型進行計算組合分析 (四) 主要構件配筋計算理論 (一)墻肢截面內 力設計值調整 剪力墻截面的特點是墻肢長度遠遠大于墻體厚度,在其自身平面內具有很大的側向剛度,在結構中往往承受較大的水平作用,是一種有效的抗側力構件。從受力狀態(tài)來看,墻肢屬于偏心受壓或偏心受拉構件。在進行墻肢的截面設計時,一般應進行斜截面受剪承載力計算、偏心受壓或偏心受拉狀態(tài)下的正截面承載力計算以及墻體平面外軸心受壓承載力計算等。 在豎向荷載和側向力的共同作用下,剪力墻常見的破壞形態(tài)有彎曲破壞、剪切破壞(斜拉破壞、斜壓破壞、剪壓破壞)、沿水平施工縫滑移破壞以及鋼筋錨固破壞等形式,其中斜拉、斜壓、剪壓等剪切破壞 形式及鋼筋錨固破壞均屬于脆性破壞,在抗震設計時應盡量避免。 為了使剪力墻結構具有良好的抗震性能,應按照“強墻(肢)弱(連)梁”的原則,除底部加強區(qū)外,使塑性鉸出現(xiàn)在連梁的端部。在進行墻肢截面設計時,應遵照“強剪弱彎”的原則,使墻肢在底部加強區(qū)出現(xiàn)塑性鉸之前,不發(fā)生脆性破壞,并采取合理的抗震構造措施,保證剪力墻特別是墻肢底部的塑性鉸區(qū)具有良好的延性。 大學畢業(yè)設計( 論文) 25 為了使塑性鉸發(fā)生在剪力墻墻肢底部,根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》第 條,按一級抗震等級設計的剪力墻各墻肢截面考慮地震作用組合的彎矩設計值,在底部加強部位及其上 一層應按墻肢底部截面彎矩設計值采用,其它部位應按墻肢截面彎矩計算值乘以增大系數(shù) 采用。 根據(jù)“強剪弱彎”的原則,提高剪力墻底部加強部位斜截面受剪承載力,可以防止墻肢在彎曲屈服前出現(xiàn)剪切破壞,改善底部塑性鉸區(qū)的延性和耗能性能。剪力墻底部加強區(qū)部位墻肢截面的剪力設計值,一、二、三級抗震等級時應按下列公式進行調整,四級抗震和無地震作用組合時可不進行調整。 V= 9 級抗震設計時尚應符合 : wua wwMVVM? 式中 V—— 考慮地震作用組合的剪力墻底 部加強部位墻肢截面的剪力設計值; —— 考慮地震作用組合的剪力墻底部加強部位墻肢截面的剪力計算值; —— 剪力增大系數(shù),一級為 ,二級為 ,三級為 ; —— 剪力墻底部截面實配的抗震受彎承載力所對應的彎矩值; —— 考慮地震作用組合的剪力墻墻肢底部截面的彎矩設計值。 (二)墻肢受剪截面限制條件和軸壓比限值 為了防止剪力墻過早出現(xiàn)斜裂縫,發(fā)生脆性破壞,應 對墻肢的剪壓比進行限制。剪力墻的受剪截面應符合下列要求。 1. 無地震作用組合時 c c w wV f b h??? 2. 有地震作用組合時 剪跨比 大于 時,01 ( 0 .2 0 )w c c w wREV f b h??? 剪跨比 不大于 時,01 ( 0 .1 5 )w c c w wREV f b h??? 大學畢業(yè)設計( 論文) 26 式中 —— 剪力墻截面的剪力設計值,底部加強區(qū)應按照前面公式進行調整; —— 結構重要性系數(shù),當安全等級為二級時, =; —— 承載力抗震調整系數(shù), =; , —— 分別為剪力墻墻肢截面寬度和有效高度; —— 混凝土強度影響系數(shù),應按《高規(guī)》第 ; —— 計算截面處的剪跨比,即0cc wMVh??,其中 、 應取與同一組組合的未進行內力調整的彎矩和剪力設計值。 為了保證在地震作用下剪力墻具有足夠的延性,《高規(guī)》第 條規(guī)定,一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位在重力荷載代表值作用下,墻肢的軸壓比cNfA不宜超過下表的限值。 剪力墻墻肢軸壓比限值 抗震等級 (設防烈度) 一級 ( 9度) 一級 ( 8 度) 二級 N/ A (三)剪力墻正截面承載力計算 1. 偏心受壓剪力墻 矩形、 T形、 I 形截面偏心受壓剪力墻的正截面受壓承載力可按下列公式計算: 大學畢業(yè)設計( 論文) 27 剪力墻的截面尺寸 ( 1) 無地震作用組合 39。39。0 s y s s s w cN A f A N N??? ? ? ? (431) 39。 39。 39。0 0 0 0( ) ( )2ww s y w s s w chN e h A f h a M M? ? ? ? ? ? ? (432) 當 39。fxh? 時, 39。39。11 ()c c w c f w fN f b x f b b h??? ? ? 39。39。39。1 0 1 0( ) ( ) ( )22 fc c w w c f w f w hxM f b x h f b b h h??? ? ? ? ? 當 39。fxh? 時, 39。1c c fN f b x?? 39。10()2c c f w xM f b x h??? 當 0bwxh?? 時, syf?? 大學畢業(yè)設計( 論文) 28 020( 1. 5 )1 ( 1. 5 )2sw w y w w wsw w y w w wN h x f bM h x f b?????? 當 0bwxh?? 時, 101()0 .8001ysbwswswbys c uf xhNMfE??????????? 式中 yf 、 39。yf 、 ywf —— 分別為剪力墻端部受拉、受壓鋼筋和墻體豎 向分布鋼筋的強度設計值; cf —— 混凝土軸心抗壓強度設計值; 0e —— 偏心距,按 0e =M/N 計算; 0wh —— 剪力墻截面有效高度, 0w w sh h a??; 39。sa —— 剪力墻受壓區(qū)端部鋼筋合力點到受壓區(qū)邊緣的距離; w? —— 剪力墻豎向分布鋼筋配筋率; b? —— 相對界限受壓區(qū)高度; 1? 、 1? —— 隨混凝土強度提高而逐漸降低的系數(shù),當混凝土強度等級不超過 C50時,分別取 和 ,當混凝土強度等級為 C80 時,分別取 和 ,其間按線性內插法確定 cu? —— 混凝土限壓應變,當混凝土的強度等級不高于 C50時, cu? = 大學畢業(yè)設計( 論文) 29 sA 、 39。sA —— 分別為受拉鋼筋和受壓鋼筋面積。 ( 2) 有地震作用組合時 公式 (431)和 (432)的左端均不考 慮結構重要系數(shù) 0? ;其右端均應 除以承載力抗震調整系數(shù) RE? , 對于偏心受壓剪力墻,取 ? ? 。 2. 偏心受拉剪力墻 矩形截面偏心受拉剪力墻的正截面承載力可按下列近似公式計算: ( 1) 無地震作用組合時 0 0011u w uN eNM? ? ? ( 2) 有地震作用組合時 0011[]1REu w uN eNM?? ? 其中, 0uN 和 wuM 可按下列公式計算: 039。39。 002()()2u s y s w y wwsw u s y w s s w y wN A f A fhaM A f h a A f???? ? ? 式中 swA —— — 剪力墻腹板豎向分布鋼筋的全部截面面積。 (四)剪力墻斜截面受剪承載力計算 在進行剪力墻設計時,通過斜截面受剪承載力計算確定墻體的水平分布鋼筋,防止剪切破壞發(fā)生。 1. 偏心受壓剪力墻 偏心受壓剪力墻的斜截面受剪承載力應按下列公式進行計算: ( 1) 無地震作用組合時 0 0 01 ( 0 . 5 0 . 1 3 )0 . 5 w s hw t w w y h wAAV f b h N f hAs? ?? ? ?? ( 2) 有地震作用組合時 大學畢業(yè)設計( 論文) 30 0011[ ( 0 . 4 0 . 1 ) 0 . 8 ]0 . 5 w s hw t w w y h wRE AAV f b h N f hAs??? ? ?? 式中 N—— 剪力墻的軸向壓力設計值,有地震作用組合時,應考慮地震作用效應組合;當 c w wN f b h? 時,應取 c w wN f b h? ; A—— 剪力墻截面面積 wA —— T 型或 I型截面剪力墻腹板的截面面積,矩形截面時 取 wA =A; shA —— 配置在同一水平截面內的水平分布鋼筋的全部截面面積; s—— 剪力墻水平分布鋼筋的豎向間距; —— 計算截面處的剪跨比,即0cc wMVh??,其中 、 應取與 同一組組合的未進行內力調整的彎矩和剪力設計值。 當 時,取 =;當 時,取 =;當計算截面與墻底之間的距離小于 0wh 時, 應按距墻底 0wh 處的彎矩值和剪力值計算。 2. 偏心受拉剪力墻 剪力墻在偏心受拉時的斜截面受剪承載力應按下列公式進行計算: ( 1) 無地震作用組合時 0 0 01 ( 0 . 5 0 . 1 3 )0 . 5 w s hw t w w y h wAAV f b h N f hAs? ?? ? ?? 上式右端的計算值小于0shyh wAfhs