某钢筋混凝土框架结构办公楼,柱距均为8.4m。由于两侧结构层高相差较大且有错层,设计时拟设置防震缝,并在缝两侧设置抗撞墙,如图1-6(Z)所示。已知:该房屋抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,建筑场地类别为Ⅱ类,建筑安全等级为二级。A栋房屋高度为21m,B栋房屋高度为27m。
已知:B栋底层边柱KZ3截面及配筋示意如图6所示,考虑地震作用组合的柱轴压力设计值N=4120kN,该柱剪跨比λ=2.5,该柱混凝土强度等级为C40,箍筋采用HPB235级钢筋,纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度c=30mm。如仅从抗震构造措施方面考虑,试问,该柱选用下列何项箍筋配置(复合箍)最为恰当()。
提示:按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010作答。为简化计算,扣除重叠部分箍筋
A.10@100/200
B.10@100
C.12@100/200
D.12@100
参考答案:D
解析:
根据《抗规》表6.1.2,B栋高27m,设防烈度8度,框架抗震等级为一级,查《抗规》表6.3.9,λ=0.15
根据《抗规》式(6.3.9),计算10@100的体积配箍率和12@100的体积配箍率;
又根据《抗规》第6.1.4条,防震缝两侧框架柱的箍筋应全高加密,故选D。
【命题思路】
箍筋对混凝土的约束程度对框架柱的变形能力有很大影响。箍筋对混凝土的约束程度,主要与箍筋形式、体积配箍率、箍筋抗拉强度以及混凝土轴心抗压强度等因素有关,而体积配箍率、箍筋强度及混凝土强度三者又可以用配箍特征值表示。本题要求考生掌握体积配箍率的概念以及计算方法。本题的第二个考点是考查考生是否了解8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构层高相差较大时,防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密。
【解题分析】
1.本题需先求出柱箍筋加密区的最小体积配箍率,而后再根据选项判断是否满足要求,当然最后不能忘了“防震缝两侧框架柱的箍筋应全高加密”这一要求。
2.计算最小体积配箍率时需要用到最小配箍特征值。最小配箍特征值与抗震等级、柱轴压比以及箍筋形式有关。因此,需要根据已知条件确定框架的抗震等级并计算柱的轴压比,箍筋形式已知为复合箍,查表可求得λ。
3.体积配箍率的含义就是在箍筋间距范围内箍筋和拉筋的体积与混凝土核心区体积的比值,应按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.8.3条的规定计算,式中A为箍筋内表面范围内的混凝土核心面积。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中删除了2001规范关于复合箍应扣除重叠部分箍筋体积的规定,并指出“因重叠部分对混凝土的约束情况比较复杂,如何换算有待进一步研究”,本题为简化计算及保证答案的唯一性,特别给出了提示。
4.错误解题情况
1)抗震等级确定错误,误用了A栋的抗震等级。
2)没有掌握体积配箍率的概念,未按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.8.3条的规定计算。
3)没有考虑到《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.1.4条“防震缝两侧框架柱的箍筋应全高加密”这一规定,认为该柱剪跨比λ=2.5>2,箍筋不必全高加密了,因此选了C。