某8层办公楼,采用现浇钢筋混凝土框架结构,如图30-33(Z)所示。抗震设防烈度为8度,设计地震加速度0.20g,设计地震分组为第一组,该房屋属丙类建筑,建于Ⅱ类场地,设有两层地下室,地下室顶板可作为上部结构的嵌固部位,室内外高差450mm。梁柱的混凝土强度等级均为C35(fc=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2),钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm2),质量和刚度沿竖向分布均匀。
假定,该框架结构层侧向刚度无突变,底层屈服强度系数为0.45,第二层的楼层屈服强度系数为0.55,框架底层柱轴压比均不小于0.5。若不考虑箍筋配置的影响,试问,罕遇地震作用下按弹性方法计算的底层层间位移Δuc(mm)不超过下列何值时,方能满足规范对结构薄弱层层间弹塑性位移的要求().
A.47.5
B.50.5
C.53.5
D.96.0
参考答案:B
解析:
根据《抗规》第5.5.2条第1款,ξ=0.45<0.5,应进行弹塑性变形验算,根据《抗规》第5.5.1条及表5.5.5或《高规》第4.6.5条及表4.6.5
根据《抗规》第5.5.4条第2款或《高规》第5.5.3条,Δu=ηΔu
由ξ=0.45>0.8ξ=0.8×0.55=0.44
根据《抗规》表5.5.4
【命题思路】
本题主要考查以下几个内容:
1.理解抗震弹性变形验算以及弹塑性变形验算的概念及相关限值条件;
2.框架结构应进行弹塑性变形验算的条件;
3.结构在罕遇地震作用下薄弱层(部位)弹塑性变形验算的简化计算方法。
【解题分析】
1.《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定建筑结构的抗震设防应满足三水准的要求,并采用二阶段设计方法来实现。规范要求对各类结构进行多遇地震作用下的弹性变形验算,以实现第一水准下的设防要求,属于第一阶段设计,变形验算以弹性层间位移角表示。弹塑性变形验算是第二阶段抗震设计的内容,以实现“大震不倒”的第三水准的设防目标,变形验算以弹塑性层间位移角表示。两者尽管类似,但确切地找出结构的薄弱层(部位)以及薄弱层(部位)的弹塑性变形,目前还有许多困难。研究和震害表明,即便是规则的结构,也是某些部位率先屈服并发展塑性变形,而非各部位同时进入屈服;对于体型复杂、刚度和承载力分布不均匀的规则结构,弹塑性反应过程更为复杂。因此,规范不要求对每一栋建筑都进行弹塑性分析,仅对特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构做了两阶段的设计要求。本题结构类型属于框架结构,由于其楼层屈服强度系数小于0.5,故根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010或《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002应进行弹塑性变形验算。
2.考虑结构弹塑性变形的计算方法大致有三种:按假想的完全弹性体计算、按规定的地震作用下的弹性变形乘以某一增大系数、按静力弹塑性或动力弹塑性时程分析程序计算。第一种方法的随意性较大,应用较少;第二种应用最多,即规范规定的简化计算方法,有一定的适用条件,本题的框架结构符合该条件可采用该方法,这是本题考查的重点,也是解答本题的关键,其中弹塑性层间位移增大系数可通过《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表5.5.4或《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3--2002表5.5.3直接查表获得,从而可以较容易地解答本题。