某六层三跨钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为8度(0.2g),在对应的多遇地震作用下,结构的弹性层间位移经计算如表8-15-1所示。
对中框架,各层的层屈服强度系数见表8-15-2。
试问本结构的最大弹塑性层间位移与下列哪一个数值最为接近?()
A.10.44mm
B.29.8mm
C.58.7mm
D.63.1mm
参考答案:C
解析:
(1)应首先判断薄弱层所在楼层。根据《抗震规范》第5.5.4条第1款,薄弱层可取ξy最小的楼层,故判断薄弱层在第四层。
(2)根据该规范第5.5.4条2款,相邻层ξy平均值的0.8倍为0.8(0.38+0.35)×=0.292<0.3。
故弹塑性层间位移增大系数ηp可按该规范表5.5.4采用。
(3)因由竖向荷载引起的侧向位移很小,可忽略不计,所以在对应的罕遇地震影响下,第四楼层的弹性层间位移可如下求得。
式中0.9为8度(0.2g)时对应的罕遇地震的水平地震影响系数最大值;0.16为相应的多遇地震的水平地震影响系数最大值。见《抗震规范》表5.1.4-1。
按该规范表5.5.4,总层数为6层、ξy=0.3时,ηp=1.8,于是根据该规范公式(5.5.4-1),第四层的弹塑性层间位移为:
Δup=ηpΔue=1.8×32.625=58.7mm
因此C是正确答案,A的错误在于将ηp乘以多遇地震作用下的弹性层间位移得到。
[点评] (1)根据《抗震规范》第5.5.2条1款,7~9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构应进行弹塑性变形验算,并应小于该规范表5.5.5中所列的位移角限值1/50;如超过此值,则在预估的罕遇地震影响下可能倒塌,必须采取有效的措施(如对薄弱楼层采用加强箍筋配置等延性措施)。
(2)在对结构进行抗震加固时应注意,如某层承载力不足,不能只对该层按承载力局部加固,还必须顾及该结构在加固后的弹塑性层间位移是否能符合规范的规定。
例如,1976年发生的唐山大地震,天津市区某三层工业厂房在强震中受到严重破坏,二层柱顶、底部混凝土酥裂,主筋外露;震后对该层进行局部加固,按照《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ 11-78)进行强度验算满足设计要求,但实际上却因薄弱层转移到底层,从而导致在1976年11月15日的一次6.9级的强余震中,底层出现塑性变形集中而倒塌。