某钢筋混凝土框架-剪力墙结构,结构高度58.8m。抗震设防烈度为8度,丙类建筑,框架部分抗震等级为一级。底层框架角柱由竖向荷载、地震作用在柱底截面X方向产生的内力标准值(Y方向的弯矩值忽略不计)如下:
永久荷载:M(来学网)=-20kN·m,N=300kN(压力);
楼面活荷载:M=-10kN·m,N=500kN(压力);
地震作用:M=±266kN·m,N=±910kN(压力或拉力)。
其中楼面活荷载已考虑折减。
当对柱截面进行抗震设计时,此柱底截面X方向最不利组合弯矩设计值(kN·m)与下列哪项数值最为接近?
  • A.
    (来学网)-368.0
  • B.
    (来学网)-552.0
  • C.
    (来学网)-506.0
  • D.
    (来学网)-620.0
正确答案:
D
答案解析:
【主要解答过程如下】:(1)根据《高规》第5.6.3、5.6.4条,未进行内力调整前的弯矩最不利组合值可按下式计算:
M(M+0.5M)+γM=-1.2×(20+0.5×10)-1.3×266=-375.8kN·m
(2)一级框架柱,角柱,底层柱。根据《高规》第6.2.2条,底层柱底,应乘弯矩增大系数1.5;根据《高规》第6.2.4条,角柱,应乘弯矩增大系数1.1。因而设计时,X方向的最不利弯矩值:M=1.5×1.1×(-375.8)=-620.1kN·m,与选项D最接近。
【点评】:(1)结构高度58.8m。抗震设防烈度为8度的丙类建筑,根据《高规》第5.6.4条规定,仅考虑竖向荷载(静载、活载)和水平地震作用的组合。
(2)由于框架柱的延性通常比框架梁的延性小,一旦框架柱子形成了塑性铰,就会产生较大的层间侧移,并影响结构承受竖向荷载的能力。因此,在框架柱的设计中,应增大柱端弯矩设计值,体现"强柱弱梁"、"强底层柱底"等设计概念。但对底层框架柱底截面,不能按《高规》第6.2.1条的规定增大柱端弯矩。为了推迟这些柱端塑性铰的出现,加强底层框架截面的实际受承载力,《高规》第6.2.2条规定对此部位直接乘以弯矩增大系数。即:
抗震设计时,一、二、三级框架结构的底层柱底截面的弯矩设计值,应分别采用考虑地震作用组合的弯矩值与增大系数1.5、1.25和1.15的乘积。
考虑到角柱承受双向地震作用,扭转效应对内力影响较大,且受力复杂,规范规定对一、二、三级抗震等级的框架结构,在设计中宜另外增大其弯矩、剪力设计值。
抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。一、二、三级框架角柱经按《高规》第6.2.1~6.2.3条调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于1.1的增大系数。