(来学网)某部分框支剪力墙结构房屋,地下3层,地上26层,首层、二层层高均为4.5m,其他各层层高3.6m,落地剪力墙直通到结构顶层。抗震设计烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,抗震设防类别为丙类,Ⅱ类场地。
  1. 若首层室内地面比室外地面高出0.9m,屋顶有局部突出屋面的电梯机房层高3m,试问该房屋按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)的规定确定其房屋高度(m)以下何项数值正确?
    A.
    (来学网)95.4
    B.
    (来学网)96.3
    C.
    (来学网)98.4
    D.
    (来学网)99.3
  2. 设二层框支柱截面尺寸b×h=1200mm×1200mm,采用C55混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HRB335级复合箍,柱考虑地震作用效应组合的轴向压力设计值N=18216.0kN,若此柱斜截面受剪承载力计算为构造配筋,则其加密区箍筋的体积配筋率(%),以下何项数值正确?
    A.
    (来学网)0.13
    B.
    (来学网)1.1
    C.
    (来学网)1.35
    D.
    (来学网)1.6
  3. 设前述房屋中某矩形截面落地剪力墙第三层的截面尺寸6×h=400mm×4800mm,采用C55混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HRB335级,若此墙正截面承载力计算为构造配筋,则其边缘构件纵向钢筋的配筋,以下何项数值正确?
    A.
    12(来学网)16
    B.
    14(来学网)16
    C.
    12(来学网)18
    D.
    12(来学网)20
  4. 设前述房屋中某矩形截面落地剪力墙五层的截面尺寸6×h=350mm×4800mm,采用C50混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级,则其边缘构件箍筋的体积配箍率(%),以下何项数值正确?
    A.
    (来学网)0.84
    B.
    (来学网)1.2
    C.
    (来学网)1.69
    D.
    (来学网)2.024
  5. 设前述房屋中六层剪力墙的截面尺寸6×h=350mm×6800mm,采用C50混凝土,水平和竖向分布钢筋采用HRB335级,若此墙斜截面受剪承载力计算为构造配筋,则此墙肢的水平和竖向分布钢筋,以下何项数值正确?
    A.
    2(来学网)16@200
    B.
    2(来学网)14@200
    C.
    2(来学网)12@200
    D.
    2(来学网)10@200
正确答案:
(1)B
(2)D
(3)D
(4)C
(5)C
答案解析:
第1小题:【主要解答过程如下】:房屋高度的计算,应按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.2.21的注1或表4.2.2-2的注1确定:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。故有
H=2×4.5+24×3.6+0.9=96.3m
与选项B相符。
选项A,从室内±0.000算起,H=2×4.5+24×3.6=95.4m,故不正确;
选项C,从室内±0.000算起,并将突出屋面的电梯机房层高度也一并算入,H=2×4.5+24×3.6+3.0=98.4m,故不正确;
选项D,虽从室外地面算起,但将突出屋面的电梯机房层高度也算入,H=2×4.5+24×3.6+0.9+3.0=98.4m,故不正确。

第2小题:【主要解答过程如下】:(1)确定框支柱的抗震等级先查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.2.2-2,本题房屋属B级高度高层建筑,再查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.8.3,框支柱抗震等级为特一级。
(2)确定框支柱的配箍特征
框支柱轴压比μ=N/(fA)=18216.0×10/(25.3×1200×1200)=0.50
采用复合箍筋,查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表6.4.7得一级柱当μ=0.5时的柱端箍筋加密区最小配箍特征值λ=0.13。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.9.2条第3款,特一级框支柱最小配箍特征值应比表6.4.7的数值增大0.03。
μ=0.13+0.03=0.16
(3)计算框支柱箍筋的体积配箍率
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第6.4.7条式(6.4.7)有
ρf/f=0.16×25.3/300=1.35%<1.6%。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.9.2条第3款,特一级框支柱最小体积配箍率不应小于1.6%。
故有ρ=1.6%,与选项D相符。
【点评】:(1)规范对框架柱、框支柱箍筋加密区最小体积配箍率要求的规定,采用了双控的办法:
①查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表6.4.7求得柱的最小配箍特征值,冉按根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ32002)第6.4.7条式(6.4.7)计算柱箝筋的体积配筛率:
②为防止钢筋强度等级较高时,一、二、三级柱按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)式(6.4.7)计算值偏低的情况,对一、二、三级柱同时规定其最小体积配箍率。
(2)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.9.2条第3款规定,框支柱应符含下列要求:
①宜采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱;
②底层柱下端及转换层相连的柱上端的弯矩增大系数取1.8,其余层柱端弯矩增大系数η应增大20%;柱端剪力增大系数η应增大20%;地震作用产生的柱轴力增大系数取1.8,但计算柱轴压比时可不计该项增大;
③钢筋混凝土柱柱端加密区最小配箍特征值λ应按表6.4.7的数值增大0.03采用,且箍筋体积配箍率不应小于1.6%;全部纵向钢筋最小构造配筋百分率取1.6%。
(3)误将《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表6.4.7中查得的一级柱最小配箍特征值当成特一级框支柱最小体积配箍率,故选项A错;没有考虑特一级框支柱最小配箍特征值应加大,错误计算0.13×25.3/300×100=1.09%,故选项B错;没有考虑特一级框支柱最小体积配箍率还不应小于1.6%的规定,故选项C错。

第3小题:(1)确定墙肢的抗震等级
查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGj3-2002)表4.2.2-2为B级高度高层建筑,计算剪力墙加强部位的高度,得:96.3/8=12.04m<2×4.5+2×3.6+0.9=17.1m,故知剪力墙底部加强部位的高度应至四层顶部,第三层剪力墙位于加强区内。查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGII3-2002)表4.8.3,底部加强部位剪力墙抗震等级为特一级。
(2)确定底部加强部位剪力墙约束边缘构件阴影部分纵向钢筋最小截面面积由题给l=1200mm,阴影部分长max(l/2,b,400)=600mm,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGm3-2002)第4.9.2条第4款,约束边缘构件纵向钢筋最小截面面积为A=1.4%×400×600=3360mm
(3)确定配筋
配1220,A=12×314.16=3769.92mm,符合计算及构造要求。
【点评】:(1)部分框支剪力墙结构剪力墙底部加强部位的高度取值。
(2)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第4.9.2条第4款规定,简体、剪力墙应符合下列要求:
①底部加强部位及其上一层的弯矩设计值应按墙底截面组合弯矩计算值的1.1倍采用,其他部位可按墙肢组合弯矩计算值的1.3倍采用;底部加强部位的剪力设计值,应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.9倍采用,其他部位的剪力设计值,应按考虑地震作
用组合的剪力计算值的11.2倍采用;
②一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为0.35%,底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取为0.4%;③约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率应取为1.4%,配箍特征值宜增大20%;构造边缘构件纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%;
④框支剪力墙结构的落地剪力墙底部加强部位边缘构件宜配置型钢,型钢宜向上、下各延伸一层。
(3)约束边缘构件阴影部分纵向钢筋的配筋,不仅要满足钢筋最小截面面积的要求,还要满足纵筋最小直径和最少根数的要求。

第4小题:【主要解答过程如下】:(1)确定墙肢的抗震等级查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.2.22为B级高度高层建筑。
解答可知,五层剪力墙属非底部加强部位剪力墙,查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.8.3,非底部加强部位剪力墙抗震等级为一级。
(2)确定是否设置约束边缘构件
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第7.2.15条,应设置约束边缘构件。
(3)确定剪力墙约束边缘构件箍筋的体积配箍率
查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表7.2.16得:l=max(0.2h,1.5b,450)=960mm,λ=0.2。
阴影部分长=max(l/2,b,400)=480mm
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第7.2.16条式(7.2.16),有ρf/f=0.20×25.3/300=1.69%,与选项C相符。
【点评】:(1)研究表明:剪力墙的边缘构件(暗柱、明柱、翼柱)有横向钢筋约束,可改善受压性能,增大延性。当墙肢轴压比大,需设置约束边缘构件,若墙肢轴压比较小,可设置构造边缘构件。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第7.2.15条规定:一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应按规程第7.2.16条的要求设置约束边缘构件;一、二级抗震设计剪力墙的其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部均应按该规程第7.2.17条的要求设置构造边缘构件。
(2)选项A,按抗震等级为一级设置构造边缘构件,取λ=0.1计算,故错;选项B,按抗震等级为特一级设置构造边缘构件,取λ=0.12计算,故错;选项D,按抗震等级为一级设置约束边缘构件,取λ=0.2×1.2=0.24计算,故错。
(3)本题的关键是:
①应设约束边缘构件;
②应按一级构造设计约束边缘构件。

第5小题:【主要解答过程如下】:(1)确定墙肢的抗震等级查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.2.2-2,为B级高度高层建筑。
解答可知,六层剪力墙属非底部加强部位剪力墙。
查《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)表4.8.3,非底部加强部位剪力墙抗震等级为一级。
(2)确定非底部加强部位剪力墙水平和竖向分布钢筋最小截面面积
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)第7.2.18条,一级抗震非底部加强部位剪力墙水平和竖向分布钢筋最小配筋率为0.25%,故在1000mm范围内,水平和竖向分布钢筋的最小截面面积为A=0.25%×1000×350=875mm
(3)确定实配钢筋
选212@200,A=2×113.1×1000,/200=1131mm,满足要求。
若选216@200或214@200其截面面积均大于212@200;而若选210@200,则A=786mm小于要求值。