某26层钢结构办公楼,采用钢框架-支撑体系,如图所示,抗震设防烈度为8度(0.20g),丙类建筑,第一组,III类场地,安全等级均为二级,钢材采用Q345,为了简化计算,钢材强度指标均按f=305N/mm2,fy=345N/mm2。
提示:按《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)作答。
中部楼层某框架中柱KZA如图所示,楼层的受剪承载力与上一楼层基本相同,所有框架梁均为等截面梁,承载力及位移计算所需的柱左、右梁断面均为H600×300×14×24,Wpb=5.21×106mm3,上、下柱断面相同,均为箱形截面。假定,柱KZA抗震等级为一级,轴力设计值为8500kN,2倍多遇地震作用下,组合轴力设计值为12000kN,结构的二阶效应系数小于0.1,φ=0.6。
试问,框架柱KZA截面尺寸最小取下列何值才能满足规范关于“强柱弱梁”的抗震要求?( )
根据《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)第7.3.3条第1款第2项规定,柱轴压比不超过0.4时,可不满足强柱弱梁的要求。
由μN=N/(fAc)≤0.4,得:Ac≥N/(μNf)=8500×103/(305×0.4)=69672mm2。四个选项均不满足要求。
根据第7.3.3条第1款第3项规定,柱轴力符合N2≤φAcf时,可不满足强柱弱梁的要求,则Ac≥N2/(φf)=12000×103/(305×0.6)=65563mm2。D项截面尺寸满足强柱弱梁要求。
根据第7.3.3条第2款规定,等截面梁与柱连接时,需满足:
∑Wpc(fyc-N/Ac)≥∑ηfybWpb
右侧数值为:∑ηfybWpb=2×1.15×345×5.21×106=4134×106N·mm。
A项截面:∑Wpc(fyc-N/Ac)=2×9.97×106×(345-8500×103/50496)=3523×106N·mm<4134×106N·mm。不满足要求。
B项截面:∑Wpc(fyc-N/Ac)=2×1.115×107×(345-8500×103/58464)=4451×106N·mm>4134×106N·mm。满足要求。
同理CD两项也满足要求,但B项截面最小,因此选择B项。