少量剪力墙框架设计的把握
浅谈设置少量框架柱的剪力墙结构0.2V0调整的应用

浅谈设置少量框架柱的剪力墙结构0.2V0调整的应用1. 工程概况本项目为地下一层,地上18层的高层住宅,主要屋面高度为54.00m,地处广西梧州,当地抗震设防烈度为6度,地震分组为第 1 组,基本加速度值为0.05g,抗震设防类别均为丙类,按6度抗震构造。
建筑场地类别为Ⅲ类,特征周期值tg=0.45s。
风荷载基本风压值按50年重现期风压采用W0=0.3KN/m2。
地面的粗糙度为B类,风荷载体形系数取µS=1.4。
2. 结构体系与布置本工程采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级为四级。
负一层剪力墙墙厚为250mm、300mm,首层及以上各层墙厚为200mm。
在不影响建筑外观的前提下,标准层竖向构件采用少量突出室外的结构柱替代剪力墙,以达到减少结构自重,获得更佳经济效益。
(注明:只能设置少量结构柱,控制框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%,避免框架部分承受的地震倾覆力矩过大,导致结构体系变化为框架-剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级提高),三层及标准层结构布置图如下:3. 问题的提出与分析根据《高规》8.1.3条文解释,当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,剪力墙抗震等级按剪力墙结构的规定执行,框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计,也就是说需要进行《高规》8.1.4条的剪力调整。
本工程地下室建筑面积远超于主塔楼的建筑面积、地下室的框架柱数量也远多于主塔楼范围内的框架柱,故采用SATWE软件试算时,指定0.2V0调整分两段进行(地下室为一段、首层及首层以上为一段),调整上限系数最大值改为10。
SATWE计算程序自动算出了各层的0.2V0调整系数(表1,以X向为例),并以此对主楼各层剪力进行调整。
0.2V0调整分两段进行的SATWE计算结果表1(单位kN)根据《高规》8.1.4条文要求,框架总剪力调整时,各楼层框架总剪力应按0.2V0X和1.5Vfxmax二者的较小值采用,本工程未经调整的二层框架承担的地震总剪力值最大(Vfxmax =103.700kN)且比上部楼层的框架剪力大了不少,而0.2V0X=239.74kN、1.5Vfxmax =1.5X103.70=155.55kN,1.5Vfxmax<0.2Q0X,。
关于框架结构加少量剪力墙结构层间位移角的取值

关于框架结构加少量剪力墙结构层间位移角的取值
对于框架加少量剪力墙的结构,《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)没有明确提出要求,只是在6.1.3条提出了框架—剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,最大适用高度可比框架结构适当增加。
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)第8 .1 .3条提出了抗震设计的框架—剪力墙结构,在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架部分的抗震等级应按框架结构采用,轴压比限值宜按框架结构的规定采用;其最大使用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)第 6 .1 .7条提出了抗震设计的框架结构中,当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时,在结构分析计算时应考虑剪力墙与框架的协同工作。
如楼、电梯间位置较偏而产生较大的刚度偏心时,宜采取将此剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞等措施以减小剪力墙的作用,并宜增加与剪力墙相连之柱子的配筋。
但是,对于这种结构的层间位移角如何控制?是按纯框架结构的
1/550控制?还是按框架—剪力墙结构的1/800控制?规程JGJ 3—2002没有明确规定,抗震规范GB 50011—2001也没有具体规定,设计中如何控制是个亟待解决的问题。
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浅议框架剪力墙结构设计的几个要点

浅议框架剪力墙结构设计的几个要点摘要:随着人们对住宅,特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。
于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式。
本文从几个不同的方面对剪力墙设计做了研讨。
关键词:框架;剪力墙;结构设计Abstract:Along with the people to theresidential, especially high-rise residentialplane and spaceof the increasingly high demand,the original ordinaryframe structurebeamLuzhu,common shear wallstructureof the architectural spaceseparatedstrictly limitedand cannot satisfy the requirements forresidentialspace. Thenon the basis of the originalwall,which absorbs the advantagesof frame structure,and graduallydeveloped to adapt to thetype ofpeoplenew residentialconcept of high-rise residentialstructure.This articlefrom several different aspectsof shear walldesignresearch.Keywords: frame;shear wall;structural design引言:近年来,随着人们对住宅,特别是小高层及多层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。
多层建筑少量剪力墙框架结构设计分析

摘要:框架结构是公共建筑常采用的结构形式,在高烈度地区往往因刚度不足导致层间位移角和扭转位移比难以满足规范要求。
现结合某综合商场模型,在角部设置少量剪力墙形成少墙框架结构,以弥补纯框架结构的不足。
同时,结合以往学者阐述的少墙框架的设计原则,通过对比纯框架体系和少墙框架的抗震性能和经济指标,探究其工程应用的可行性。
关键词:少墙框架;高烈度;设计原则;抗震指标;经济指标1概述目前在建的住宅、办公楼、宿舍、学校教学楼、大型综合体等建筑物中,大多采用多层框架结构体系。
在抗震设防烈度为6度地区的多层钢筋混凝土框架结构的截面设计主要由轴压比决定,而在7度(Ⅲ类场地)或8度地区主要是由层间位移角控制。
结构设计要满足位移角要求只有提高材料强度,加大梁柱截面尺寸,而过大的梁柱截面尺寸除给建筑使用带来不便,更直接的是“高梁宽柱”给建设单位造成设计保守、浪费的印象,甚至对设计单位的声誉和后续项目的合作也造成了一定的影响。
剪力墙构件本身侧向刚度较大,能有效抵抗结构水平力,在水平力作用下侧向变形很小。
高烈度的框架结构中设置少量的剪力墙,组成少墙框架结构,在纯框架结构体系无法满足规范对位移控制要求时,充分发挥剪力墙的侧向刚度,减少水平位移,改善框架的抗扭转性能,从而在不加大梁柱截面尺寸情况下满足规范要求,也符合建设单位经济、安全的设计需求;但是,目前对于少墙框架的设计原则并在少墙框架设计中,层间位移角的限值未有明确规定,《建筑抗震设计规范(GB50011—2010)》6.1.3条条文说明提出:框架结构布置的少量剪力墙需按框架部分承担倾覆力矩的多少来确定层间位移角限值,其限值按框架的1/550和框架-剪力墙的1/800两者之间偏于安全内插[1]。
有学者经过模型分析发现,底层剪力墙部分承担的地震倾覆力矩随墙肢的增长而增大,相应层间位移角虽减小但是减小幅度并不明显,按线性内插来分级控制层间位移角很难满足[2]。
同时朱炳寅提出,少墙框架的层间位移角仍可按1/550限制[3],而此限值也对剪力墙的数量也做出了新的要求。
关于框架加少量剪力墙结构抗震设计的探讨

仅规定 了当剪力墙所 时其层间位移角不能满足 15 0的限值要求 ; /5 也有些 纯框架 在抗 架一剪 力墙结 构中剪力墙 的多少没有 限定 , 0 框架 部分 按 震计算 时 , 抗扭指标不满足要求 , 或扭转位移 比( 楼层竖 向构 件最 承担 的地震倾覆力矩不足总地震倾覆力矩 的 5 %时 , 当设计 的剪 力墙 能承担总地震倾 大弹性水平位移与楼层 两端 弹性水 平位移 的 比值 和最 大层 间位 纯框架确定抗震等级 。实际上 , 覆力矩 的 5 % 以上 时 为 框 架一 剪 力墙 结 构受 力特 征 , 不 足 0 当 移与层 间平均位移值 的 比值 ) 过 了 1 5的限值 , 超 . 或是扭 转周 期
0 受 如 比( 构 扭 转 为 主第 一 自振 周 期 与 平 动 为 主 的 第 一 自振 周 期 5 %时 , 力特 征 为 减 弱 的框 架一 剪 力 墙 结 构 ; 果 剪 力 墙 进 一 结 步减 少 , 承 担 的 地 震 倾 覆 力 矩 由 5 % 依 次 减 为 4 % ,0 , 其 0 0 3% T, 比) 之 超过 了 0 9的限值 , . 而这种结 构在 刚度相对 较弱 的一侧
即分两次计算 , 一次按纯框架结构 计算 , 一次按框架一剪力墙 属 于高 层 建 筑 。该 工 程 抗 震 设 防 烈 度 为 8 , 大 面 积 的纯 框 架 决 , 度 为 计算 , 框架 的配筋按 纯框 架结构 计算结 果采用 , 剪力墙 配筋按框 结构 , 后来之所以加少量 的剪 力墙就是 为 了解决 按纯 框架计算层 层 问 位 移不 够 的 问题 。又 如 北 京 龙 泽 园 社 区 中 心 工 程 为 单 跨 多 层 架一剪力墙结构计算结果采用。在保证二 者强度 的前提下 , 问 纯框架结构 , 抗震设 防烈度 为 8度 , 几经修改 和计算 , 抗震计算仍
配置少量剪力墙的框架结构的设计

等级按框架一剪力墙确定, 配筋按计算确定, 如 剪力墒计算超筋时,在满足强剪弱弯的前提下。
按截面 的最大配筋率配筋, 原冈是考虑到设置剪
力墒的主要 目的是控制框架结构的弹性位移值 , 同时也考虑 由于剪力墙 设置后 也能发挥其承载
力 的客 观性 。
32 设计 体会 . () 少 量 剪 力墙 的 定量 把握 原 则 : 以框 架 1对 柱 的地震 倾 覆弯矩 比来 控制 。 从框 架到框 架剪 力
超
( 100 ) 沈阳 103
摘
要 小 高层框 架结构 中布置少量剪力墙 , 结构体 系仍 为框 架结构 , 进行结构分析计算及设计时 .
应考虑剪 力墙 与框 架的协调 工作 ,并进行 包络设 计 .
关键词 框 架 剪力墙 位移 隈值 地 震倾覆 弯矩 比
1 问题 的提 出 近年来在设计过程中碰到一些小高层 , 由于 功能要求而不能满足采用框架剪力墙结构体系,
度 ,建筑 高度 分 别 为 4 .0 及 5 .0 96m 22 m,满 足规
2 对规范的理解
() 1根据 “ 高规 ” 的规 定 , 当布置 少量 的 剪力 墙
并没有 改变 结 构体 系 , 然 是框架 结 构 ,但属 仍
范对框架结构高度的规定, 但在计算中如完全按 框架结构计算则柱断面过火, 配筋也偏大, 另外
() 设剪 力 墒 后 ,首 先按 框 剪计 算 ,从计 2增
算结果可 以很 明显的看到楼层层间位移与层高
之 比远远 小 7 150 - /5 ,其他 各项 指标 也均满 足规 - 范要 求 ,同时查看 S T A WE后处 理 中的框架 柱地 震倾覆弯矩百分 比: ( WVO Q・ T 框 架 柱 的 倾 2 OU ) 覆 弯矩 比在 7 %左右 。由此 可确 定本 工程 中抗 5 侧 力构件 仍 以框架 为主 , 需按纯 框架 结构 重新进
框架-剪力墙结构设计如何设计?(适合新手)

框架-剪力墙结构设计如何设计?(适合新手)导读框架-剪力墙结构如何设计?我想只要设计过框架,设计过剪力墙结构,那么在搞懂了框架-剪力墙结构的变形及受力特点的基础上,再掌握一些框架-剪力墙结构的设计要点,那么恭喜你,遇到框架-剪力墙项目你也可以独立完成了!一、框架-剪力墙结构体系的变形及受力特点1. 变形特点在水平荷载作用下,框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主,而剪力墙的变形则以弯曲型为主。
由于两者是受力性能不同的两种结构,因而两者之间需要通过楼板的协同工作。
由于楼板平面内刚度很大(计算中假定为无限刚性),因此在同一楼板处必有相同的位移,这就形成了框架―剪力墙结构特有的变形曲线,呈反S形的弯剪型变形曲线。
如下图所示。
2. 受力特点剪力墙的侧移刚度远大于框架,因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架(一般情况下,约80%以上水平荷载由剪力墙来承担)。
由于上述变形的协调作用,框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。
框架结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特征值λ直接相关。
框剪结构中的框架底部剪力为零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而纯框架最大剪力在底部。
因此,当实际布置有剪力墙(如:楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构,必须按框架结构协同工作计算内力,不应简单按纯框架分析,否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全。
二、框架-剪力墙结构的设计要点在了解了上述框剪结构的变形及受力特点的基础上,最核心的是将框架作为结构的二道防线,在即便剪力墙破坏的情况下,框架也能承担一部分剪力。
规范从刚度和承载力两个方面来对此进行了控制。
1、刚度控制《高规》8.1.3条:抗震设计的框架-剪力墙结构,应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值,确定相应的设计方法,并应符合下列规定:(1)框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时,按剪力墙结构进行设计,其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计;(2)当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,按框架-剪力墙结构进行设计;(3)当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加,框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;(4)当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,但其最大适用高度宜按框架结构采用,框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。
框架―剪力墙结构布置一般原则

框架―剪力墙结构布置一般原则剪力墙结构是一种经济高效的结构形式,广泛应用于建筑物的抗震设计中。
它通过在建筑物的侧墙上设置一定数量和位置的剪力墙,提高了建筑物的整体刚度和抗震能力。
在进行剪力墙结构的布置时,需要遵循一些一般原则,以确保结构的安全和可靠性。
首先,剪力墙的布置应根据建筑物的使用功能和形态特点进行合理的决定。
考虑到剪力墙的布置对建筑物内部空间的影响,需要综合考虑使用功能和建筑物的尺寸等因素,选择适当的剪力墙布置方案。
例如,在大跨度的建筑物中可以采用中央对称的剪力墙布置方案,而在不规则形状的建筑物中需要采用错综复杂的剪力墙布置方案。
其次,在剪力墙的布置中应遵循剪力墙的平面布置连续和对称的原则。
剪力墙在平面上的布置应该遵循连续和对称的原则,以确保整个结构在地震作用下能够均匀受力,提高结构的抗震性能。
剪力墙的数量和位置应根据建筑物的尺寸和功能规划进行合理确定,以达到结构整体的均衡受力。
此外,剪力墙的布置应结合结构的细部设计要求进行综合考虑。
剪力墙的布置需要考虑到结构的连续性和刚度分布等因素,同时还需考虑结构中其他构件的布置和连接方式,以保证结构的整体稳定性和安全性。
例如,在布置剪力墙时,需要与楼板、柱子等构件的布置进行协调,确保结构的连续性。
另外,剪力墙的布置还需要考虑到结构的施工和维护等因素。
剪力墙的布置应尽量减少施工的复杂性和工艺难度,以提高施工的效率和质量。
此外,在剪力墙的布置中还需考虑到将来的维护和修理等因素,以便于对结构进行检修和加固。
最后,在剪力墙的布置中应遵循经济性原则。
剪力墙的布置应尽量减少材料的使用量和施工的成本,以提高结构的经济性。
在确定剪力墙的布置方案时,需要综合考虑结构的安全性、经济性和使用性等因素,选择最佳的设计方案。
综上所述,剪力墙结构的布置需要遵循一系列的一般原则。
在剪力墙的数量和位置的选择上,需要综合考虑建筑物的使用功能、形态特点和结构的连续性、刚度分布等要求。
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论少量剪力墙框架设计的把握
摘要: 抗震设计的框架结构中,当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时,结构分析计算应考虑该剪力墙与框架的协同工作.在设计中如何把握墙与框架的协同工作,更好的协调两者的变形。
关键词:少量剪力墙的框架; 协同工作; 设计把握
abstract: seismic design of the frame structure, only a few when decorate reinforced concrete shear wall, structure analysis computation should consider the shear wall and framework of the collaborative work. in the design of wall and how to grasp the frame of the collaborative work, better coordination of both deformation.
key words: a small amount of shear wall frame; collaborative work; design grasp
中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号
在框架结构中加入少量剪力墙,进而形成框架-剪力墙结构,但由于其剪力墙较少,框架需承担较多倾覆力矩,所以在其适用高度上要比框架-剪力墙结构减少很多,且在设计上还需要把握剪力墙与框架的协同工作,以便在地震作用时更好的发挥剪力墙的抗侧刚度,保证两者工作时接近同一整体。
1对墙、柱协同工作的理解
1.1.设置剪力墙并没有改变结构体系,是带有少量剪力墙的框架结构,属于一种特殊的结构形式,但仍是框架结构;注意:明确结构体系的目的在于分清框架及剪力墙在结构中的地位后,其中框架是主体,是承受竖向荷载的主体,也是主要的抗侧力结构。
1.2.钢筋混凝土框架结构中,只是在框架结构的位移无法满足规范要求时,才设置少量剪力墙,设置少量剪力墙的目的在于满足规范对框架结构的位移限值要求;注意:不是满足框架-剪力墙结构的位移要求,如果要满足框架-剪力墙结构的位移标准,则结构体系变为框架-剪力墙结构。
1.3.结构分析计算中除应按纯框架结构计算外还应考虑剪力墙与框架的协同工作。
注意:规范虽未明确要按纯框架结构计算,但对这一特殊的框架结构,现行规范和规程对钢筋混凝土框架结构的所有要求(承载力要求、弹性变形限值要求、弹塑性变形限值要求等)均应满足,因此,按纯框架结构的要求进行设计计算是必须的,同时还明确对这类框架结构应按纯框架结构和按框架与剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)分别计算,包络设计的必要性。
2结构设计的相关问题
2.1对布置少量剪力墙的框架结构的定量把握。
布置少量剪力墙的框架结构与剪力墙较少的框架-剪力墙结构在定量上无明确的界限,如在结构位移仅能满足框架结构限值要求的前提下,可将框架
和剪力墙协同工作的结构描述为“配置少量剪力墙的框架结构”,而当结构位移满足框架-剪力墙结构限值要求的前提下,又可将框架和剪力墙协同工作的结构描述为“框架-剪力墙结构”。
对结构体系的定性把握的摇摆性加大了结构设计中对结构体系描述的随意性。
2.2布置少量剪力墙的框架结构其适用高度规范未予以明确。
老高规中规定少量剪力墙的框架结构,即剪力墙所占倾覆力矩较少时的情况,其适用高度要比框架-剪力墙结构的适用高度适当降低,但在实际设计中还需要设计人自己把握,加大了结构设计中的把握难度。
2.3在考虑剪力墙与框架的协同工作原则时,还需要明确对剪力墙和框架的具体设计方法,以便使两者达到协同工作的目的。
3设计建议.
为在结构设计中更好地把握规范,笔者提出以下设计建议供参考。
3.1.在钢筋混凝土框架结构中,下列情况需要设置少量的钢筋混凝土抗震墙[1]:(1)在多遇地震(或风荷载)作用下,当纯框架结构的弹性层间位移角不能满足规范≤1/550的要求时,通过布置少量抗震墙,使结构的弹性层间位移角满足相应的限值要求。
(2)当纯框架的地震位移满足规范要求,但需要适当减小结构在多遇地震作用下的侧向变形时。
(3)依据《抗规》[2]第6.1.1条的规定,按《抗规》6.1.4条第2款规定在防震缝两侧设置抗撞墙的钢筋混凝土框架结构房屋。
3.2布置少量剪力墙的框架结构的最大适用高度建议对布置少量剪力墙的框架结构的最大适用高度可比框架结构的最大适用高度适当提高,提高幅度不超过20%(注意:
是在框架结构最大适用高度的基础上,增加框架-剪力墙结构最大适用高度与框架结构最大适用高度差值的20%,而不能将框架结构的最大适用高度直接放大20%)。
《高规》[3]中8.1.3.4条建议按框架结构的适用高度实行,但偏于保守。
3.3框架的设计原则 1)框架结构按纯框架结构(不计入剪力墙)和框架-剪力墙结构分别计算,包络设计。
2)框架的抗震等级按纯框架结构确定,对房屋的适用高度超出框架结构的最大适用高度(在上述3.2的范围内)时,可比最大适用高度的框架结构的抗震等级提高一级,已为一级的则采取比一级更更强的抗震措施(采取比一级强,比特一级低的抗震措施,如采取比一级提高20%的加强措施。
3.4剪力墙的设计原则由于规范未明确布置少量剪力墙的框架结构的计算原则,此处列出三种对此类结构的设计方法供结构设计者选择: 1)全包络设计原则对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,取相应计算结果配筋设计;剪力墙的抗震等级按框架-剪力墙确定。
上述方法是施工图审查单位常提出的设计要求,其理由是:规范要求考虑剪力墙与框架的协同工作(但未明确要求对框架和剪力墙均进行包络设计)。
2)剪力墙构造对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,剪力墙的抗震等级取四级,剪力墙则按构造配筋设计。
设计理由:设置剪力墙的根本目的是控制框架结构的弹性位移值,并使其满足规范对框架结构弹性位移限值的要求,不考虑剪力墙的承载能力要求,因此剪力墙在满足竖向承载力要求的前提下可构造设置。
3)剪力墙按现有
截面的最大设计对剪力墙按框架-剪力墙协同工作(即按框架-剪力墙结构)计算,剪力墙的抗震等级按框架-剪力墙结构确定,剪力墙配筋按计算要求,当剪力墙计算超筋时,在满足强剪弱弯的前提下按截面的最大配筋率配筋设计。
设计理由:设置剪力墙的根本目的是控制框架结构的弹性位移值,使其满足规范对框架结构弹性位移限值的要求,可有条件(在剪力墙能承担的范围内)考虑剪力墙的承载能力要求,因此剪力墙的可按其最大承载力要求配筋。
4.特别建议由于布置少量剪力墙的框架结构在设计原则及具体设计中存在诸多不确定因素,给结构设计和施工图审查带来相当的困难,笔者建议,结构设计中应尽量避免采用,尽可能采用概念清晰、便于操作且抗震性能较好的框架-剪力墙结构。
当必须采用时,应提前与施工图审查单位沟通,以利于设计顺利进行,避免返工。
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参考文献:
[1]朱炳寅.建筑抗震设计规范应用与分析gb 50011-2010 中国建筑工业出版社.2011.8
[2] gb 50011-2010,建筑抗震设计规范.
[3]jgj3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程.。