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《鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計 【摘要】隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和城市化建設(shè)步伐的加大,多高層建筑發(fā)展迅速,其結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體形也越來越復(fù)雜,這就給多高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震分析和設(shè)計提出了更高的要求。本文介紹了多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常見的框架結(jié)構(gòu)體系,提出了對抗震有利的結(jié)構(gòu)延性設(shè)計的措施。通過對現(xiàn)代多高層框架結(jié)構(gòu)抗震的分析了解,展望了其抗震技術(shù)的發(fā)展前景。【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計 1明確鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震等級 影響水平地震作用及結(jié)構(gòu)側(cè)移大小的因素。首先，建筑場地類別，當建筑場地越軟時，地震作用越大
2、，房屋的側(cè)移越大，反之越小。其次，地震烈 度越高時，地震作用越大，房屋側(cè)移越大，反之越小。第三，建筑物高度越高時，地震作用越大，房屋側(cè)移越大，反之越小。第四，建筑物的重要性越重要時，要求結(jié)構(gòu)的可靠度越高，水平地震作用越大，房屋側(cè)移越大，反之越小。為使抗震設(shè)計真正達到安全經(jīng)濟的目的，規(guī)范根據(jù)上述因素將丙類框架結(jié)構(gòu)分為不同的抗震等級，見表1?！ ?規(guī)范鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震延性設(shè)計要點 “強柱弱梁”措施 首先，主要是通過人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使塑性鉸更多的出現(xiàn)在梁端而不是柱端，讓結(jié)構(gòu)在地震引起的動力反應(yīng)中形成“梁鉸機構(gòu)”或“梁柱
3、鉸機構(gòu)”，通過框架梁的塑性變形來耗散地震能量。其次，根據(jù)對構(gòu)件在強震下非線性動力分析可知，強震下，由于構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形，因此可以耗散部分地震能量，同時根據(jù)桿系結(jié)構(gòu)塑性力學(xué)的分析知道，在保證結(jié)構(gòu)不形成機構(gòu)的要求下，“梁鉸機構(gòu)”或“梁柱鉸機構(gòu)”相對與“柱鉸機構(gòu)”而言，能夠形成更多的塑性鉸，從而能耗散更多的地震能量，因此我們需要加強柱的抗彎能力，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在強震下形成更優(yōu)、更合理的“梁鉸機構(gòu)”或“梁柱鉸機構(gòu)”。第三，框架結(jié)構(gòu)的延性與塑性鉸分布的部位有關(guān)。若梁中先出現(xiàn)塑性鉸形成梁鉸結(jié)構(gòu)，則塑性鉸分布較均勻，每個塑性鉸所要求的彈性變形量也比較小，而且延
4、性要求也較容易實現(xiàn)，若柱中出現(xiàn)塑性鉸而形成柱鉸結(jié)構(gòu)，非彈性變形就集中在某一層的柱中，對柱的延性提出極高的要求，二者往往很難實現(xiàn)，且柱鉸機構(gòu)伴隨較大的層間位移，這不僅引起不穩(wěn)定的問題，還會引起結(jié)構(gòu)承受偏心豎向荷載，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的倒塌。在經(jīng)受較大側(cè)向位移時，未能確?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并能維持它承受豎向荷載的能力，必須要求非彈性變形一般只限于梁內(nèi)，即要求在設(shè)計荷載下節(jié)點上柱段截面極限彎矩的總和大于梁端極限彎矩總和。這就是所謂的強柱弱梁，既保證框架柱具有足夠的抗彎承載能力儲備，又大大減少柱段屈服的可能性。與國外規(guī)范相比，建議適當提高作用效應(yīng)，以相對
5、提高設(shè)計可靠性，同時對九度抗震設(shè)防區(qū)的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)提出更高的延性要求?！ 娂羧鯊潯 ∈紫?，框架結(jié)構(gòu)的延性與構(gòu)件的破壞形態(tài)有關(guān)，框架的抗震設(shè)計應(yīng)遵循強剪弱彎的設(shè)計原則，以減少在非彈性變形時發(fā)生剪切破壞的可能性?！ ∑浯危蚣芙Y(jié)構(gòu)的強剪弱彎設(shè)計原則主要是有設(shè)計剪力的計算、抗剪承載力計算公式的選取以及必要的構(gòu)造措施來實現(xiàn)。實際建立的計算與抗彎承載力的計算相類似，按抗震等級不同采用地震效應(yīng)調(diào)整系數(shù)，但較抗彎承載力計算更嚴格，以相對提高抗剪承載力?！ 〉谌?，為減少框架梁柱在非彈性反應(yīng)趨于發(fā)生剪切破壞的危險，梁柱端部的設(shè)計剪力應(yīng)與梁柱端部形成塑性鉸后的
6、極限抗彎強度相對應(yīng)，抗剪計算公式的選取主要表現(xiàn)為考慮地震作用的反復(fù)性及剪切問題的離散性，采用在縱筋屈服后的偏下限抗彎承載力計算公式，并輔以抗震構(gòu)造措施。與抗彎承載力的計算相類似，抗剪計算一方面需增大結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠度(提高作用效應(yīng))，而且更為重要的是應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)延性要求的不同，即抗震等級的不同，提出不同的抗剪承載力計算公式?！ 〉谒?，在加載初期，混凝土承擔大部分剪力，箍筋起次要作用。隨著構(gòu)件交叉裂縫形成和發(fā)展，混凝土的作用逐漸下降，箍筋起主導(dǎo)作用。這是因為反復(fù)加載次數(shù)的增加，核心區(qū)混凝土裂縫大大開展，從而減小受剪區(qū)混凝土的抗剪能力，另外因混凝土
7、反復(fù)張合，導(dǎo)致剪切鉸合面粗糙程度的降低，削弱了骨料間的咬合作用，由于反復(fù)加載次數(shù)的增加，構(gòu)件剛度逐漸退化，柱兩側(cè)的混凝土逐漸壓潰、剝落而退出工作，導(dǎo)致混凝土抗剪面積的減少，從而削弱抗剪能力。而受壓區(qū)混凝土保護層的剝落及塑性鉸區(qū)較大的非彈性變形，加速了斜裂縫的發(fā)展，削弱抗剪能力。同時，非彈性循環(huán)變形過程減少了構(gòu)件在給定方向上所能承受的最大非彈性變形，也就是說，抗剪承載力退化隨所要求延性系數(shù)的增加而加劇，構(gòu)件的非彈性變形量與循環(huán)加載次數(shù)有關(guān)?！ 〉谖?，用剪力增大系數(shù)增大梁端、柱端、剪力墻端、剪力墻洞口連梁端以及梁柱節(jié)點中的組合剪力值，并用增大后
8、的剪力設(shè)計值進行受剪截面控制條件驗算和受剪承載力設(shè)計，以避免在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性的剪切破壞?！ 姽?jié)點，強錨固 為保證框架結(jié)構(gòu)的延性，在梁鉸機構(gòu)充分發(fā)揮作用以前，框架節(jié)點縱筋錨固不應(yīng)
