框架體系抗震設(shè)計(jì)簡析

《框架體系抗震設(shè)計(jì)簡析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、框架體系抗震設(shè)計(jì)簡析殷從來蘇州園林設(shè)計(jì)院有限公司【關(guān)鍵詞】框架結(jié)構(gòu)；強(qiáng)柱弱梁；梁端彎矩；柱端彎矩【摘要】框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)抗震設(shè)計(jì)的基本原則，要實(shí)現(xiàn)建筑抗震設(shè)防中的“大震不倒”的目標(biāo)，就須使框架結(jié)構(gòu)體系形成“強(qiáng)柱弱梁”；然而按現(xiàn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算方法及規(guī)范規(guī)定的條文規(guī)定，比較難實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的0標(biāo)。本文簡要論述強(qiáng)柱弱梁的原理及設(shè)計(jì)屮遇到的問題，與廣大設(shè)計(jì)人員進(jìn)行探討?！菊摹夸摻罨炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)這中結(jié)構(gòu)形式，由于框架柱側(cè)向剛度較小，地震時(shí)引起的側(cè)向位移較大，因此要想實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的抗震性能就必須采取有效的抗震措施。各種經(jīng)歷地震后的房屋呈現(xiàn)出的震害結(jié)果證明：桐架結(jié)

2、構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中“強(qiáng)柱弱梁”是一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，是梁端首先出現(xiàn)鉸點(diǎn)的保證。現(xiàn)實(shí)工程屮，阻礙強(qiáng)柱弱梁實(shí)現(xiàn)的原因很多，設(shè)計(jì)時(shí)須抓住重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”。一、柱端，梁端地震作用引起的彎矩計(jì)算依據(jù)反彎點(diǎn)法的計(jì)算方法，以上部樓層中單根框架柱由地震作用引起的剪力Vjk為例，假定除底層外其余各層框架柱的反彎點(diǎn)位于層高的屮點(diǎn)；貝IJ:M-cjk=Mbcjk=Vjk^（公式1）Mfcjk,Mh.k——第j層柱第k個(gè)柱子柱頂及柱底彎矩；hj第j層樓層層商M'b(i'b/?Mrb圖一，節(jié)點(diǎn)平衡條件依據(jù)圖一節(jié)點(diǎn)平衡條件，按假定：梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件求出不平衡彎矩，再按節(jié)點(diǎn)

3、左右梁的線剛度進(jìn)行分配，即可求得梁端彎矩：（公式2）Mlb，Mrb——節(jié)點(diǎn)左、有的梁端彎矩;M'，Mbc——節(jié)點(diǎn)處柱上下端彎矩節(jié)點(diǎn)左、右的梁的線剛度二、規(guī)范規(guī)定的柱端彎矩的調(diào)整《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第6.2.2條規(guī)定：一、二、三、四級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外，柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求：（公式3）一級(jí)的框架結(jié)構(gòu)和9度的一級(jí)框架可不符合上式要求，但應(yīng)符合下式要求:（公式4）以上內(nèi)容引用國家規(guī)范,公式3~4中符號(hào)含義詳見相關(guān)規(guī)范條文當(dāng)反彎點(diǎn)不在柱的層高范圍內(nèi)時(shí)，柱端截面組合的彎

4、矩設(shè)計(jì)值可乘以上述柱端彎矩增大系數(shù)?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JGJ3-2010）第6.2.1條以及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）第11.4.1條也有類似規(guī)定。三、實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的重要因素（一）由圖二反應(yīng)的情況看，梁端彎矩越大，則對(duì)框架柱的“強(qiáng)”度要求越高；由閣一及公式2看出梁的線剛度約大，所分配的彎矩約大;進(jìn)而乂提高了對(duì)框架柱的要求。所以，適當(dāng)降低梁線剛度及梁端彎矩,對(duì)實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”幫助較大。（二）框架結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)澆樓面板對(duì)梁的剛度影響在pkpm計(jì)算時(shí)已經(jīng)通過剛度放大系數(shù)來計(jì)入了；但是，梁翼緣（現(xiàn)澆樓面板）內(nèi)配置的平行于梁的鋼筋對(duì)梁

5、的承載力是有提高的。這個(gè)位置的受力較復(fù)雜，在現(xiàn)行規(guī)范中并未有所反應(yīng)?？紤]到如今社會(huì)晉通居民對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的敏感性，個(gè)人認(rèn)為對(duì)于配置超出構(gòu)造配筋值較多的大板可不考慮，但對(duì)于單向板長邊位置、小跨度的及計(jì)算配筋值低于構(gòu)造配筋值較多的板需?？紤]此部分板內(nèi)配筋對(duì)梁承載力性能的提高。9度及圖中MS、MU為按殫性分析法計(jì)算的柱端彎楚圖中M?、Mi為柱纗彎矩設(shè)計(jì)值圖中AS'、AS為實(shí)配的鋼筋面積AS'、AS為計(jì)算的鋼筋面積一般可取A2'=1.1AS'、AS=1.1A；圖二，規(guī)范中條文含義的圖例（三）工程設(shè)計(jì)中，梁端實(shí)配鋼筋常常超出計(jì)算值，這種結(jié)果直接提高了梁端抗彎能力；因

6、此調(diào)整梁內(nèi)鋼筋實(shí)配值與計(jì)算值的差距對(duì)實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”幫助也很大。四、實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中存在的問題（一）梁端彎矩的取值偏大。這點(diǎn)主要反應(yīng)在彈性計(jì)算模型中。結(jié)構(gòu)汁算吋，若采用彈性模型，梁的計(jì)算跨度為/。（柱中心線之間的間距），梁端彎矩即為柱中心線位置的彎矩，而此位罝位于柱截面范圍內(nèi)；若考慮剛域，則梁端位置會(huì)往梁跨內(nèi)移動(dòng)~/4（計(jì)算方法詳見《高規(guī)》JGJ3-2010第5.3.4條），仍然在柱截面范圍內(nèi)。然而實(shí)際梁端驗(yàn)算截面位于柱截面邊緣，具體詳見閣三中彎矩閣示意。此時(shí)對(duì)于框架結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)是偏于安全的一直處理方法，但是，在地震作用的情況下，由于驗(yàn)算截面的彎矩取值

7、增加，即增加了梁的抗彎性能，不利于實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”。（二）梁裂縫計(jì)算過程中加大了梁鋼筋的實(shí)配值。在6度（0.05g）及7度（0.lg）抗震設(shè)防地區(qū)，地震作用相對(duì)較??；此時(shí)依據(jù)規(guī)范的相關(guān)裂縫寬度規(guī)定進(jìn)行裂縫驗(yàn)算后的配筋值常常會(huì)比強(qiáng)度計(jì)算值大，特別在梁端位置（彎矩取值因?yàn)槿≈滴恢玫脑?，取值偏大了，詳見圖三），這就進(jìn)一步加大了梁端的配筋值，進(jìn)而又提高了圖二，規(guī)范中條文含義的圖例（三）工程設(shè)計(jì)中，梁端實(shí)配鋼筋常常超出計(jì)算值，這種結(jié)果直接提高了梁端抗彎能力；因此調(diào)整梁內(nèi)鋼筋實(shí)配值與計(jì)算值的差距對(duì)實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”幫助也很大。四、實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中存在的問題（一）梁端彎

8、矩的取值偏大。這點(diǎn)主要反應(yīng)在彈性計(jì)算模型中。結(jié)構(gòu)汁算