鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)

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1、第38卷第7期建筑技術(shù)開發(fā)Vo1．38，No．72011年7月BuildingTechniqueDevelopmentJu1．2011鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)術(shù)蔡龍杜宏彪。金仁和(1．廣東石油化工學(xué)院建筑工程學(xué)院，廣東茂名525000；2．深圳大學(xué)土木工程學(xué)院，廣東深圳518060)[摘要]介紹了結(jié)構(gòu)延性的概念，分析了結(jié)構(gòu)延性的意義，總結(jié)了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。從梁、柱以及節(jié)點(diǎn)三個(gè)方面對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)做了較系統(tǒng)的綜述和討論，以供工程設(shè)計(jì)參考。[關(guān)鍵詞]框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)延性；抗震設(shè)計(jì)[中圖分類號]TU318【文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]1001—523X(2011)07—00

2、03．04DUC1]【】[JYI)】EIGNoFE】NFIDRCECoNCITE蝴SRUCrlECaiLongDuHong-．biaoJinRen·-he[Abstract]Theconceptiongofsructuralductilityispresented，theimportantmeasuresructuralductilityisanalyzedandthe，designprincipleofreinforceconcreteframesructureissummarized．Inthispaper，ductilitydesignofreinforceconcreteframest

3、ructurearesystematicallycollected，summarizedanddiscussedbasedontheductilityofframecolumn，beamandjoint，serveasreferenceforpracticalengineeringdesign．[Keywords]framesructure；sructuralductility；seismicdesign框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系，其建筑平面布置將呈現(xiàn)非線性關(guān)系；當(dāng)荷載增加很少而位移迅速增加時(shí)，可靈活，易于滿足建筑物設(shè)置大空間、改變平面使用功能的要認(rèn)為結(jié)構(gòu)“屈服”；當(dāng)承載能力明顯下降或者

4、結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定求，在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用廣泛，目前我國多高層建筑中，狀態(tài)時(shí)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)破壞，達(dá)到極限位移。結(jié)構(gòu)延性一般用頂鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)形式之一。在地震區(qū)，點(diǎn)位移比=△／,4表示。結(jié)構(gòu)不僅應(yīng)具有足夠的承載力和剛度，還要有良好的延性，P即在遭遇罕遇地震作用時(shí)，結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性階段，在塑性變形Pf／f過程中吸收和耗散地震能量，以塑性變形抵抗地震作用，不f／／P致倒塌。通過合理的設(shè)計(jì)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)可以獲得良f／／／好的延性，即所謂的“延性框架”，它具有較好的抗震性能。f7J因此在多高層建筑中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種較好的結(jié)『ffO構(gòu)體系。圖1結(jié)構(gòu)的延性1結(jié)構(gòu)延性的概念結(jié)構(gòu)延性是指

5、結(jié)構(gòu)在承載力無明顯降低的前提下發(fā)生2結(jié)構(gòu)延性的意義非彈性變形的能力，是結(jié)構(gòu)塑性變形能力大小的一種性能。圖2所示為彈塑性結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的彈性結(jié)構(gòu)的荷載一位如果結(jié)構(gòu)超越彈性極限后直至破壞所發(fā)生的變形量大，表明移曲線。研究結(jié)果表明，在低頻結(jié)構(gòu)中，同一個(gè)地震波作用其延性好；如果結(jié)構(gòu)超越彈性極限后隨即破壞，表明其延性下的彈性與彈塑性結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)相近，如圖(a)，令△=△(△、△分別為彈性結(jié)構(gòu)荷載P和彈塑性結(jié)構(gòu)荷載P相差，這種破壞稱為脆性破壞。應(yīng)的位移)，根據(jù)幾何比例關(guān)系可得，P／P=1／g。，其中，。圖1所示，結(jié)構(gòu)彈性狀態(tài)是指外荷載與結(jié)構(gòu)位移成線性=△／'4是彈塑性結(jié)構(gòu)塑性位移與屈服位移之比，即結(jié)構(gòu)的關(guān)系

6、的狀態(tài)；當(dāng)結(jié)構(gòu)中某些部位出現(xiàn)塑性鉸后，荷載與位移延性。在中頻結(jié)構(gòu)中，二者在同一個(gè)地震波作用下吸收的能+基金項(xiàng)目：廣東石油化工學(xué)院青年創(chuàng)新人才培育項(xiàng)目(2009yc05)量相近，如圖(b)所示，不同方向的陰影線分別表示兩種結(jié)構(gòu)收稿日期：2011—04—05吸收的能量，根據(jù)面積相等原則可以得，P／P：1／作者簡介：蔡龍(1976．)，男，海南萬寧人，碩士研究生，講師，從事、／芝。大多數(shù)結(jié)構(gòu)屬于中、低頻結(jié)構(gòu)。圖(c)表示P／結(jié)構(gòu)工程方向的教學(xué)與科研工作。P與△／△的函數(shù)關(guān)系。3第7期蔡龍，等：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)第38卷P二Ps一0yT--AsA(a圖2地震作用與彈塑性變形的關(guān)系通過分析比較，

7、可以得出，在同樣的地震作用下，彈塑性3．4其他的構(gòu)造措施結(jié)構(gòu)所受的等效地震力比彈性結(jié)構(gòu)大大降低。這是因?yàn)閺椡ㄟ^構(gòu)件塑性變形區(qū)域的構(gòu)造措施，例如限制梁端受壓塑性結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)某些桿件發(fā)生屈服，出現(xiàn)塑性區(qū)高度、柱的剪跨比和軸壓比、梁柱截面剪壓比以及柱受壓鉸，使結(jié)構(gòu)剮度降低，周期增大，地震對結(jié)構(gòu)的作用力減小。縱筋及受壓混凝土的約束措施等，保證相應(yīng)塑性鉸區(qū)能夠具在罕遇地震作用下，要求結(jié)構(gòu)處于彈性狀