考虑现浇楼板参与作用的RC框架结构抗震性能化设计

发布时间：2020-10-09 22:59

　　基于性能的抗震设计是二十世纪九十年代出现的一种全新的抗震性能设计理念,要求结构在地震作用下能达到以期的性能目标。历年震害研究表明,现浇楼板的存在大大增强了框架梁端抗弯承载力,影响了 RC框架结构的抗震性能,是导致RC框架结构产生“强梁弱柱”破坏形态的主要原因。在以往学者的研究成果基础上,本文主要对以下内容展开研究:(1)基于我国抗震规范与国内外学者对RC框架结构抗震性能指标量化与性能目标的研究成果,选择层间侧移角作为结构性能指标并对其进行量化。(2)利用PKPM软件设计三层3 X 3跨RC框架结构,并通过ABAQUS建立纯框架结构模型、带楼板完整结构(有板筋)模型和带板(无板筋)结构模型,通过对比三个模型的结构性能点、结构层间位移角、梁柱钢筋应力以及梁柱实际内力等方面的差异,研究现浇楼板对RC框架结构抗震性能的影响。分析得出:现浇楼板的存在后增大了结构基底剪力,减小了结构整体变形,对负弯矩端梁端实际抗弯能力及轴力的增强作用不容忽视,柱端实际承受弯矩明显大于空框架结构,不利于形成“强柱弱梁”破坏机制,降低了结构的抗震性能。(3)考虑现浇楼板对框架梁、柱实际受力情况的影响,对按现行设计方法进行计算得到的模型进行配筋方案调整:1)调整柱端弯矩增大系数取值为1.5,2)考虑现浇楼板对负弯矩端梁端弯矩、轴力的增强作用并调整柱端弯矩增大系数为1.5。在ABAQUS软件中,分别建立对应这两个配筋方案的模型并进行模拟分析,并对比三种模型的抗震性能差异和性能目标水平实现情况。通过分析得出:考虑现浇楼板对负弯矩端梁端弯矩、轴力的增强作用并调整柱端弯矩增大系数的配筋方案更有利于“强柱弱梁”破坏机制的实现,能提高结构抗震性能,与现有抗震规范的设计方法相比,能实现更高的性能目标且具有更好的经济性,建议在结构设计过程中,应考虑现浇板有效翼缘范围内板筋对梁端弯矩及轴力的增强作用。(4)在某四层RC框架结构的抗震性能设计算例应用中,考虑现浇楼板对负弯矩端梁端弯矩、轴力的增强作用并调整柱端弯矩增大系数进行配筋,分析结果表明结构符合性能目标要求,配筋方案可行。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU375.4;TU352.11
【部分图文】：

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逦福州大学硕士学位论文逦逡逑已有研究表明，现行规范的“三水准”只适用于丙类建筑，且按照现行抗震规范逡逑设计的ＲＣ框架结构破坏时出现了大量与规范要求相悖的“强梁弱柱”破坏形态。逡逑例如，２００８年５月，我国汶川大地震中的大部分框架结构都出现了邋“柱铰机制”逡逑的破坏形式［４４］，邋ＲＣ框架结构的典型震害如图１－１￣图１－４所示。国内外学者通过逡逑大量的研宄发现，现浇楼板的参与作用明显提氋了梁端实际承载力，导致框架梁逡逑端发生“超强”现象，影响了邋ＲＣ框架结构的抗震性能。逡逑

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结构能否实现抗震设防目标并保证抗倒塌能力与结构的屈服机制密切相关。逡逑ＲＣ框架结构在地震作用下的屈服机制主要有“楼层机制”、“总体机制”和“混逡逑合机制”三种类型，如图１－５所示。“楼层机制”又称为“柱铰”屈服机制，结逡逑构某一楼层的柱端抗弯承载力小于梁端抗弯承载力，柱端先发生屈服进入塑性变逡逑形阶段而梁端处于弹性状态，使结构形成机动体系，梁与板等构件无法发挥正常逡逑的承载作用，这种破坏机制不利于结构的整体稳定性和承载能力，且易产生薄弱逡逑层，导致结构变形集中，最终造成结构的破坏；“总体机制”又称为“梁铰”屈逡逑服机制，结构某一楼层的梁端抗弯承载力小于柱端抗弯承载力，在地震作用下，逡逑较长一段时间内各楼层框架柱力基本处于弹性状态，在此期间，梁端塑性铰的变逡逑形消耗地震能量，延缓框架柱的屈服时间，这种破坏机制下结构的内力将重新分逡逑布

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