RC框架结构“强柱弱梁”破坏机制探讨

结合抗震规范中有关＂强柱弱梁＂规定,分析了影响＂强柱弱梁＂破坏机制实现的各类因素,指出按照现行抗震规范进行框架结构设计无法保证＂强柱弱梁＂破坏机制的实现,探讨了实现＂强柱弱梁＂的新思路.     

楼板对RC框架结构“强柱弱梁”屈服机制的影响

针对汶川地震中大量框架结构出现"强梁弱柱"的震害状况,文章对比了2001版和现行2010版《抗震规范》对实现"强柱弱梁"的相关规定,分析了楼板对结构实现"强梁弱柱"屈服机制的影响并指出了规范在该方面的不足.结合欧、美、新西兰等国规范,给出了我国框架结构为实现"强柱弱梁"屈服机制而在楼板设计和施工方面的建议、措施,并为我国今后在该方面的研究指出了方向.     

混凝土框架结构“强柱弱梁”的实现问题浅析

实际震害表明,混凝土框架结构“强柱弱梁”在实际震害中难于实现,主要原因在于设计中对影响框架结构的受力性能的因素考虑不足。本文针对以往有关研究影响混凝土结构不能形成“强柱弱梁”的因素进行了综述,并指出了有待进一步研究的问题。     

如何在实际设计中确保“强柱弱梁”的设计理念

震害表明,现浇混凝土框架结构很难做到强柱弱梁的设计理念。本文从作者多年的设计经验出发,对导致强柱弱梁不能顺利实现的原因进行了分析,并针对这些原因,根据作者的理解,提出了相应的处理措施,可供从事结构设计的同行参考。     

影响框架结构设计中实现“强柱弱梁”机制的因素

汶川地震后的大量研究资料表明,钢筋混凝土框架结构的主要震害现象表现在：1）填充墙等非结构构件严重开裂和破坏;2）几乎没有看到设计规范所要求的“强柱弱梁”破坏机制。《建筑抗震设计规范》（GB50010-2001）（2008年版）6.2.2条文说明指出,框架结构的变形能力与框架结构的破坏机制密切相关。试验研究表明,梁先屈服,     

预应力混凝土框架结构“强柱弱梁”设计方法研究

针对预应力混凝土框架梁设计方法的特殊性,本文以8度区(0.2g)抗震等级为二级的多层多跨预应力混凝土框架结构为例,研究规范对预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数取值的合理性,提出以梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩的方法进行预应力混凝土框架结构设计.分别以梁端地震组合弯矩和梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩设计8榀预应力混凝土框架,在OpenSees中建立其基于纤维梁柱单元的数值分析模型,并对其进行静力弹塑性分析与动力时程分析.研究表明:按现行规范设计的预应力混凝土框架结构,在罕遇地震下底层柱端出铰严重,提高其柱端弯矩增大系数,可以有效地改善结构屈服机制;04规程中柱端弯矩增大系数的取值偏小,规程修订时应给予适当提高,对抗震等级为二级的预应力混凝土框架结构,其柱端弯矩增大系数的取值≥2.0;本文建议二级PC框架按梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩,其取值为1.4.     

碳纤维加固RC框架结构抗震性能

利用ANSYS软件对一栋三层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能分析,研究了碳纤维加固框架结构在地震作用下,节点的受力和变形特征、梁柱纵筋的应力增长变化以及结构动力特性等,并与普通框架结构进行对比分析。结果表明：加固后框架结构的楼层最大位移较普通结构明显提高,结构的延性显著改善,有利于结构的抗震。在节点处采用外包碳纤维布加固,可以提高框架柱的抗弯能力,使塑性铰首先出现在梁端,钢筋混凝土框架结构在地震作用下,破坏时更接近＂强柱弱梁＂的特点。     

基于可靠度的结构优化模型和“强柱弱梁”设计

由于没有考虑结构的不同功能失效时损失值是不同的这一重要事实,基于结构体系可靠度的优化设计模型不能给出符合工程实际要求的设计。针对这一问题,建议了利用结构的不同人效时损失值不同来估计结构失效损失期望的结构优化模型。实例表明,用此模型可以得到与工程概念设计要求相一致的“强柱弱梁”设计。     

中欧抗震设计规范关于“强柱弱梁”设计比较

通过5·12汶川大地震的震后房屋震害调查发现,多层钢筋混凝土框架结构的框架柱比梁更易遭到破坏,出现了非设计预期的柱铰破坏机制.从抗震设防目标、地震作用水准、结构分析模型、构件抗震计算与构造措施等多角度出发,对比分析了我国抗震设计规范GB 50011—2001和欧洲抗震规范EN 1998-1在实现强柱弱梁上的差异.研究表明,保证抗震等级为一至三级的梁、柱局部延性的构造措施不足,以及对于楼板对梁刚度和承载力的贡献考虑不充分是造成地震中钢筋混凝土框架结构柱铰破坏的主要原因.     

现浇框架结构柱端CFRP加固强柱弱梁效果分析

为研究柱端碳纤维增强复合材料(CFRP)加固对框架结构强柱弱梁效果的影响,利用有限元软件ANSYS对一栋三层现浇钢筋混凝土框架结构做了拟静力数值分析,考虑了现浇楼板对梁抗弯承载力的影响,对框架结构普通梁板柱节点和柱端用碳纤维加固节点的计算结果进行了对比.分析结果表明,梁肋附近楼板钢筋应力随梁端弯矩加大而明显增加,现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力提高的影响不容忽视.在节点处采用外包碳纤维布加固,可以提高框架柱的抗弯能力及延性,使塑性铰首先出现在梁端,使钢筋混凝土框架结构在地震作用下,破坏时更接近“强柱弱梁”的特点.     

混凝土框架结构屈服机制存在的问题及研究

框架结构在工程中得到了广泛应用,而实际震害表明,设计所倡导的“强柱弱梁”屈服机制却几乎没有实现,设计中对填充墙对整体框架结构的影响考虑不足。因此,本文对以往开展的有关“强柱弱梁”屈服机制和有关填充墙对框架结构的影响研究进行了综述,并指出了有待进一步研究的问题。     

钢筋混凝土框架结构强柱弱梁设计的概率分析

考虑结构材料强度、几何尺寸以及计算模式的随机性,同时考虑梁纵筋的超强影响,采用可靠度理论分析了钢筋混凝土结构单个节点强柱弱梁设计的可靠度,得出了不同设防等级下强柱弱梁设计的可靠指标以及对应的失效概率．在此基础上,以6层框架为例,分析了不同柱端弯矩增大系数下结构的整体失效概率,采用投资-效益准则,提出了一种合理的确定柱端弯矩增大系数的方法．     

现浇楼板对RC框架结构破坏模式影响的有限元分析

运用通用有限元程序ANSYS的参数化设计语言功能分别对带楼板的钢筋混凝土框架结构和不带楼板的纯框架结构进行了地震作用下的时程分析,得到了在地震作用的各个阶段,框架结构的裂缝发生和发展情况．通过将两种模型的模拟结果进行对比分析,证明楼板对钢筋混凝土框架的破坏模式会产生影响,带楼板的框架结构更难实现“强柱弱梁”．     

浅析混凝土框架结构的设计

框架结构具有建筑平面布置灵活、室内空间大等优点,广泛用于多层厂房、商店、办公楼、医院、教学楼及宾馆等建筑中。     

现浇楼板配筋对框架梁端承载力贡献

＂强柱弱梁＂是框架结构抗震设计中不可忽视的重要内容,也是实现梁铰机制的重要结构措施,但是要达到这种良好的梁铰机制,现浇楼板配筋的影响最为重要,不仅增大了框架梁的刚度,而且对框架梁的极限承载力有不可忽略的贡献。同时与美国规范ACI318-02相比,我国对现浇楼板的研究不充分。通过采用ADINA软件对框架结构的节点进行非线性分析,对比梁、板、柱受力钢筋的应力-应变关系,并深入研究现浇楼板对框架梁实际承载力产生＂超强＂影响方式,提出楼板有效翼缘宽度的取值,并以框架中节点为例核算节点的强柱弱梁配筋情况,从而提出考虑板内纵筋影响的＂强柱弱梁＂的设计验算方法。     

钢筋混凝土框架结构Push-over分析中有关问题的讨论

对钢筋混凝土框架结构Push-over分析中计算模型的选择、塑性铰出现的位置、不同加载模式的影响以及新旧混凝土设计规范对Push-over分析结果的影响等进行了探讨，提出了一些有益的建议。     

某框架在侧向荷载作用下的裂缝检测及分析

对两栋现浇钢筋混凝土框架结构进行了侧向荷载作用下的裂缝开展状况调查与原因分析,通过实际工程检测发现,裂缝多出现在柱头和柱脚,而梁端裂缝甚少。该现象表明,现有结构设计方法得到的框架结构,在侧向荷载作用下,柱端塑性铰比梁端塑性铰更易于出现。由于现浇楼板的存在对框架梁端的实际抗弯能力起了不可忽略的参与作用,故在结构设计过程中应适当考虑其作用。     

基于RC框架结构隔震剪力分析

近年来因为地震的巨大破坏,人们对结构的安全性更加重视。现今隔震技术应运而生并在近些年开始应用于实际工程中,基于大型有限元分析软件OpenSees对五层隔震RC(钢筋混凝土)框架结构在七度罕遇地震波(峰值加速度220gal)作用下进行动力时程分析。研究表明采用隔震框架结构在地震波作用下,相对传统抗震结构抗震结构,各楼层剪力明显减小,随着隔震支座位置的升高,楼层间的剪力减小幅度也随着减小,隔震结构在隔震层上部的减震效果比下部结构明显,隔震层位置处的楼层剪力减小最明显,具有重要工程实践价值。     

RC 框架中整浇楼板对框架梁内实际轴力分布的影响

在现浇 RC 框架实际结构中,楼板整浇后对结构整体性的增强作用使框架梁矩形 截面实际内力中存在不可忽略的轴力． 对竖向和侧向荷载作用下的 RC 框架梁矩形截面 内轴力沿着梁跨分布规律进行了研究,并分析了不同楼板布置形式下的 RC 框架梁内轴 力分布规律,研究结果表明:整浇楼板是框架梁内实际轴力沿梁跨呈不均匀分布的直接原 因,并且在负弯矩作用端为轴压力,数值不可忽略,设计过程应对其进行合理考虑;整浇楼 板对框架梁内实际轴力的影响方式为通过限制梁轴向变形从而使其产生梁内轴力;整浇 楼板主要对与之直接相连的框架梁内轴力产生直接影响,对不与之直接相连的框架梁内 轴力分布情况基本不产生影响． 此外,还在此基础上,分别对正负弯矩作用下的框架梁进 行了梁内轴力产生原因和组成分析,并进一步给出了考虑整浇楼板对框架梁影响的设计 建议,以期能更好实现“强柱弱梁”．     

CFRP加固现浇框架结构节点柱端的强柱弱梁效果

对现浇钢筋混凝土框架结构节点梁端与柱端抗弯承载力进行了分析计算,考虑了现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力的影响,对现浇框架结构普通梁柱节点和在柱端外包碳纤维的节点的计算结果进行对比分析.结果表明,现浇楼板内的钢筋参与了梁的工作,提高了梁的抗弯承载力.柱端外包碳纤维后柱端承载力得到了明显的提高,推迟了柱端塑性铰的出现,更加接近总体机制破坏.