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。     

考虑现浇混凝土板配筋影响框架梁柱中节点分析

现浇楼板和框架梁一般具有良好的共同协调能力,楼板可显著提高框架梁的抗弯刚度和抗弯承载力.考虑楼板对框架梁抗弯刚度增大以后,在进行承载力设计时,研究板内与梁平行的板筋影响成为解决“强柱弱梁”问题的必要环节.通过采用ADINA软件对框架结构的中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,从而提出考虑板内纵筋影响的“强柱弱梁”的设计验算方法和合理建议.     

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。     

高温后钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究高温后混凝土框架的抗震性能,设计了2个强梁弱柱框架和2个强柱弱梁框架,预先对其中2个框架进行明火升温试验,然后对所有试件进行低周往复加载试验.考察了各榀框架的破坏模式、荷载-位移关系、承载力、变形能力、刚度和耗能能力与高温和梁柱尺寸等因素的关系.试验结果表明:受火后混凝土框架的承载力和耗能能力有所降低,强梁弱柱型框架的承载力下降更为明显,且屈服位移增大,极限位移减小;受火后混凝土框架的塑性铰出现顺序改变为柱底—梁端—柱顶,柱端更容易出现塑性铰.常温下强柱弱梁型(破坏形态为梁端先出现塑性铰)框架在火灾后可能转化为"强梁弱柱"型破坏.     

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.     

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.     

楼板对RC框架结构梁轴力和柱剪力的影响

以层数、跨数、有无楼板以及不同楼板配筋率为变量设计RC(钢筋混凝土)框架结构有限元分析模型并进行推覆加载,研究楼板和楼板配筋率对框架梁轴力和框架柱剪力的影响.研究结果表明:楼板会增大框架梁承受的轴压力从而提高框架梁的截面刚度和抗弯承载力,同时也会增大框架柱承受的剪力,导致框架结构难以实现"强柱弱梁".根据楼板对框架梁轴力和框架柱剪力的影响,基于我国建筑抗震设计规范,提出框架柱端弯矩设计值和剪力设计值调整的改进建议.通过算例分析对改进建议进行验证,结果表明该设计改进建议能更好地使框架结构实现"强柱弱梁"的破坏模式.     

RC框架节点柱端碳纤维加固强柱弱梁效果

利用有限元软件ANSYS对现浇钢筋混凝土框架节点做了拟静力分析。对普通梁柱节点和柱端用碳纤维加固节点的计算结果进行了对比。结果表明,随着加载位移的增加,梁肋附近楼板钢筋应力有明显增加,说明楼板对梁的抗弯能力有增强的作用。在柱端粘贴碳纤维之后,柱端承载力明显提高,柱受力主筋屈服时间明显延后,梁端首先出现塑性铰,使节点在受到地震作用破坏时更接近梁铰机制的破坏特点。     

侧向力作用下某RC框架裂缝开展实测与构件实际受力分析

为研究整浇楼板对钢筋混凝土(RC)框架结构在"强柱弱梁"实现程度上带来的影响,对实际工程中某现浇RC框架结构在侧向荷载作用下的裂缝分布和裂缝开展情况进行了考察和实测,并基于ABAQUS对其进行了数值模拟和理论分析.结果表明,整浇楼板不仅通过与梁肋平行的板筋参与梁端抗弯,从而提高了框架梁端实际抗弯能力,还主要通过以下两种方式对梁柱构件受力产生了影响,使结构在实际受力阶段的"强柱弱梁"实现情况相对于设计阶段发生了改变:(1)通过影响节点两侧的框架梁刚度、改变弯矩在节点两侧梁端的弯矩分配;(2)楼板在实际结构中的分布不均匀导致的结构平面刚度分布不均,使结构平面在大侧移时产生较大的整体扭转,从而导致框架梁内产生较大的弱轴弯矩、框架柱产生较大的柱顶扭矩.设计过程中若对整浇楼板的这些影响作用进行合理考虑,将能更好地实现"强柱弱梁".     

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.     

楼板局部设缝框架结构概率地震需求分析

楼板局部设缝框架通过在梁端设置贯穿楼板的通缝将楼板内纵筋与框架梁端分离,以实现"强柱弱梁"屈服机制.本文基于概率地震需求分析方法对该楼板局部设缝方法进行研究.首先利用楼板局部设缝框架振动台试验数据,验证采用Open Sees进行动力有限元分析的合理性;在此基础上,建立纯框架、传统框架、楼板局部设缝框架数值模型,选取22条地震动记录,对三种框架进行概率地震需求分析,从概率层面探究楼板和楼板局部设缝对框架结构抗震性能的影响.分析表明:楼板局部设缝可在一定程度上改善含现浇楼板框架结构的屈服机制,削弱现浇楼板带来的不利影响,提高传统框架的抗震性能以及结构的抗地震倒塌能力.     

梁贯通式圆钢管混凝土柱-混凝土梁边节点的抗震性能

通过4个梁贯通式圆钢管混凝土柱-混凝土梁边节点试件的低周反复荷载试验,研究了此类型边节点的抗震性能.试验结果表明:随着环梁与框架梁配筋率比值、环梁宽度与圆柱直径比值的减小,试件破坏区域由框架梁根部向环梁转移,并出现框架梁根部塑性铰破坏、框架梁与环梁交界处破坏、环梁区破坏3种不同的破坏形式;梁贯通式节点的梁端内力能够可靠传递至节点核心区,环梁节点可与框架梁、钢管混凝土柱协调工作;按"强节点"设计试件塑性铰出现在框架梁根部,滞回曲线饱满,延性系数较大,环线刚度曲线呈下凹型趋于收敛,耗能能力也较大,体现出良好的抗震性能;通过合理设计的梁贯通式圆钢管混凝土柱-混凝土梁边节点受力安全可靠,可实现"强柱弱梁,节点更强"的抗震设计原则.     

BFRP加固震损混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过4组三维混凝土框架节点进行模拟地震的预损伤试验、构件加固和加固后的低周反复试验,研究不同受损程度下玄武岩纤维加固后节点的抗震性能.通过对试验现象与相关结果包括极限承载力、极限位移、延性系数、钢筋应变、玄武岩纤维应变、耗散能力等方面进行分析表明,楼板对框架梁抗弯承载力的贡献是不容忽视的.经过玄武岩纤维加固后节点的极限承载力和抗震性能达到并超过未加固时的水平,玄武岩纤维可以提高节点核心区的承载力和黏结滑移性能,在较大荷载下,有效约束混凝土柱的横向膨胀和变形,加固后节点的最终破坏形式由柱端的压弯和节点的剪切破坏转变为梁、板的弯曲破坏,即由"弱柱强梁"转变成了"强柱弱梁"的破坏形式.研究结果表明,玄武岩纤维加固地震灾害后的钢筋混凝土框架节点是合理、有效的.     

整浇楼板对RC框架梁柱塑性铰开展的影响研究

在ABAQUS中建立多个钢筋混凝土（RC）空间框架有限元模型,通过不同位置去除板格,研究整浇楼板对RC框架结构的框架梁、柱塑性铰开展和内力情况,得出整浇楼板对结构节点处梁、柱塑性铰的影响规律。结果表明：去除板格位于框架梁负弯矩端时,因参与作用的板筋减少、梁负弯矩端实际抗弯能力降低,节点负弯矩端的梁铰比去除前更早产生;去除板格位于框架梁正弯矩端时,因节点左右梁端弯矩分配系数发生改变,梁负弯矩端分配的弯矩增大使塑性铰比去除前更早产生;去除楼板处因楼板在结构平面内的约束作用减弱,通过影响柱顶侧移和反弯点高度使柱顶、柱底弯矩发生改变,并影响柱顶扭矩,从而影响框架柱端的塑性铰开展。     

CFST柱-RC环梁节点试验研究

文章对钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)环梁中节点(JN-1、JN-2)这2个节点在静载和低周反复荷载作用下的试验结果从承载力和变形能力两方面进行分析,并对环梁节点在破坏形态、延性、耗能能力等方面进行研究。试验研究表明,静载试验中,环梁节点在交界处形成塑性铰,向框架梁延伸;低周反复荷载试验中,环梁节点在环梁与框架梁交界处形成塑性铰。环梁节点满足传递梁端剪力和弯矩的要求,塑性铰在框架梁端,节点表现出良好的延性,容易达到"强柱弱梁"的抗震设计目的。     

强震作用下框架结构节点抗震性能有限元分析

为探讨强震作用下钢筋混凝土框架结构梁柱节点的抗震性能.以某机场框架结构扩建工程为实例,采用Abaqus软件,选取EL-Centro波、Accel人工波、Taft波,计算结构在不同震级、不同加速度峰值地震作用下的响应,对局部框架结构节点的抗震性能进行有限元分析.分析结果表明:在强震作用下,考虑楼板会对结构梁构件的刚度起到显著提高作用,结构抗侧刚度提高,但容易出现"强梁弱柱"型破坏.若提高柱构件的配筋率与配箍率,可以有效增强柱的强度,对柱端混凝土过早开裂起到限制作用,有助于实现"强柱弱梁"型破坏.     

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".     

钢-混凝土组合楼板对钢框架结构抗震性能的影响

为了研究钢-混凝土组合楼板对钢框架结构抗震性能的影响,建立考虑楼板空间作用的梁-分层壳混合有限元模型和空框架模型.通过对两模型分别进行静力推覆分析和动力增量分析,揭示组合楼板对钢框架结构地震作用下弹塑性工作性能的影响规律.结果表明,组合楼板对梁产生增强作用,在地震作用下使结构抗侧刚度和抗侧承载力增大、结构周期和位移反应减小,但是考虑楼板组合作用的框架延性、滞回性能和耗能能力会降低,甚至可能改变结构预期的"强柱弱梁"的破坏模式,使结构偏于不安全.     

预制钢管混凝土核心区-梁端耗能装配式框架节点滞回试验

装配式结构中预制框架梁与框架柱连接的可靠性尤为重要,是研究的热点。笔者提出一种预制装配式框架连接节点,该节点核心区采用预制钢管约束钢纤维自密实混凝土的形式,预制混凝土梁外伸钢筋与贯穿预制节点核心区的钢组件焊接连接、然后在梁端局部现浇钢纤维自密实混凝土实现预制混凝土梁与预制核心区的连接。为验证其可靠性,设计了1个装配式框架节点和1个对比的现浇框架节点进行滞回性能试验研究,对比分析了2种节点在延性、强度和刚度退化、耗能能力、梁端塑性铰区域弯矩-曲率等方面的差异。试验结果表明：所设计的2个试件均发生梁端塑性铰破坏,但贯穿装配式节点核心区的钢组件、外包钢管及柱钢筋均未屈服、核心区外包钢管也未发鼓曲;此外,该装配式框架节点的延性、耗能能力、承载力等指标均略高于现浇框架节点,说明该装配式框架节点能达到等同现浇的水平。     

钢筋混凝土框架梁延性影响因素分析

延性设计的核心是用结构的弹塑性变形能力消耗地震作用对结构的能量。框架结构设计准则是"强柱弱梁",所谓弱梁主要体现在梁即能满足承载力要求,又能达到延性变形的要求。钢筋混凝土框架梁延性影响主要表现在对混凝土相对受压区高度、梁塑性变形区剪压比控制、梁端混凝土的约束力及施工方法四个方面。