现浇楼板对RC框架结构地震响应及屈服机制的影响

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钢筋混凝土(RC)框架结构具有平面布置灵活,可形成大空间,合理设计条件下抗震性能较好的优点,在办公楼、教学楼及多层住宅等建筑中有广泛的应用。然而在我国近年来发生的几次大地震中,很多按规范设计的RC框架结构却未能表现出设计预期,如出现“强梁弱柱”的屈服机制,震害较为严重。影响RC框架结构地震反应和屈服机制的因素很多,现浇楼板是其中最重要影响因素之一。目前国内外学者就现浇楼板对现浇楼板对RC框架结构抗震性能影响方面进行了相关研究,但在楼板对RC框架结构地震反应和屈服机制的定量研究方面还有进一步研究的空间。本文主要通过基于ETABS的框架结构弹性时程分析和基于PERFORM-3D的弹塑性时程分析,研究了有无楼板及楼板厚度、跨度对框架结构层间位移、层剪力和整体刚度等指标的影响,以及对框架结构屈服机制的影响。得到以下主要研究结论:(1)现浇楼板的存在,使框架结构自振周期有所减小,侧向刚度和层间剪力有所增加,但结构弹性层间位移有所增大,且随楼板厚度增加,结构弹性层间位移呈增大趋势,主要考虑是因为现浇楼板增大了结构的整体刚度和质量,结构所受地震作用影响也因而增大所致。(2)随楼板跨度增加,框架的整体刚度相应降低,结构的整体受力有所减小,所以层位移、层间位移角和层剪力相应减小;(3)现浇楼板的存在,使框架结构在弹塑性阶段,导致结构在同样的地震烈度作用下出现最大层间剪力的位置不同;(4)现浇楼板的存在,使框架梁梁端弯矩值有减小,且随楼板厚度增加,梁端弯矩值呈减小趋势,主要考虑是因为现浇楼板分担了框架梁内力的原因;(5)考虑板筋的情况下,楼板里与梁平行的钢筋将会参与梁的抗弯,这使得梁的抗弯承载力大幅增大。
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