钢筋混凝土框架结构在地震作用下破坏机理的研究

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当钢筋混凝土框架结构在地震作用下能够以规范所提出的“强柱弱梁”的屈服机制破坏时,则可以表现出较好的抗震性能。然而在以往的地震中,钢筋混凝土框架结构并没有表现出“梁铰”机制,而是以“柱铰”机制破坏,结构未达到设计者预期的抗震性能,这不仅对人员安全造成威胁,同时也造成巨大的财产损失。导致钢筋混凝土框架结构不能以“强柱弱梁”屈服机制破坏的因素主要有:现浇板对框架刚度和抗弯承载力的增强作用、框架柱柱端弯矩增大系数的取值、框架柱轴压比的限值以及填充墙的不合理布置等其他因素。本文从以下方面对上述的几种因素进行分析研究,并提出相关建议。(1)通过对不考虑现浇板作用的一般框架、梁截面刚度增大一倍的纯框架、考虑现浇板作用以及现浇板中不同配筋率的框架结构进行模态分析和pushover分析,研究现浇板对地震作用下RC框架结构屈服机制的影响,表明现浇板是RC框架结构未能实现“强柱弱梁”屈服机制的主要原因。(2)通过对4种不同柱端弯矩系数的RC框架结构模型进行pushover分析,研究柱端弯矩系数对地震作用下RC框架结构屈服机制的影响,表明当柱端弯矩系数增大到1.7时,考虑现浇板作用的RC框架结构可以实现规范所提出的“强柱弱梁”屈服机制,此时结构具有较强的抗震性能。(3)通过对不同轴压比限值的RC框架结构模型进行模态分析和pushover分析,研究轴压比限值对地震作用下RC框架结构屈服机制的影响,减小结构轴压比限值,虽然在一定程度上可以改善结构的抗震性能,但是轴压比限值并不是影响结构实现“强柱弱梁”屈服机制的主要因素。(4)通过对无填充墙、四周布满填充墙以及填充墙竖向不均匀布置的RC框架结构模型进行模态分析、非线性时程分析、静力非线性分析,研究填充墙对地震作用下RC框架结构破坏机理的影响,表明填充墙应尽可能得到合理布置并应根据填充墙的具体布置情况对结构做出相应调整。
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