对比研究中美抗震规范中RC框架结构强柱弱梁构造措施

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每每谈到地震犹如谈虎色变。地震带给我们的教训是惨痛的。十年前的8.0级汶川地震让我们仍然记忆犹新。据调查,汶川地震中大多数框架结构未能出现“强柱弱梁”的结构破坏形式,相反,柱铰先于梁铰出现并逐步发展到破坏,即发生“强梁弱柱[2]”脆性破坏,导致了大量建筑物的倒塌,给国人带来了灾难性损失。据研究,RC框架结构“强梁弱柱”破坏形式下结构的延性远比“强柱弱梁”延性差。本文依据中国、美国、欧洲抗震设计规范,结合RC框架结构“强柱弱梁”的形成的机制,指出了影响“强柱弱梁”形成的几个因素如现浇楼板及其钢筋作用、轴压比、地震力降低系数、梁柱配筋率、填充墙等。本文主要研现浇楼板及其钢筋与框架梁一起参与受力影响“强柱弱梁”的实现。为了提高RC框架结构在罕遇地震作用下的延性储备能力,本文采用SAP2000对RC框架结构进行Pushover分析,研究了中、美、欧洲抗震规范中“强柱弱梁”构造措施的延性储备。得出了在罕遇地震作用下美国ACI规范中构造措施下RC框架结构实的延性储备最高,我国抗震规范中采用柱端弯矩增大系数值稍显不足。并给出了不同抗震等级下柱端弯矩增大系数的建议值。本文完成的工作具体如下:1、本文根据RC框架结构形成“强柱弱梁”机制延性的特点,先后列举了我国建筑抗震设计规范GB50011-2010,美国ACI、欧洲Euro Code规范有关这一方面的构造措施,并比较了它们各自的RC框架结构关于“强柱弱梁”的实现特点。并在第二章专门着重介绍了弹塑性分析理论。2、本文先用PKPM对不考虑现浇楼板及其钢筋的作用的矩形截面梁进行配筋计算和弹性分析,再结合SATEWE弹性计算出来的结果,参照有关文献中的公式通过手算,将美国ACI规范、欧洲EC8规范里的有关现浇楼板及其钢筋的作用转换成柱端弯矩增大系数[2]。3、本文依据转换成的柱端弯矩增大系数值重新计算RC框架柱配筋,假定理想的RC框架简化模型,利用有限元软件SAP2000对各模型分别在7度(0.15g)、8度(0.30g)罕遇地震作用下进行pushover分析。通过各模型在的基底剪力、位移以及梁柱塑性铰出现的时间、顺序、发展状态以及结构的损害程度来研究中、美、欧洲抗震规范中RC框架结构在罕遇地震下的耗能机制和延性储备。结合弹塑性分析的结果对我国建筑抗震设计规范中柱端弯矩增大系数给出了一点建议。
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