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新规范梁柱设计参数对实现RC框架结构屈服机制的影响研究

作　者: 徐向凯
导　师: 周铁钢
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 现浇框架结构 强柱弱梁 刚度放大系数 弯矩放大系数 层间位移角
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


对于现浇钢筋混凝土框架结构，“强柱弱梁”破坏模式较为理想。但在汶川大地震中，这种良好的耗能结构发生的是“强梁弱柱”破坏模式，大部分框架结构的柱端出现塑性铰，说明现行抗震设计规范中的梁柱设计参数存在不合理之处。影响“强柱弱梁”破坏模式实现的影响因素很多，本文仅对主要影响因素进行定性分析，即重点研究框架梁刚度放大系数与框架柱弯矩放大系数对实现这种破坏模式的影响。论文研究内容如下：首先，研究框架梁刚度放大系数对“强柱弱梁”屈服机制实现的影响。分别对7度设防三级抗震框架、8度设防二级抗震框架和9度设防一级抗震框架模型做Pushover分析，其中刚度放大系数设定为1.8、2.0、2.2和2.4。通过比较不同刚度放大系数下结构的破坏模式、楼层位移、层间位移和大震下的层间位移角来确定结构框架梁刚度放大系数的合理取值。其次，研究框架柱弯矩放大系数对“强柱弱梁”屈服机制实现的影响。分别对6度设防四级抗震框架、7度设防三级抗震框架、8度设防二级抗震框架和9度设防一级抗震框架模型做Pushover分析，其中弯矩放大系数设定为0.8~2.2，并且6、7、8、9度设防的框架结构都含有原始结构模型，即弯矩放大系数分别为1.2、1.3、1.5、1.7。通过比较不同刚度放大系数下结构的破坏模式、楼层位移、层间位移和大震下的层间位移角来确定结构框架柱弯矩放大系数的合理取值。最后，通过上述得出的框架梁刚度放大系数与框架柱弯矩放大系数参考建议值并结合一个实际的工程算例，重新进行设计计算，通过动力弹塑性时程分析与Pushover分析比较研究原始结构和调整后结构的破坏模式和大震下的层间位移角，进而验证参数的合理性。根据本文典型框架算例分析得出，框架中梁的刚度放大系数对于6度设防四级抗震框架按照规范取值，7度设防三级抗震框架、8度设防二级抗震框架和9度设防一级抗震框架都取1.8。框架柱弯矩放大系数对于6度设防四级抗震框架按规范取值，7度设防三级抗震框架和8度设防二级抗震框架都取2.0,9度设防一级抗震框架取2.0或2.2。通过实际算例分析得出上述梁柱设计参数建议值合理。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-18
  1.1 论文研究的目的、意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
  1.3 论文研究思路与方法  15-17
  1.4 论文的主要研究内容  17-18
2 实现“强柱弱梁”屈服机制的影响因素分析及研究方法  18-27
  2.1 主要影响因素分析  18-22
    2.1.1 现浇楼板对“强柱弱梁”屈服机制的影响分析  18-19
    2.1.2 填充墙对“强柱弱梁”屈服机制的影响因素分析  19-20
    2.1.3 轴网布置对“强柱弱梁”屈服机制的影响分析  20
    2.1.4 轴压比对“强柱弱梁”屈服机制的影响因素分析  20-22
    2.1.5 梁端超筋与钢筋超强对“强柱弱梁”屈服机制的影响因素分析  22
  2.2 Pushover 分析方法简介  22-25
  2.3 动力弹塑性方法简介  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3 框架梁刚度放大系数对实现“强柱弱梁”屈服机制的影响研究  27-47
  3.1 国外规范对框架梁有效翼缘宽度的规定  27-28
  3.2 新规范对框架梁刚度调整系数的计算方法  28-29
  3.3 框架梁不同刚度调整系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  29-46
    3.3.1 结构分析模型及计算过程简介  29-31
    3.3.2 三级框架刚度放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  31-36
    3.3.3 二级框架刚度放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  36-41
    3.3.4 一级框架刚度放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  41-46
  3.4 本章小结  46-47
4 框架柱弯矩放大系数对实现“强柱弱梁”屈服机制的影响研究  47-72
  4.1 国外规范对框架弯矩放大系数的规定  47-48
  4.2 新规范对框架柱弯矩调整系数的规定  48-50
  4.3 框架柱不同弯矩调整系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  50-71
    4.3.1 结构分析模型及计算过程简介  50-51
    4.3.2 四级框架弯矩放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  51-55
    4.3.3 三级框架弯矩放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  55-60
    4.3.4 二级框架弯矩放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  60-65
    4.3.5 一级框架弯矩放大系数与“梁铰”屈服机制的计算模拟  65-71
  4.4 本章小结  71-72
5 工程实例分析  72-85
  5.1 算例（工程实例）简介  72-75
  5.2 系数调整前后结构破坏模式的对比  75-84
    5.2.1 动力弹塑性时程分析验证  75-81
    5.2.2 Pushover 分析验证  81-84
  5.3 本章小结  84-85
6 结论与展望  85-87
  6.1 本文结论  85-86
  6.2 展望  86-87
致谢  87-88
参考文献  88-92
附录  92

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 框架
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