框架結(jié)構(gòu)填充墻影響及強(qiáng)梁弱柱成因研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則之一是保證“強(qiáng)柱弱梁”，期望在強(qiáng)烈地震中，梁先于柱破壞，消耗地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。然而實(shí)際震害表明，RC框架結(jié)構(gòu)并未實(shí)現(xiàn)預(yù)期的“強(qiáng)柱弱梁”破壞模式，更多的表現(xiàn)為“強(qiáng)梁弱柱”破壞。研究表明，影響形成“強(qiáng)柱弱梁”的因素較多，主要可歸結(jié)為樓板的作用、填充墻的影響、梁承載力超強(qiáng)以及鋼筋超配等。另外，設(shè)計(jì)中將填充墻作為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件考慮，不參與結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算，然而大量震害實(shí)例表明，其對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能有較大影響。
　　 本文

2、針對(duì)填充墻影響和“強(qiáng)梁弱柱”形成機(jī)制問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要工作和成果如下：
　　 1.表明填充墻是結(jié)構(gòu)耗能的主體并改變了框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布。對(duì)填充墻框架和空框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多遇及罕遇地震下的時(shí)程反應(yīng)分析，通過(guò)耗能機(jī)制分析，表明了填充墻是結(jié)構(gòu)非彈性耗能的主要構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)耗能中起著積極的作用；并通過(guò)內(nèi)力分析，指出填充墻與框架結(jié)構(gòu)的相互作用改變了框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，并增大了柱端分擔(dān)的彎矩及軸力，造成設(shè)計(jì)中對(duì)柱內(nèi)力估計(jì)的偏差。
　　

3、 2.揭示了計(jì)算模型誤差是產(chǎn)生“強(qiáng)梁弱柱”的原因之一。結(jié)合精細(xì)有限元模型，分析了目前廣泛使用的簡(jiǎn)化有限元模型誤差產(chǎn)生的原因，并通過(guò)不同荷載工況下兩種計(jì)算模型內(nèi)力分布的比較，指出簡(jiǎn)化有限元模型不能很好地反映樓板的實(shí)際參與作用，導(dǎo)致低估了框架柱承擔(dān)的彎矩，造成地震中柱先于梁發(fā)生破壞。
　　 3.提出了板殼耦合梁板模型。針對(duì)簡(jiǎn)化有限元模型不能合理考慮樓板影響的不足，本文對(duì)現(xiàn)有的剛臂耦合梁板模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了板殼耦合梁板模型，通過(guò)不

4、同荷載工況下內(nèi)力分布的比較，表明該模型的計(jì)算精度較簡(jiǎn)化有限元模型有較大的改善，而在相同精度的前提下，則比剛臂耦合梁板模型更具有計(jì)算上的優(yōu)勢(shì)。
　　 4.樓板能顯著提高梁端負(fù)彎矩承載力并影響“強(qiáng)柱弱梁”的形成。將梁和板簡(jiǎn)化為不同有效翼緣寬度的T型梁，通過(guò)靜力和動(dòng)力作用下的反應(yīng)分析，討論了不同有效寬度樓板對(duì)梁端彎矩承載力及屈服機(jī)制的影響，指出板筋參與比例是重要參數(shù)，并通過(guò)耗能機(jī)制分析進(jìn)一步說(shuō)明了由于樓板的影響，柱子成為主要的耗能構(gòu)件