鋼筋混凝土框架結構“強梁弱柱”式破壞機制研究.pdf

1、在四川汶川5.12地震中,鋼筋混凝土框架結構的震害相當嚴重,特別是結構抗震設計所極力避免的“強梁弱柱”式柱端破壞機制,導致大量鋼筋混凝土框架結構房屋產生了嚴重的破壞甚至倒塌,造成大量人員傷亡和財產損失。
　　 針對這一問題,本文在參考大量的文獻資料和對汶川地震中鋼筋混凝土框架結構典型震害進行總結分析的基礎上,利用有限元分析軟件ABAQUS,以地震災區(qū)某四層鋼筋混凝土框架結構房屋為例,對比研究了該結構無樓板、帶樓板、考慮不同翼緣寬

2、度樓板等七種三維模型的非線性地震反應,較深入地探討了現澆樓板以及板內配筋對鋼筋混凝土框架結構“強梁弱柱”式破壞機制的影響作用。
　　 論文主要成果如下:
　　 1、總結分析了汶川地震鋼筋混凝土框架結構的典型震害特點。在低烈度區(qū),震害主要集中在填充墻等圍護結構,主體結構很少有破壞；在高烈度的重災區(qū),鋼筋混凝土框架結構房屋遭受到了嚴重破壞。結構震害可以歸納為以下幾個方面:填充墻破壞、建筑物變形縫處碰撞破壞、樓板和樓梯破壞、梁

3、柱等承重構件破壞、結構局部或整體倒塌等。從梁柱等主要承重構件以及結構倒塌來看,鋼筋混凝土框架結構表現出明顯的“強梁弱柱”式破壞機制。
　　 2、實現了鋼筋混凝土框架結構“強梁弱柱”式破壞模式的數值模擬計算。通過對比分析混凝土各種本構模型的優(yōu)劣,選取了可以較合理模擬結構損傷破壞過程的混凝土損傷塑性模型。考慮到在強地震動作用下結構可能出現嚴重的塑性變形進入高度非線性階段導致數值計算收斂困難,本文采用顯式積分方法,并選取了可以與此計算

4、方法相協(xié)調的三維線性縮減積分單元。
　　 3、研究了現澆樓板及其板內配筋對鋼筋混凝土框架結構“強梁弱柱”式破壞模式的影響規(guī)律。從模型結構的加速度和速度時程反應、頂層位移反應、層間位移角、層間剪力以及結構的損傷破壞等幾個方面的分析對比來看,正是由于現澆樓板及其板內配筋對鋼筋混凝土框架結構的貢獻作用,結構才表現為較為明顯的“強梁弱柱”式破壞模式。
　　 4、探討分析了規(guī)范中框架梁設計時考慮樓板貢獻相關條文的合理性。本文大量分