混凝土框架結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制研究.pdf

1、近年來,隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各式各樣的建筑物在祖國各地拔地而起?？蚣芙Y(jié)構(gòu)作為一種最基本的結(jié)構(gòu)形式得到了廣泛的使用。因此,作為衡量框架結(jié)構(gòu)的安全程度重要指標(biāo)的框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,越來越引起重視。我國規(guī)范為了保證結(jié)構(gòu)在地震工況下的安全,對設(shè)計過程中的相關(guān)參數(shù)做了強(qiáng)制要求,以使設(shè)計結(jié)構(gòu)在地震作用下達(dá)到延性破壞?！皬?qiáng)柱弱梁”設(shè)計理念,即進(jìn)入非彈性階段后,框架的塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)。塑性鉸以其受力轉(zhuǎn)動的方式消耗地震能量。結(jié)構(gòu)整體塑性鉸的產(chǎn)生和

2、發(fā)展有逐步變化的過程,保證結(jié)構(gòu)在屈服后仍具有較好的延性。
　　然而,多數(shù)震后調(diào)查顯示,震區(qū)框架結(jié)構(gòu)的破壞并沒有發(fā)生設(shè)計時預(yù)想的“強(qiáng)柱弱梁”延性破壞。相反,很多建筑物的框架柱破壞嚴(yán)重,造成結(jié)構(gòu)傾斜,甚至形成層間側(cè)移機(jī)制?？蚣苤钠茐目赡苁菇Y(jié)構(gòu)在局部變?yōu)闄C(jī)構(gòu),最終導(dǎo)致整體倒塌。相較于框架柱的破壞,框架梁的破壞則小的多。造成“強(qiáng)梁弱柱”破壞的原因有如下三方面:(1)受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件制約,不能保證施工質(zhì)量。(2)震區(qū)建筑物沒有嚴(yán)格按照國家規(guī)

3、范設(shè)計。(3)設(shè)計假定考慮不足(例如忽略填充墻剛度等)。
　　假定位于天津的辦公樓為典型框架。利用全國通用的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件PKPM(2010版)按照規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定對該框架進(jìn)行設(shè)計配筋計算。得出各個構(gòu)件的配筋情況。用Section Builder按照截面形式分別計算構(gòu)件端部的塑性鉸數(shù)值。依據(jù)配筋結(jié)果在SAP2000中建立有限元模型。分別對典型框架進(jìn)行Push-over分析和動力時程分析,得出結(jié)構(gòu)塑性鉸發(fā)展、變化過程。Push-over

4、分析采用四種不同工況對模型進(jìn)行加載。具體工況組合如下。工況1:重力荷載+X向加速度;工況2:重力荷載+Y向加速度;工況3:重力荷載+振型1(橫向);工況4:重力荷載+振型1(縱向)?？蚣苣Ｐ徒?jīng)靜力非線性分析的出鉸順序都是由首層梁端出鉸逐漸發(fā)展至柱端出鉸直至蔓延到結(jié)構(gòu)頂層附近。動力時程分析顯示框架結(jié)構(gòu)的塑性鉸一般情況下也是先出現(xiàn)于框架梁端部,出鉸順序大體上和靜力非線性分析相同。
　　綜上所述,分析結(jié)果表明框架結(jié)構(gòu)抗震性能滿足“強(qiáng)柱弱