基于梁鉸機(jī)制的柱端彎矩增大系數(shù)取值及影響因素研究.pdf

1、中國(guó)抗震規(guī)范通過(guò)柱端彎矩增強(qiáng)系數(shù)將柱、梁抗彎承載力拉開(kāi)一定差距，同時(shí)配合其它抗震措施，保證結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下形成合理的耗能機(jī)制。研究和實(shí)踐表明，級(jí)差系數(shù)的大小是控制結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)及合理耗能機(jī)制形成的關(guān)鍵，2010版抗震規(guī)范在前規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)各級(jí)框架“強(qiáng)柱弱梁”系數(shù)均作出較大提高，通過(guò)該水平的增大系數(shù)調(diào)整后設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)在大震水平的地震作用中理論上將形成以梁鉸為主的耗能機(jī)制，但仍不能避免柱端塑性鉸的產(chǎn)生。
　　 為研究各級(jí)框架滿足大

2、震下柱端不屈服的理想“梁鉸機(jī)構(gòu)”時(shí)所需的真實(shí)級(jí)差系數(shù)，本文嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)了7度0.1g區(qū)、7度0.15g區(qū)、8度0.2g區(qū)、8度0.3g區(qū)以及9度0.4g區(qū)五個(gè)典型平面框架，控制柱子縱筋在大震下保持彈性，其它構(gòu)件和材料正常模擬，建立非線性反應(yīng)模型，通過(guò)此模型在大震下的內(nèi)力和反應(yīng)水平確定所需的柱縱筋面積，以達(dá)到此水準(zhǔn)的柱子配筋為目標(biāo)計(jì)算抗震規(guī)范公式6.2.2-1和6.2.2-1中調(diào)整系數(shù)的真實(shí)需求。為充分考慮地震波的隨機(jī)性，各框架分

3、別選取三十條地面運(yùn)動(dòng)記錄進(jìn)行計(jì)算，對(duì)數(shù)據(jù)分布及統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總，在此基礎(chǔ)上給出各烈度區(qū)框架級(jí)差調(diào)整系數(shù)的建議取值。最后，本文按建議的調(diào)整系數(shù)重新設(shè)計(jì)算例框架，對(duì)框架進(jìn)行了大震水準(zhǔn)的非線性反應(yīng)分析，考察框架整體及局部反應(yīng)情況，驗(yàn)證評(píng)價(jià)建議系數(shù)的控制水平。
　　 通過(guò)以上工作，主要得出下述結(jié)論：
　　 ①按照抗震規(guī)范公式6.2.2-1進(jìn)行柱端彎矩調(diào)整，中間節(jié)點(diǎn)與邊節(jié)點(diǎn)所需放大系數(shù)，ηc大小不同，邊節(jié)點(diǎn)的ηc需求較中間節(jié)點(diǎn)偏小

4、，中間節(jié)點(diǎn)隨樓層增加對(duì)ηc的需求增大的趨勢(shì)明顯，且烈度區(qū)越低該變化幅度越大，用統(tǒng)一數(shù)值難以全面滿足結(jié)構(gòu)各部分需求。
　　 ②低烈度區(qū)(7度0.1g及7度0.15g)節(jié)點(diǎn)左右梁端設(shè)計(jì)值均為負(fù)彎矩的情況較為普遍，中間節(jié)點(diǎn)的∑Mb偏小，按照規(guī)范6.2.2-1調(diào)整公式所需的柱端彎矩增大系數(shù)較規(guī)范現(xiàn)有取值(1.3)差距較大，但由于有最小配筋率等構(gòu)造條件控制，該項(xiàng)不足一定程度上被掩蓋。
　　 ③采用梁端實(shí)配抗震抗彎承載力作為基準(zhǔn)進(jìn)行