對RC抗震框架梁、柱剪力增大系數(shù)取值有效性的分析識別.pdf

1、在保證結構反應性能的抗震措施體系中，鋼筋混凝土框架結構的梁、柱剪力增大系數(shù)與柱端彎矩增大系數(shù)以及抗震構造措施同屬關鍵抗震措施。到目前為止，世界各國研究界針對框架結構在強地震地面運動激勵下形成合理的塑性區(qū)分布格局以及為保證這一塑性區(qū)分布格局而應采取的柱抗彎能力增強措施已從不同角度做過不同程度的研究，但對現(xiàn)行規(guī)范各抗震等級框架取用的剪力增大系數(shù)取值的實際控制效果則至今未見系統(tǒng)性分析研究結果發(fā)表。因此有必要利用現(xiàn)有研究能力彌補這空缺。

2、　　本文主要研究工作包括：
　?、贇w納整理了已有抗震抗剪性能試驗成果、各國規(guī)范和有關文獻中提出的抗震抗剪設計方案，并對這些研究成果和方案作了初步評價。
　　②按我國規(guī)范設計了分別位于設防烈度分區(qū)7度0.10g區(qū)、7度0.15g區(qū)、8度0.20g區(qū)、8度0.30g區(qū)和9度0.40g區(qū)具有一定典型性的空間框架結構，建立結構的非線性分析模型，其材料強度取用體現(xiàn)一般水準的平均強度，并考慮材料非線性特征，再分別為輸入各7組地面運動并逐

3、一完成非彈性動力反應分析。
　?、墼谡J為規(guī)范給出的各構件抗震抗剪公式能較合理反映結構構件在所處的強地面運動激勵下的抗剪承載力的前提下，以結構中不少于90%的框架梁或框架柱滿足“罕遇地震作用剪力”小于“平均強度抗震抗剪能力”為標準，通過結構算例的非彈性動力反應分析和逐時點細化識別結果來判斷剪力增大系數(shù)取值的有效性。對于不滿足要求的情況，再逐步調整剪力增大系數(shù)取值和逐一完成上述分析驗證，直到滿足上述控制標準為止。
　　④將框架梁

4、、柱端抗震構造措施要求的約束箍筋需要量與基于本文建議的調整后剪力增大系數(shù)的抗剪箍筋需要量進行對比，明確這兩項要求中哪一項要求對構件實際配箍起決定作用，以供設計規(guī)范了解這兩項要求的實際效果。
　　基于以上分析研究工作，得到了以下主要結果:
　?、俅蟛糠謬庖?guī)范使用的在假定構件兩端達到實際抗彎能力或名義抗彎能力的條件下確定設計剪力，并通過剪力增大系數(shù)考慮可能出現(xiàn)的相應不利情況的做法在多數(shù)情況下明顯偏于保守。
　?、诂F(xiàn)行規(guī)范

5、對各級框架結構中框架梁所取用的剪力增大系數(shù)大致可以以90%的保證率滿足罕遇地震作用下的抗剪需求，除位于8度0.30g區(qū)的二級框架外。經(jīng)調整，當8度0.30g區(qū)的二級框架梁端剪力增大系數(shù)改取為1.3時，能夠滿足本文提出的抗剪安全性評價標準。這一調整使梁端剪力增大系數(shù)具有明確的定義，即保證“強剪弱彎”真正實現(xiàn)。
　?、郜F(xiàn)行規(guī)范對各級框架取用的柱剪力增大系數(shù)是在柱端彎矩考慮彎矩增大系數(shù)的條件下給出的，因三、二和一級框架結構的柱端彎矩增大

6、系數(shù)逐級增大，導致各級框架柱在罕遇地震作用下的抗剪安全性得不到同等保障，即二、三級抗震等級柱端剪力增大系數(shù)取值不足，一級取值過于安全。
　?、芙ㄗh了兩套對柱剪力增大系數(shù)的調整方案：若延續(xù)現(xiàn)行規(guī)范的做法，在柱剪力計算中繼續(xù)考慮柱端彎矩增大系數(shù)的影響，則各級框架柱所需剪力增大系數(shù)對三、二和一級應分別取為：1.45、1.35和1.20；若在柱剪力計算中不再考慮柱端彎矩增大系數(shù)的影響，則柱剪力增大系數(shù)應調整為：三級框架應取為1.80；8度

7、0.20g區(qū)二級框架取為1.90；8度0.30g區(qū)二級框架取為1.95和9度區(qū)一級框架取為2.0。
　　按上述第2套調整方案，所給出的剪力增大系數(shù)取值等級與現(xiàn)行規(guī)范抗震等級的劃分不完全相符，但這樣取值更偏合理。
　?、?度0.30g區(qū)二級框架和9度0.40g區(qū)一級框架的底部樓層梁、柱抗剪箍筋用量由抗震抗剪要求決定，其余情況下抗震構造措施要求的約束箍筋用量均超過了抗震抗剪箍筋要求，對實際箍筋用量起控制作用。
　　本文的主

8、要創(chuàng)新點包括：
　?、倩诤庇龅卣鹱饔孟驴蚣芰骸⒅辜粜枨笈c根據(jù)抗剪箍筋決定的抗剪能力的比值，識別了相應抗震等級框架構件取用的剪力增大系數(shù)取值的有效性；
　　②從設置“強剪弱彎”最初目的出發(fā)，根據(jù)構件在罕遇地震作用下的抗剪需求-能力比分布，調整構件剪力增大系數(shù)取值以保證構件抗剪安全性，比直接假定構件兩端達到屈服來進行抗剪設計更符合實際。
　?、郾疚膶蚣芰骸⒅s束箍筋用量與抗震抗剪箍筋用量進行了對比，目的是為設計界和規(guī)