不同設(shè)計(jì)方法控制RC框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)震破壞模式效果的對(duì)比分析.pdf

1、強(qiáng)震中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的延性破壞模式是保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大震或超大震抗震性能的決定性因素之一。各國(guó)規(guī)范都采取了設(shè)計(jì)措施期望控制RC框架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震中出現(xiàn)其倡導(dǎo)的“強(qiáng)柱弱梁”延性破壞模式。遺憾的是，汶川地震中我國(guó)抗震規(guī)范采取的能力設(shè)計(jì)措施并未有效的實(shí)現(xiàn)其所倡導(dǎo)的延性破壞模式，框架結(jié)構(gòu)幾乎全是柱鉸破壞模式，這引起我們對(duì)規(guī)范控制破壞模式的設(shè)計(jì)措施有效性的反思，如何才能有效合理的實(shí)現(xiàn)預(yù)期的強(qiáng)震破壞模式是亟需面對(duì)和解決的難題。
　　本文對(duì)不同國(guó)家采用

2、的促使框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”破壞模式的設(shè)計(jì)措施進(jìn)行了對(duì)比分析；借鑒有代表性的日本規(guī)范基于大震內(nèi)力的預(yù)設(shè)破壞模式設(shè)計(jì)思路和新西蘭規(guī)范考慮高振型影響的隨結(jié)構(gòu)周期變化的“強(qiáng)柱弱梁”調(diào)整系數(shù)的做法，分別采用中國(guó)、新西蘭和等效線性化大震設(shè)計(jì)三種方法設(shè)計(jì)8度0.2g區(qū)5層、10層和13層3組算例，對(duì)比其經(jīng)濟(jì)性，并通過(guò)彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，考察了其控制框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)震破壞模式的效果。
　　研究得到的主要結(jié)論有：
　　（1）中國(guó)、美國(guó)、歐洲、新

3、西蘭等國(guó)采用基于小震彈性內(nèi)力的“強(qiáng)柱弱梁”能力級(jí)差調(diào)整措施引導(dǎo)框架在強(qiáng)震下出現(xiàn)預(yù)期的破壞模式，中、美、歐等國(guó)針對(duì)不同情況采用相應(yīng)固定的強(qiáng)柱弱梁系數(shù)，新西蘭規(guī)范提供了一種最為嚴(yán)格的考慮高振型影響的隨結(jié)構(gòu)周期變化的強(qiáng)柱弱梁調(diào)整方案；而日本則直接基于大震內(nèi)力進(jìn)行預(yù)期破壞模式設(shè)計(jì)，這種方法一定程度上考慮了結(jié)構(gòu)強(qiáng)震下的內(nèi)力重分布，在理論上具有優(yōu)越性。新西蘭和日本的做法值得借鑒。
　?。?）本文采用的等效線性化方法計(jì)算框架結(jié)構(gòu)在大震下的地震反

4、應(yīng)與彈塑性時(shí)程結(jié)果相比，層位移和層間位移角吻合較好，但樓層剪力普遍比彈塑性時(shí)程結(jié)果大，表明采用的等效線性化方法設(shè)計(jì)框架柱截面是偏保守的。
　?。?）通過(guò)對(duì)比三種方法的單榀框架配筋量發(fā)現(xiàn)，樓層數(shù)較少時(shí)，新西蘭規(guī)范做法相對(duì)較小，樓層數(shù)較多時(shí)，新西蘭規(guī)范做法約為中國(guó)做法的1.1倍；等效線性化大震設(shè)計(jì)方法約為中國(guó)做法的1.1倍。
　?。?）我國(guó)8度0.2g區(qū)的框架結(jié)構(gòu)在大震作用下，中國(guó)規(guī)范算例出現(xiàn)以梁鉸為主的梁柱鉸破壞模式，柱鉸位置

5、以框架柱底和結(jié)構(gòu)上部中柱為主，滿足“大震不倒”的要求；新西蘭規(guī)范和等效線性化大震設(shè)計(jì)方法算例基本出現(xiàn)梁鉸機(jī)制，少量柱鉸出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)樓層數(shù)較少時(shí)的底部。在超大震作用下，中國(guó)規(guī)范算例出現(xiàn)大量柱鉸，甚至有時(shí)形成層屈服柱鉸機(jī)構(gòu)，新西蘭規(guī)范和等效線性化大震設(shè)計(jì)方法算例上部樓層和結(jié)構(gòu)底部出現(xiàn)柱鉸，但相對(duì)中國(guó)規(guī)范來(lái)說(shuō)柱端出鉸率、出鉸程度較低；樓層數(shù)較多時(shí)，新西蘭規(guī)范算例除結(jié)構(gòu)底部柱底出鉸外其他部位全是梁鉸，控制效果較好。總體來(lái)說(shuō)，新西蘭規(guī)范和等效線性化