鋼筋混凝土板柱結構在水平作用下的等代梁法研究.pdf

1、鋼筋混凝土板柱結構在豎向荷載作用下的設計方法已比較成熟，但在水平荷載作用下的設計方法仍不是十分成熟。在水平作用下，目前主要設計方法有等代框架法和等代梁法。等代框架法中結構柱的等效截面計算復雜，現(xiàn)行的各結構設計軟件沒有對這一問題提供自動計算過程，在計算機得到廣泛應用的今天不十分合適。而等代梁法中則直接用等代梁替換板，不需改變原結構的柱子截面、層高和材料等，模型簡單，可直接在各結構軟件中應用。
　　國內外研究者已對等代梁法作了不少研究

2、，證實了等代梁法的合理性，但針對等代梁法的以下幾個關鍵問題，仍沒有取得一致意見：
　?、偎阶饔孟聫椥缘却簩捪禂?shù)的取值；
　?、诎逯?jié)點在板開裂后的等代梁寬取值問題；
　?、郯逯Y構在非線性程序中的計算分析模型問題；
　　針對這些問題，本文主要完成了以下研究工作：
　　①總結板柱結構的設計方法，并用ABAQUS有限元程序模擬豎向均布荷載作用下板面的彎矩分布情況，用以對比分析中國升板規(guī)范中的經驗系數(shù)法和美國

3、ACI中的直接設計法；
　?、谕ㄟ^ABAQUS有限元程序計算各種尺寸的板柱節(jié)點（共416個模型）在水平作用下的彈性等代梁寬系數(shù)，分析各尺寸參數(shù)對等代梁寬系數(shù)的影響，最終用各參數(shù)建立等代梁寬系數(shù)的計算式；
　　③用ABAQUS有限元對收集到的11個板柱中節(jié)點試驗以及自建的9個中節(jié)點模型進行非線性靜力推覆模擬，查看板上配筋形式及板柱尺寸對水平作用下板的非線性抗彎性能的影響，并探討非線性狀態(tài)下的等代梁寬系數(shù)的取值問題。
　　

4、④簡介板柱體系基于性能設計方法，并詳細介紹ASCE41/SEI41-06和PEER/ATC-72-1中推薦的板柱體系計算分析模型及其控制準則。
　　通過上述研究工作，本文獲得以下主要結論：
　?、僭谪Q向均布荷載作用下，對于內跨，經驗系數(shù)法和直接設計法所給的彎矩分配比例相差不大，和計算結果也比較吻合；對于邊跨，直接設計法與計算結果更為吻合，經驗系數(shù)法的端支座安全裕量更大些。
　?、谠谒阶饔孟?，建議彈性等代梁寬系數(shù)a根據(jù)

5、下面公式取值：
　　a=3.30.160.11clc1+1+2（內板柱節(jié)點，中框架邊柱節(jié)點）l2l2c1
　　a=-+0.12.690.060.13clc1+1+2（邊框架板柱節(jié)點、角節(jié)點）l2l2c1
　?、塾绊懰阶饔孟掳逯?jié)點非線性抗彎性能的主要因素有板上配筋和板柱尺寸，把更多的沿水平作用方向的板筋布置于以柱子為中心23ch+的板寬范圍或柱上板帶的做法既能提高板的抗彎能力，又能充分發(fā)揮板筋能力。對于正方形截面的柱

6、子，板的抗彎剛度和能力都會隨著柱子截面尺寸增大而提高；對于長方形截面的柱子，把長邊布置成平行于要考慮的水平作用方向會對提高板的抗彎能力有利；在條件允許下，增加板厚會顯著提高板的抗彎能力。
　　MM￡時，采用羅元輝建議的公式來計算非線性狀態(tài)的板柱中節(jié)點等代梁寬折減系數(shù)b是合理的；水平作用下處于非線性狀態(tài)的板柱中節(jié)點等代梁寬折減系數(shù)b，建議采用下面公式來估算其下限值：a④當板上作用彎矩與用等代梁寬計算的開裂彎矩比值小于2.0時，即MM