強(qiáng)柱弱梁系數(shù)對(duì)空間框架耗能機(jī)制的影響.pdf

1、理論研究與震害經(jīng)驗(yàn)表明，地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)的反應(yīng)都是復(fù)雜的多維運(yùn)動(dòng)。在以往鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)研究中，由于技術(shù)手段的局限，研究者往往采用的是平面分析模型，只考慮在單向水平地面運(yùn)動(dòng)作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。實(shí)際上，無(wú)論是規(guī)則結(jié)構(gòu)還是不規(guī)則結(jié)構(gòu)，雙向水平地震動(dòng)作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)與僅考慮單向水平地震作用的結(jié)構(gòu)反應(yīng)有較大差別，將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成平面分析模型不能全面反映和揭示結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的本質(zhì)。
　　 本文首先嚴(yán)格按照我國(guó)規(guī)范GB50010-2002

2、和GB50011-2001設(shè)計(jì)了8度0.2g區(qū)典型鋼筋混凝土空間框架，并在非線性動(dòng)力分析平臺(tái)OpenSees上對(duì)空間框架進(jìn)行了罕遇地震下多波輸入的非線性反應(yīng)分析(分X向輸入大分量和Y向輸入大分量)，考察了空間框架的整體反應(yīng)規(guī)律(頂點(diǎn)側(cè)移、層間位移角、樓層的側(cè)移分布等)和局部反應(yīng)規(guī)律(桿端纖維應(yīng)變、桿件塑性鉸分布、轉(zhuǎn)動(dòng)程度以及桿件延性需求等)?；谶@些結(jié)果對(duì)該框架的底層柱底和上部各層的柱端彎矩增大系數(shù)分別逐次增大并進(jìn)行組合，從而得到共七個(gè)

3、僅柱配筋不同的典型框架(即框架A1～A7)，并對(duì)這些這些空間框架進(jìn)行了罕遇地震下多波輸入的非線性反應(yīng)分析?；谄邆€(gè)框架的地震反應(yīng)性態(tài)評(píng)價(jià)，建議了合理的強(qiáng)柱弱梁系數(shù)的取值方案。最后，本文在底層柱底對(duì)柱縱筋滑移進(jìn)行了模擬，借鑒在構(gòu)件端部附加考慮縱筋滑移的非線性轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧的方法，在纖維模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)在構(gòu)件端部附加單獨(dú)考慮縱筋粘結(jié)滑移的零長(zhǎng)度截面單元，用一個(gè)桿件單元來(lái)模擬構(gòu)件長(zhǎng)度上的彎曲變形，附加的零長(zhǎng)度截面單元單獨(dú)模擬縱筋的滑移變形，從而更

4、真實(shí)反映了強(qiáng)柱弱梁系數(shù)組合取值的抗震控制有效性。通過(guò)上述分析，本文得出了如下主要結(jié)論：
　　 ①嚴(yán)格按規(guī)范要求的柱端彎矩增強(qiáng)措施設(shè)計(jì)的8度(0.2g)二級(jí)空間框架A1整體反應(yīng)明顯較大。柱端出鉸很多，多為雙向出鉸，轉(zhuǎn)動(dòng)較大，更為不利的是多次出現(xiàn)同層所有柱上下端同時(shí)出鉸的層側(cè)移機(jī)制，表明現(xiàn)行規(guī)范對(duì)八度(0.2g)二級(jí)空間框架的抗彎能力調(diào)整措施是極其偏弱的。另外，在X向輸入大分量和在Y向輸入大分量的反應(yīng)總的來(lái)說(shuō)無(wú)太大差別。
　　

5、 ②空間框架A7(底層柱底柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)為：1.8，上部各層：∑Mc=1.25∑Mbua)無(wú)論整體還是局部地震反應(yīng)情況良好，形成的是以梁鉸為主的梁柱鉸混合機(jī)制。此種底層柱彎矩增大系數(shù)和上部各層的強(qiáng)柱弱梁系數(shù)的搭配為最佳。
　　 ③其他強(qiáng)柱弱梁系數(shù)組合取值下的空間框架(A2～A6)在雙向地震動(dòng)輸入下的整體或局部反應(yīng)均有不如人意之處。
　　 ④無(wú)論X向還是Y向，考慮滑移后框架頂點(diǎn)位移比不考慮滑移基本沒(méi)有變化，底層柱的層累積