钢筋混凝土结构框架结构抗震延性探析

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1、钢筋混凝土结构框架结构抗震延性探析　　摘要：目前，高层建筑使用的结构类型、材料、施工工艺等和多层建筑有很多共同点。然而，由于高层建筑和多层建筑相比要高很多，因此，高层建筑承受的荷载也大很多。所以，在高层建筑过程中，使用的结构类型、材料、施工工艺等也会有一些不同。本文主要对影响钢筋混凝土结构延性因素和提高构件延性的措施进行了分析。关键词：钢筋混凝土：延性；构造措施；中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：一前言随着钢筋混泥土结构施工工艺的不断发展，延性结构不但能提高发生破坏的可靠指标外还应保证结构或构件能够提供足够的变形能力，抵抗偶然因素。还能产生

2、内力重分布获得有利的弯矩分布并实现配筋合理、节约材料的目的。建筑在使用过程中可能会遇到偶然超载、不均匀沉降及收缩引起的体积变化等偶然因素，其可能会导致结构产生巨大的内力和变形，延性结构则可作为该情况下的内力和变形的安全储备，内力重分布。二影响结构延性的主要原因1．1柱截面形状和尺寸影响柱延性的因素8框架柱的截面形状，将直接影响框架柱截面界限破坏时钢筋和混凝土内应力应变的分布，还将严重影响混凝土受压边缘的极限压应变。为了保证框架柱有足够的延性，框架柱的截面尺寸必须在两个主轴方向的刚度相差不宜太大，矩形柱截面长宽比不宜超过1：1.5，柱的净高与截面高度之

3、比不宜小于4。1．2剪跨比剪跨比是决定构件截面特性的主要因素，根据剪跨比(=M／Vh)的大小，可将柱分为长柱(≥2)、短柱(1．5≤≥2)和极短柱(≤1．5)。一般情况下。长柱常发生正截面破坏，而短柱特别是极短柱则多出现斜截面受剪破坏。大量试验研究表明：柱为长柱时，单调荷载特别在低周反复荷载作用下一般发生延性较好弯曲破坏，而若为短柱特别是极短柱一般发生延性较差的斜截面受剪破坏时，脆性破坏较矩形柱显著。因此应避免现斜截面受剪破坏。1．3配筋率从实际工程设计中可以得知，增大纵向钢筋配筋率对框架柱本身是有利的，在一定程度上能提高框架柱截面的延性。但是，当纵

4、向配筋量达一定值时，对框架柱变形能力的提高就很不明显了，而且如果纵向钢筋量过大，容易使柱子产生剪切破坏或粘结破坏，使延性变差。8由于箍筋能改善混凝土的受力性能，特别是能有效提高混凝土受压区边缘的最大应变，因此，当箍筋含量特征值越高，柱子的延性提高就越大。2．1梁截面尺寸影响粱延性的因素在地震作用下，梁端塑性铰区混凝土保护层容易剥落，故粱截面宽度过小则截面损失比例较大，所以一般框架梁宽度不宜小于200mm。同时为了提高节点剪力、避免梁侧向失稳及确定梁塑性铰区发展范围，分别要求梁宽不宜小于柱宽的l／2、粱的高宽比不宜≥4、梁的跨高比不宜≤4。2.2粱配筋

5、因为一定受压钢筋可以减小混凝土受压区高度且在地震作用下粱端可能会出现正弯矩如果梁底面钢筋过少，梁下部破坏严重，会影响梁的承载力和变形能力。因此，梁端截面上纵向受压钢筋与纵向受拉钢筋保持一定比例，对梁的延性有很大的影响。另外配筋率较低时，弯矩达到最大值后，弯矩——曲率曲线能保持相当长的水平段，因而大大提高了梁的延性和耗散能量的能力。3．1剪压比影响节点延性的因素为了防止框架节点核芯区出现斜拉或斜压的脆性破坏，必须控制剪压比，即限制配箍率．避免框架节点核芯区混凝土的破坏先于箍筋的屈服，保证节点有一定的延性。3．2轴压比8在一定范围内轴向压力可以提高框架节

6、点核芯区混凝土的抗剪承载力。由于柱轴向压力的作用，在框架节点核芯区混凝土开裂以前，柱截面受压区面积加大，斜压杆作用加强。当混凝土出现裂缝时，混凝土块体间产生咬合力。随着轴压比的增大，抗剪承载力相应增大，但当轴压比超过某一临界值时，框架节点受压区混凝土产生微裂缝，使混凝土压碎，抗剪承载力反而下降。因此要限制轴压比在一定的范围之内以确保其延性。3.3水平箍筋在框架节点内配置水平封闭箍筋，一方面对框架节点核芯区混凝土产生有利约束，增强传递轴向荷载的能力，另一方面承担部分水平剪力，提高框架节点的抗剪承载力。试验表明．配箍适当的框架节点核芯区出现贯通裂缝后，混

7、凝土承担的剪力继续增加，箍筋全部屈服，混凝土与箍筋同时充分发挥作用，使节点核芯区受剪承载力在破坏时达到最大。三．提高构件延性的措施1减小竖向构件的轴压比竖向构件的延性对防止结构的倒塌至关重要。钢筋混凝土柱子和剪力墙的变形能力随着轴压比的增加而明显下降。抗震规范对抗震等级为一级、二级、三级的框架柱和抗震等级为一级、二级的剪力墙底部加强部位的轴压比进行了限制。框架柱的初始截面尺寸常常根据轴压比的限制来进行估算。82控制构件的破坏形态构件的破坏形态机理和破坏形态决定了其变形能力和耗能能力．发生弯曲破坏的构件的延性远远高于发生剪切破坏的构件，一般认为弯曲破坏

8、是一种延性破坏，而剪切破坏是一种脆性破坏。因此，控制构件的破坏形态，可以从根本上控制构件的延性。目前，在钢筋