从汶川地震中框架结构震害谈强柱弱梁屈服机制的实现

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1、建筑结构/BuildingStructure,2008,38(11):52-59.从汶川地震中框架结构震害谈“强柱弱梁”屈服机制的实现叶列平，曲哲，马千里，林旭川，陆新征，潘鹏清华大学土木工程系，结构工程与振动教育部重点实验室摘要：本文首先介绍了汶川地震中钢筋混凝土框架结构的主要震害现象，并进行了简要分析。重点针对地震中框架结构未出现抗震设计所预期的“强柱弱梁”屈服机制的现象，从填充墙等非结构构件和楼板的影响、可能导致框架梁承载力和刚度增大的原因、造成框架梁端超配筋的原因、影响框架柱承载力发挥的原因

2、、以及结构在大震下受力状态变化和结构不同受力阶段的梁柱构件的可靠度差异等方面进行深入的分析，并提出了有关建议，为今后框架结构设计实现“强柱弱梁”屈服机制和规范修订提供参考。Studyonensuringthestrongcolumn-weakbeammechanismforRCframesbasedonthedamageanalysisintheWenchuanEarthquakeYeLieping,QuZhe,LuXinzheng,MaQianli,LinXuchuan,PanPengDepart

3、mentofCivilEngineering,TsinghuaUniversityKeyLaboratoryofStructuralEngineeringandVibrationofChinaEducationMinistry,TsinghuaUniversityAbstract:TypicalearthquakedamagesofRCframesintheWenchuanearthquakearereviewedwithsomebriefanalyses.Specialattentionsareg

4、iventotheabsenceofthepreferabledamagemodeofRCframesknownasthe“strongcolumn-weakbeam”mechanism.Analysisisconductedindepthinordertodiscovertheunderlyingreasonsforthisadversephenomenoninthefollowingaspects:influenceofthepartitionsandfloorslabs,possiblerea

5、sonsforunder-estimatingthestrengthandstiffnessofframebeams,reasonsfortheover-reinforcementofframebeams,factorsthatmayweakenframecolumns,structuralmodelchangingunderstrongerearthquake,thedifferenceofreliabilityofcolumnsandbeamsunderdifferentloadstagesan

6、dsoon.Suggestionsofensuringthe“strongcolumn-weakbeam”mechanismforRCframesareproposedforthereferenceoffuturedesignpracticeandcoderevision.1汶川地震中的框架结构震害汶川地震是我国建国以来最为强烈的一次地震。这次地震中，钢筋混凝土框架结构的主要震害现象有：(1)围护结构和填充墙严重开裂和破坏（图1a）；(2)填充墙不合理设置或错层)成短柱剪切破坏（图1b，图1c）；(

7、3)柱剪切破坏（图1d、e），梁柱节点区破坏（图1f）；(4)填充墙不合理设置造成结构实际层刚度不均匀，导致底部楼层侧移过大（图1g），并导致倒塌（图1h）；或导致结构实际刚度偏心使结构产生扭转地震响应（图1i）；(5)柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制（图1j）。围护结构和填充墙等非结构构件的严重开裂和破坏，也会造成一定的人员伤亡，并导致人们的恐惧心理，且震后修复工作量很大，费用很高。目前，规范对“可修”没有明确定义，也没有具体的控制指标。根据这次地震中框架结构的围护结构和填充墙的破坏情况

8、，对“可修”定义应考虑非结构构件的损坏程度。窗间填充墙的不合理布置（或错层）造成框架柱形成短柱，产生剪切破坏的问题，本文以下将专门讨论。柱剪切破坏，梁柱节点区破坏，大多属于配箍不足，箍筋拉结或弯钩等构造措施不到位等原因造成，规范规定的最小配箍率可能也需要考虑提高。值得注意的是，在柱的强剪弱弯方面，即使柱端首先发生弯曲破坏而形成塑性铰，巨大的轴压容易使混凝土压溃而发生剥离脱落（本次地资助项目：国家科技支撑计划课题，课题编号2006BAJ03A02建筑结构/Buildin