rc框架结构基于预设破坏模式的强柱弱梁需求系数研究

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1、RC框架结构基于预设破坏模式的强柱弱梁需求系数研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：张举路指导教师：韩军副教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二〇一五年五月ResearchonStrongColumn-WeakBeamDemandCoefficientsofRCFrameStructureBasedonPresetFailureModeAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhangJuluSu

2、pervisedbyAssociateProf.HanJunSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversityChongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要RC框架结构的抗震倒塌能力与其破坏模式密切相关，梁铰破坏模式和混合铰破坏模式都能引导较大的内力重分布和能量消耗，抗倒塌能力较强，说明以梁铰为主的破坏模式较安全，这就要求柱端的实际抗弯承载能力要大于梁端实际抗弯承载能力。我国规范采取对同一抗震等级的框架结构采用固定的“强柱弱梁”系数来引导其实现梁铰为主的破坏模式，遗憾的是汶川地震中未能实现

3、，2010抗震规范提高“强柱弱梁”系数，分析表明效果虽有所改善，但仍有不少柱铰产生。实际上由于结构内力重分布和抗震构造措施等原因，导致不同高度的结构和同一结构不同楼层的“强柱弱梁”系数实际需求不同，新西兰规范即给出随结构周期而变化的“强柱弱梁”系数显得更为经济合理，因此，有必要研究在我国规范体系下的框架结构实际的“强柱弱梁”需求系数的分布规律，为提出更为合理的变化的“强柱弱梁”系数提供参考。本文严格按照现行规范设计了不同烈度区（7度0.15g区、8度0.2g区和8度0.3g区），不同高度（5层、8层、10层和13层）和不同轴压比（大轴压和小轴压）等结构参数的大量平面框架模型，通过基于梁铰破坏模

4、式和混合铰破坏模式两种预设破坏模式的大震柱端内力确定的柱端钢筋，结合小震下的柱中轴力反算得到对应设计内力的“强柱弱梁”需求系数，对比不同结构参数和预设破坏模式下的“强柱弱梁”需求系数的变化规律，并与现行规范取值进行了对比。最后初步探讨了板筋、地震动强度以及竖向地震动等对“强柱弱梁”系数实际需求的影响规律。通过上述工作，本文得到以下主要结论：①混合铰破坏模式的边柱“强柱弱梁”需求系数略大于梁铰破坏模式边柱的需求系数，随着楼层数增加差异性逐步减小，同一模型里上部楼层系数的差异性大于下部楼层。②各烈度区的需求系数在不同高度模型里系数差别较大，同一烈度区在结构下部系数离散性较大，说明“强柱弱梁”需求系

5、数跟楼层数与轴压比有关。高层模型的需求系数偏大，但大震下反算的配筋面积均在构造配筋范围内，由构造配筋反算的系数能够包住计算的系数。③小轴压比模型的“强柱弱梁”需求系数大于大轴压比的需求系数，在相同轴压比下，“强柱弱梁”需求系数总体上随着楼层数增加呈现增大趋势，这跟新西兰规范“强柱弱梁”系数与结构基本周期有关的规定有一定相关性。④板筋、地震动强度以及竖向地震会增大“强柱弱梁”需求系数，特别是楼I重庆大学硕士学位论文层的中上部。关键词：RC框架结构，强柱弱梁，破坏模式，非线性反应II英文摘要ABSTRACTSeismiccollapsecapacityoftheframestructureiscl

6、oselyrelatedtofailuremode,beamhingefailuremodeandmixedhingefailuremodecanguidethelargeTheredistributionofinternalforceandenergyconsumptionability.theanticollapseabilityisstrong.Itmeansthefailuremodeofbeamhingeisrelativelysafe,Thisrequirestheactualbendingcapacityofcolumnisgreaterthanthebendingcapacit

7、yofbeam.InChineseSeismicCode,thefixed"strongcolumnweakbeam"coefficientisusedforthesameearthquakegradetoguidethefailuremodeofbeamhinge.Unfortunately,theWenchuanearthquakefailedtoachievethegoal.although