对钢筋混凝土结构抗震设计的探讨.pdf

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1、2012年3月谴向目麓髓规划与设计对钢筋混凝土结构抗震设计的探讨谢波(江苏省南京市210000)摘要：钢筋混凝土框架结构在民用建筑中是一种常见的结构类型，本文主要对此类结构的抗震延性设计进行了分析。关键词：原则；抗震设计；构造措施：延性1结构延性的含义和重要性1，l结构延性的含义结构延性是指构件和结构在屈服后，具有承载力不降低或者基本不降低，且具有足够塑性变形能力的一种性能。结构的延性常常用延性比来表示，延性比是指最大允许变形与屈服变形之比，它反映了塑性变形能力的大小。△v、△U分别代表屈服变形和极限变形，如图1所示。一般

2、用延性系数¨=△u／Ay来表示构件延性的大小，¨越大，构件延性越好。结构延性包括四层含义：结构总体延性、楼层延性、构件延性、杆件延性，杆件延性如图2所示。图1混凝土结构受弯构件M一△曲线图2结构的最大允许变形与屈服变形1．2结构延性在抗震中的重要性结构的延性和结构的强度同等重要，提高延性可以增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。延性结构通过塑性铰区域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量：当结构设计成为延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升，内力也不会再加大，因此可降低

3、对结构的承载力要求；此外，延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布'采用塑性内力重分布方法设计时。同样也可以节约钢筋用量，取得较好的经济效果。延性好的结构的破坏称之为塑性破坏，延性差的结构的破坏称之为脆性破坏，塑性破坏能提前给人以预兆，符合结构设计理论(表1)。表1结构延性的作用项目内容1保证足够的变形能力，防止发生脆性破坏2承受某些偶然因素的作用，可作为内力和变形的安全储备3实现塑性内力重分布4有利丁结构抗震2延性设计的基本要求(1)框架梁设计基本要求：梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力；粱内钢筋屈服后，塑性铰区段应有较

4、好的延性和耗能能力；解决梁内钢#锚固问题的妥善方法。(2)框架柱设计基本要求：柱尽量不出现塑性铰；在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力；控制柱的轴压比不要太大；加强约束，配置必要的约束箍筋。(3)框架接点设计基本要求：在梁柱构件达到极限承载力之前不应发生破坏。3框架结构的延性抗震设计延性在框架结构的抗震中起着关键的作用，在进行框架结构延性抗震设计时，要考虑到钢筋混凝土材料具有双重性，合理的设计可以消除或减少湿凝土脆性性质的危害。充分发挥钢筋塑性性能，实现延性结构。根据国内外试验研究及震害资料，框架结构延性设计

5、时必须遵循以下原则：3．1强柱弱梁按强柱弱梁要求增大框架柱的柱端弯矩。根据《混凝土结构设计规范》可知，该结构为三级框架，按公式(1)的要求取用其节点上、下端的柱端弯矩设计值，防止柱先于梁出现塑性铰，避免形成柱铰破坏，即：XM。=1．IXMb(1)3．2强剪弱弯按强剪弱弯要求增大框架柱端截面的剪力。柱端的剪力按公式(2)计算得到。用增大后的剪力设计值进行受剪截面摔制条件验算和受剪承载力设计，以避免柱端出现脆性的剪切破坏，即；Vo=1．1(Mt。+Mcb)(2)(1)按强剪弱弯要求增大框架粱端截面的剪力。为了避免出现脆性的剪切

6、破坏，粱端截面的剪力按公式(3)计算得到。用增大后的剪力设计值进行受剪承载力设计，即：v。：1．1(M：+m：)以+v。(3)(2)设计剪力(作用效应)的计算与抗弯承载力的计算类似，按抗震等级的不同采用地震效应调整系数，但较抗弯承载力计算更严格，咀相对提高抗剪承载力。同时为减少框架梁柱在非弹性反应区域内发生剪切破坏的危险．梁(柱)端部的设计剪力应与梁(柱)端部形成塑性铰后的极限抗弯强度相对应。(3)抗剪计算公式的选取主要表现为考虑到地震作用的反复性及剪切问题的离散性，采用在纵筋屈服后的偏下限抗剪承载力计算公式，并辅以一定的

7、抗震构造措旌。与抗弯承载力的计算类似，抗剪计算一方面需增大结构设计的可靠度(提高作用效应)，而且更为重要的是应根据结构延性要求的不同，即抗震等级的不同，提出不同的抗剪承载力计算公式。3．3强节点按强节点要求计算框架节点的剪力设计值，由《建筑抗震设计规范》可知，三级抗震等级的框架节点核心区不进行计算，但框架节点均应符合构造措旅要求。4提高结构延性的设计方法和构造措施4．1提高结构延性的设计方法(1)在结构的竖向，应重点提高可能出现塑性变形集中的相对柔弱楼层的构件延性。『面对于其他不规则立而的建筑，应着重加强体形突变处楼层的构

8、件延性。对于框托墙体系，应着重提高底层或底部几层的框架的延性；(23在平面位置上，应着重提高建筑物周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性。对于偏心结构，应加大其周边特别是刚度较弱一端构件的延性；(3)对于具有多道抗震防线的抗侧力体系，应着重提高第一道防线中构件的延性。例如在框一墙体系中，