钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能试验研究.pdf

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1、2013年2月■两目爱持施工技术【文章编号11673—0038(2013)04—0043—03钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能试验研究邓强(重庆市瑞丰建筑勘察设计有限责任公司重庆市璧山县402760)摘要：依据钢筋混凝土框架结构的性质，用作用倒三角形水平分布荷栽的等截面悬臂柱的侧移曲线作为框架结构的初始侧移模式；将其性能划分为防止倒塌、人身安全和使用良好三个水平，量化的标准用层间位移角限值在此基础上，把多自由度体系等效为单自由度体系，从而得出了对应的等效参数。根据其性能水平确定结构的目标位移，并根据假设的侧移模式修正。关键词：钢筋

2、混凝土；框架结构；连续倒塌；性能试验1引言可简单地把我国的建筑抗震设计规范的抗震设防目标归纳为“大震不倒、中震可修、小震不坏”。很明显，按这个设防目标设计的建筑，功能非常的单一，即不能有效地控制强震或中等强度地震所造成的损失，而只能保证在预估的罕遇地震作用下建筑物不倒塌。为了达到抗震设防的目的，现行规范采用的是双阶段的抗震设计：按照常遇地震来分析建筑结构的地震效应及其作用，根据构件控制截面的组合内力进行截面承载力计算，并与重力荷载效应进行组合；最后按罕遇地震计算水平地震作用；并验算结构弹塑性变形，从而使大震不倒得到保障。上述方

3、法在设计开始以力作为设计变量，即是基于力的设计。研究试验表明，建筑结构在各阶段的变形指标与其性能的关联非常紧密，即可以建立变形指标与其结构性之间地定量关系，但是和力之间却不存在较好的相关性。此外，由于其耗能能力和变形能力不足造成所建筑结构在大震作用下破坏倒塌。所以，在建筑结构设计的初期，以变形(位移)作为设计变量，设计者能控制在地震作用下结构的行为。2连续倒塌能力分析后期的结构倒塌发展过程主要有两种抗倒塌机制：悬链线机制和梁机制。在发展塑性铰阶段，梁端截面的钢筋就会发生屈服，当结构的延性较好时，经过内力重分布，使别的梁的截面也

4、进入塑性变形阶段，结构承担上部的荷载主要是依靠梁机制。如果梁机制比上部荷载所能提供的承载力还要小，于是结构进入悬链线和梁机制共同承担上部荷载的复合机制作用时期，这时梁机制承载力不变，悬链线机制承载力增大，竖向位移增大。梁只有贯通结点才能提供有效的拉力，在本文长边中柱开始失效的状况之下，横向框架梁(失效柱对横向框架梁而言是边柱)不能形成悬链线作用，而纵向框架梁可形成悬链线作用。由于梁端转角持续增大，梁端受压区钢筋的压应力越来越小最后变成受拉状态，梁端受拉区钢筋拉应变逐渐变大并进入强化阶段，梁端的受压区混凝土受压应力开始达到屈服状

5、态并开始破坏，梁端所能承的弯矩值下降，由于梁机制的作用而提供的抗力越来越小，但是悬链线机制提供的承载力持续加大。在某种状态之下，悬链线机制和梁机制一起提供的抗力达到最大值P一。假如P一比上部荷载比大，结构则会有足够的抗倒塌能力，反之就会存在连续倒塌的风险。上部荷载作用会导致结构持续变形，梁机制作用迅速降低直至消失，悬链线机制作用增强并转化为完全依靠悬链线机制承担上部荷载，受压区混凝土被压碎脱落。梁纵筋拉应力逐渐增大直至锚固失效或达到极限抗拉强度，此时悬链线机制作用提供的抗力达到最大，如其不小于上部荷载，则结构具备抗倒塌能力，反

6、之，则结构最终发生倒塌。表1Ⅶ度多遇地震作用下楼层地震剪力层次高度高度比楼层侧移侧向力楼层剪力1236．91．00049．38421．3871133．90．91948．90729．16850．5551030．90．83747．53128．34778．902927．90．75645．33527．038105．940824．90．67542．80925．287131．227721．90．59338．80223．141154．368618．90．51234．62320．649175．017515．90．43l29．94317．858

7、192．875412．9O．35024．34114．815207．69039．9·0．26819．39711．568219．25926．9O．18713．6908．165227．42313．90．1067．8004．652232．075∑232．0753建筑结构的性能水平及其置化基于位移的抗震设计要求确定建筑结构的位移与其性能水平之间的关系。目前大多数研究者将建筑结构的性能水平划分为五个水平”，即使用无害、使用良好、人身安全、防止倒塌和倒塌。为了便于在设计计算·43．施工技术t村目爱崔2013年2月中予以控制，并与我国《建筑抗

8、震设计规范》的设防目标相协调，作者将建筑结构的性能水平分为三种，即防止倒塌、人身安全、使用良好。在一定地震作用强度水准之下，这三个水平分别对应于主体结构处于弹塑性阶段、塑性阶段和弹性阶段。由此可见，上述三个性能水平与我国现行规藩‘不倒、可修和不坏’’分别对应。然而，现行规范主