延性钢筋混凝土框架的抗震设计.doc

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1、延性钢筋混凝土框架的抗震设计随着1976年唐山地震和今年汶川地震给人们带来的危害和教训，表明搞好结构的抗震设计尤为重要。现阶段我国抗震设防的基本思想和原则是以“三个水准”为抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。为实现抗震设防目标，结构除必须有足够大的承载力和足够的刚度外，还必须具有足够的延性和耗能能力。在建筑体形和结构布置确定后，实现延性框架成为结构抗震设计的关键。主要包括三个方面：⑴通过调整构件之间承载力的相对大ǔ小，实现合理的屈服机制，ī即“强柱弱梁”、“强核芯掬区弱构件”；⑵通过调整构锣件斜截面承载力和正截面承璋载力之间的相对大小，实现桴构件延性破坏形态，即“强腚剪弱

2、弯”；⑶通过采取抗震虮构造措施，使构件自身具有猹大的延性和耗能能力。在结敞构设计中我们从以下几方面醪实现钢筋混凝土框架的延性┑。一、实现梁铰机制，避绕免柱铰机制梁铰机制芟也称整体机制，是指塑性铰癫出现在梁端，除柱脚外，柱銮端无塑性铰；柱铰机制也姬称局部机制，是指在同一层考所用柱的上、下端形成塑性淮铰。设计中，通过调整汇稹交在同一节点的梁端截面受曰弯承载力与柱端截面的正截犷面承载力的相对关系实现梁蝶铰机制：同一节点上、下柱ざ端截面的弯矩设计值之和，孽6/6大于两侧梁端截面实配钢筋计算得到的受弯承载力之和，即ΣΜc=ηΣΜb忝uc(其中，乾η为大于1.0的系数。)二、延性框架梁抗震设计

3、吹梁是钢筋混凝土框架的主要延性耗能构件。影响梁俏的延性和耗能的主要因素有昭：破坏形态，截面混凝土相对受区高度等。1．实现诉弯曲破坏，避免剪切破坏梁的破坏形态可以归纳为两种：弯曲破坏和剪切破坏。剪切破坏属延性小、耗能差∠的脆性破坏。延性框架梁端的塑性铰区，应采用“强剪燕弱弯”设计，实现弯曲破坏支，避免剪切破坏。为实现“啁强剪弱弯”梁截面的受剪承载力应大于其实际受弯承载醭力所对应的剪力。2．限恒制最大剪力设计值梁截面釜的剪力设计值大、截面尺寸Ⅲ小，会导致截面平均剪应力与混凝土轴心抗压强度的比隅值很大，在这种情况下，增腈加箍筋不能有效提高截面的睃受剪承载力，也不能有效地篑防止

4、过早出现斜裂缝，可能出现脆性的剪切破坏。因此俪限制剪压比是十分必要的。3．限制受拉钢筋，配置受领压钢筋梁的弯曲破坏瞻可以归纳为三种形态：少筋玩破坏、超筋破坏和适筋破坏烊。我们知道少筋破坏和超筋邦破坏是脆性破坏，而适筋破窒坏属于延性破坏。所以在设哂计中梁的受拉钢筋控制在一圳定范围内。若梁纵筋的配筋鸾率小于某一值即出现少筋破讶6/6坏，该值称为最小配筋率。诉为了避免少筋破坏，梁纵筋剽的配筋率必须大于最小配筋率。当受拉钢筋屈服与受压相区边缘混凝土达到极限压应亵变同时发生时，称为界限破廉坏，此时梁的配筋率称为界祀限配筋率，为钢筋达到屈服嚏的最大配筋率。梁纵筋的配漫筋率若大于最大配筋率，则岩

5、出现超筋破坏。为避免超筋稻破坏，梁纵筋的配筋率不能颡大于最大配筋率。4．梁端塑性铰区箍筋加密根据实验研究和震害调查，希框架梁端破坏主要集中在1纛-2倍梁高的梁端塑性铰区哼范围内。塑性铰区不仅有竖呼向裂缝，而且有斜裂缝；在篑地震力的往复作用下，竖向镨裂缝贯通，斜裂缝交叉，混畅凝土的粘结作用渐渐丧失，ю主要靠箍筋和纵筋的销键作韵用传递剪力，这是十分不利的。为了使塑性铰区具有良好的塑性转动能力，在梁的吏两端设置箍筋加密区。箍筋萱加密区配置的箍筋应满足按绔强剪弱弯确定的箍筋量，还睃应满足按抗震构造措施确定些的箍筋量。三、延性框架馑柱抗震设计1．采用大剪Ⅺ跨比柱，避免小剪跨比柱ｑ剪跨比反

6、映了柱端截面承受叵的弯矩和剪力的相对大小。首柱的破坏形态与其剪跨比有樯关。剪跨比大于2的柱为长逑柱，其弯矩相对较大，一般压容易实现延性压弯破坏；剪跨比不大于2、但大于1.嗖5的柱为短柱，一般发生剪夥切破坏，若配置足够的箍筋ㄗ，也可能实现延性较好的剪妫切受压破坏；剪跨比不大于6/61.5的柱为极短柱，一般户发生剪切斜拉破坏，工程中应尽量避免采用极短柱。初睐步设计阶段，也可以假设柱胖的反弯点在高度的中间，用ú柱的净高与计算方向柱截面赔高度的比值判别是长柱还是戈短柱：比值大于4为长柱，距3与4之间为短柱，不大于臌3为极短柱。钢筋混凝土核柱为短柱或极短柱时，可以狄采用多种措施使其成为长柱

7、蹯，措施之一是采用分体柱。经2．限制轴压比柱吹的轴压比定义为柱的平均轴向压应力与混凝土轴心抗压浮强度设计值的比值。在压力谛和弯矩共同作用下，压弯破坏柱的延性和耗能能力与其嗨偏心矩的大小以及纵向配筋误率有关。相对偏心矩较大、沓且受拉钢筋的配筋率合适时，截面受拉侧混凝土开裂，阶受拉钢筋屈服，最后受压钢猕筋屈服，受压区混凝土压碎爰而破坏。这种破坏形态称为爪受拉破坏，也称为大偏心受毖压破坏，破坏前有明显的预Ⅸ兆，塑性变形较大。相对偏赐心矩较小、或