现浇楼板与框架梁共同工作的研究

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在房屋结构中,钢筋混凝土框架结构体系是目前较常使用的一种结构体系。由于其良好的经济性和适用性,该结构体系在我国未来房屋建筑中仍保持良好的发展前景。在历次地震中,尤其是发生在我国四川省汶川县的里氏8.0级特大地震,框架结构建筑很大部分都表现出“强梁弱柱”的破坏情况。如何使建筑结构真正满足“强柱弱梁”的要求,是亟待解决的重要研究问题。在实际工程中,由于采用现浇楼盖,使框架梁与板整浇成一个整体,共同工作能力大大增强,板的刚度对梁的计算刚度产生较大的影响。在现今的结构设计时,为了考虑楼板对梁的刚度贡献,通常是将梁的抗弯刚度乘以一个刚度放大系数,其中没有考虑板的厚度、跨度等因素的影响,导致无法充分考虑板对梁的刚度贡献效果,导致了结构设计的不合理。同时实际设计中将考虑楼板刚度贡献后得到的配筋全配在梁截面上,对板另外计算配筋,在框架梁两侧的板内还配有与框架梁平行和垂直的钢筋,这样的设计使得梁实际截面所配的钢筋比需要的多了许多,提高梁端正截面受弯承载力。本文运用大型有限元软件ANSYS和ETABS,通过对大量框架进行弹性分析及计算最终得到中梁刚度放大系数α中=1.9040+1.5481h f/h,按照规范做法,取边梁刚度放大系数α边=(α中+1)/2。选取一个工程实例,按照分析得到的梁刚度放大系数的取值公式,计算出符合工程板厚、跨度的梁刚度放大系数值,然后按照现行规范进行框架结构设计。对梁端配筋梁采取折减控制方案对模型进行修正。对比原设计结构、本文设计结构以及修正结构推覆后的顶层位移与基底剪力、塑性铰发展状况等得出结论:1、充分考虑现浇板对梁的刚度贡献后对梁刚度进行放大,在实现设计结构“强柱弱梁”所起作用有限。2、梁截面配筋进行折减可以大大提高整体结构的延性,是实现“强柱弱梁”抗震设防要求的有效措施。本文最后就梁刚度放大系数和梁截面配筋过高对提高梁承载力等问题作了一些展望。
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