现浇楼板对框架结构在地震作用下屈服机制的影响研究

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2008年发生在汶川的8.0级地震是建国以来最为强烈的一次地震,此次地震的影响范围广、受灾人员多,因而引起了广泛的关注。专家学者在对震后灾害的调查和统计时发现,钢筋混凝土框架结构建筑的破坏出现了“强梁弱柱”的破坏形式,这与规范的要求相悖。国内外的研究表明:现浇楼板对框架梁端截面的抗弯承载力有加强作用,但其对整个框架结构的屈服机制的影响研究还不足。  本文研究现浇楼板对框架结构在地震作用下屈服机制的影响,主要有以下研究内容:  (1)对考虑楼板的框架结构的试验和理论分析资料进行总结,分析楼板对框架结构地震反应的影响规律。  (2)为了探讨现浇楼板对框架结构屈服机制的影响,采用通用有限元软件SAP2000分别建立有、无现浇楼板的框架结构模型,对二者作对比分析。  (3)对设计建立的结构模型进行静力非线性分析,并提取、处理及比较静力非线性分析结果,主要是比较塑性铰出现位置以及出现顺序,用以探讨现浇板对框架结构的屈服机制是否有影响。  (4)为了进一步探讨参与板宽范围的具体取值,采用通用的有限元软件ABAQUS建立精细有限元实体模型,并考虑梁的高度、梁的跨度及板筋材料属性等控制板宽取值的因素,通过对板筋应力分布曲线的分析及简化的板宽取值计算方法来确定具体的板宽取值。  通过上述分析,给结构设计提出改进意见,并给出楼板有效宽度的定量取值。建议在结构设计中要考虑现浇楼板对框架梁的加强作用,具体的考虑办法是在确定梁的承载能力时把一定范围内的楼板作为梁的翼缘。通过数值模拟以及对计算结果的数值拟合,本文建议取值如下:对于两侧有现浇板的中间节点处的梁,有效板宽可取为板跨度的1/4和2倍梁截面高度的较大值,且不能大于梁肋间净距离的一半;对于仅有一侧有楼板的边跨梁,有效板宽可取为板跨度的1/5和1.5倍梁截面高度的较大值,且同样不能大于梁肋间净距的一半。
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