混凝土框架結構破壞機制研究.pdf

1、近年來,隨著中國經濟的快速發(fā)展,各式各樣的建筑物在祖國各地拔地而起?？蚣芙Y構作為一種最基本的結構形式得到了廣泛的使用。因此,作為衡量框架結構的安全程度重要指標的框架結構的抗震性能,越來越引起重視。我國規(guī)范為了保證結構在地震工況下的安全,對設計過程中的相關參數做了強制要求,以使設計結構在地震作用下達到延性破壞。“強柱弱梁”設計理念,即進入非彈性階段后,框架的塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)。塑性鉸以其受力轉動的方式消耗地震能量。結構整體塑性鉸的產生和

2、發(fā)展有逐步變化的過程,保證結構在屈服后仍具有較好的延性。
　　然而,多數震后調查顯示,震區(qū)框架結構的破壞并沒有發(fā)生設計時預想的“強柱弱梁”延性破壞。相反,很多建筑物的框架柱破壞嚴重,造成結構傾斜,甚至形成層間側移機制?？蚣苤钠茐目赡苁菇Y構在局部變?yōu)闄C構,最終導致整體倒塌。相較于框架柱的破壞,框架梁的破壞則小的多。造成“強梁弱柱”破壞的原因有如下三方面:(1)受當地經濟條件制約,不能保證施工質量。(2)震區(qū)建筑物沒有嚴格按照國家規(guī)

3、范設計。(3)設計假定考慮不足(例如忽略填充墻剛度等)。
　　假定位于天津的辦公樓為典型框架。利用全國通用的結構設計軟件PKPM(2010版)按照規(guī)范的相應規(guī)定對該框架進行設計配筋計算。得出各個構件的配筋情況。用Section Builder按照截面形式分別計算構件端部的塑性鉸數值。依據配筋結果在SAP2000中建立有限元模型。分別對典型框架進行Push-over分析和動力時程分析,得出結構塑性鉸發(fā)展、變化過程。Push-over

4、分析采用四種不同工況對模型進行加載。具體工況組合如下。工況1:重力荷載+X向加速度;工況2:重力荷載+Y向加速度;工況3:重力荷載+振型1(橫向);工況4:重力荷載+振型1(縱向)?？蚣苣Ｐ徒涭o力非線性分析的出鉸順序都是由首層梁端出鉸逐漸發(fā)展至柱端出鉸直至蔓延到結構頂層附近。動力時程分析顯示框架結構的塑性鉸一般情況下也是先出現(xiàn)于框架梁端部,出鉸順序大體上和靜力非線性分析相同。
　　綜上所述,分析結果表明框架結構抗震性能滿足“強柱弱