钢筋混凝土框架结构抗震内力调整系数研究

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随着我国建筑行业的不断发展,设计师对多层框架房屋建筑结构提出了更高的要求。框架结构是钢筋混凝土建筑中一种常用的结构形式,具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点,目前已被广泛地应用于各类工业与民用建筑中。现代框架结构普遍采取“强柱弱梁”的屈服机制来保证框架结构具有良好抗震性能。但是,在汶川地震发生后,学者们发现震区框架结构大多未能实现“强柱弱梁”的要求。针对该问题,本文结合国外几个代表性规范的有关规定和文献资料,对《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中对柱端弯矩放大系数的取值进行了分析,并且通过算例来确定内力调整系数的取值。中国规范为了达到“强柱弱梁”,推迟框架柱塑性铰的出现时间,把柱端经弹性分析和组合求得的弯矩作有限程度的提高,即将柱端弯矩取梁端弯矩乘大于1的“柱-梁弯矩级差系数”。由于操作困难,设计中是将“柱-梁弯矩级差系数”直接乘以柱计算弯矩来得到柱设计弯矩。本文针对新规范将“柱-梁弯矩级差系数”大幅度提高(二级抗震由1.2提高到1.5),而引起的柱弯矩大幅增加而柱轴向力没相应增加,不符合力学规律的现象,提出修正做法,即采用框架柱轴力与弯矩同步放大法,这也就是《混凝土高层建筑结构技术规程》(JGJ3-2010)对框支柱的要求。通过探索轴力与弯矩同步放大法的实施过程,发现“柱-梁弯矩级差系数”可乘在地震效应之上,而不必像规范,该系数乘在地震与静载效应组合之上,减小由此造成的浪费。本文通过分析和算例表明采用修正做法,即采用轴力与弯矩同步放大法也可达到现行规范的只弯矩放大方法的“强柱弱梁”效果,并对弯矩级差系数的取值进行了初步研究。
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