钢筋混凝土框架结构抗震性能分析
钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性能分析及评价方法研究

钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能研究
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钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能研究摘要:地震是一种自然灾害,给人类社会和经济发展带来了严重的破坏和损失。
钢筋混凝土(RC)框架结构是现代建筑中常见的结构形式,其在地震中的抗震性能显得尤为重要。
本文综述了钢筋混凝土框架结构在地震作用下的抗震性能研究现状,并讨论了影响框架结构抗震性能的关键因素及其改善措施。
1. 引言地震是由地球内部的板块运动引起的地壳震动现象,其能量释放巨大,对建筑结构造成巨大的威胁。
地震对建筑结构的抗震性能要求越来越高,因此研究钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能具有重要意义。
2. 钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究现状2.1. 抗震设计规范的发展钢筋混凝土框架结构的抗震性能研究始于20世纪初。
随着地震工程学的发展,抗震设计规范逐渐成熟,并对钢筋混凝土框架结构的抗震性能提出了一系列的要求。
国内外的抗震设计规范主要包括中国GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》、美国ACI 318-19《混凝土建筑规范》等。
2.2. 抗震性能参数的评估与分析钢筋混凝土框架结构的抗震性能参数包括刚度、强度、耗能能力和剪力传递性能等。
通过实验和数值模拟,研究者可以评估和分析钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能。
相关研究表明,在一定的抗震设计条件下,增加钢筋含量、采用预应力技术和透水混凝土等可以有效提高框架结构的抗震性能。
2.3. 地震作用下的框架结构破坏机理钢筋混凝土框架结构在地震中常常经历弯曲屈服、剪切破坏和轴向压力破坏等多种破坏形态。
通过研究框架结构的破坏机理,可以更好地理解其抗震性能。
当前,研究者对框架结构的破坏机理已有了一定的认识,但仍存在一些问题有待进一步研究。
3. 影响框架结构抗震性能的关键因素3.1. 材料性能和构件质量钢筋混凝土框架结构的抗震性能受材料性能和构件质量的影响。
材料性能包括混凝土的抗压强度、钢筋的屈服强度等。
构件质量涉及施工质量控制、钢筋的加工和焊接质量等。
3.2. 结构形式和布置框架结构的形式和布置对其抗震性能有着重要影响。
框架结构的抗震减震分析
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应用减震技术
设置减震支座
在结构中设置减震支座,以吸收地震能量,减轻地震 对结构的影响。
应用阻尼器
在结构中安装阻尼器,以增加结构的阻尼效应,降低 地震响应。
采用隔震技术
在基础和结构之间设置隔震层,以减小地震对上部结 构的影响。
06
CATALOGUE
工程实例分析
工程实例一:某高层建筑
设计采用地震力系数法进行计算,并 考虑了地震烈度、场地类别等因素。
抗震分析
地震危害与影响
地震波及地面震动
地震产生地震波,引发地 面震动,对建筑物和结构 造成破坏。
建筑物倒塌与损毁
框架结构如未经过合理设 计和施工,易在地震中发 生倒塌或严重损毁。
次生灾害
地震可引发火灾、水灾等 次生灾害,对周边环境和 生态造成进一步破坏。
地震作用下的结构响应
地震动位移响应
01
框架结构在地震作用下会产生位移,影响结构的稳定性。
研究目的和方法
通过对框架结构的抗震性能进行分析,为结 构的优化设计和地震防护提供理论支持。
采用理论分析、数值模拟和实验研究等方法 ,对框架结构的抗震性能进行全面评估。
02
CATALOGUE
框架结构概述
框架结构的特点
空间分隔灵活
框架结构能够根据建筑功能需求,灵活地分隔空间。
整体性能良好
框架结构具有较好的整体性和稳定性。
减震结构的分析方法
减震结构的分析方法包括理论分析、数值模 拟和实验研究等,以评估减震装置的性能和 结构的减震效果。
减震结构的评估
评估减震结构的地震响应和性能,以确保其 在地震作用下的安全性和稳定性。
05
CATALOGUE
框架结构的抗震减震措施
框架结构抗震性能分析
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框架结构抗震性能分析摘要:文章通过对框架结构,房屋框架结构的类型、抗震等级的要求等进行概述,分析了框架结构等建筑形式,抗震性能的优劣,并提出如何提高建筑物的抗震性能方法。
关键词:框架结构抗震性能抗震等级一、框架结构概述框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。
适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。
二、房屋框架结构分类及特点1、分类房屋的框架按跨数分有单跨、多跨;按层数分有单层、多层;按立面构成分有对称、不对称;按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。
其中最常用的是混凝土框架(现浇整体式、装配式、装配整体式,也可根据需要施加预应力,主要是对梁或板)、钢框架。
装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
2、特点框架建筑的主要优点:空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。
抗震房-房屋框架结构框架结构体系的缺点为:框架节点应力集中显著;框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较大,易造成严重的非结构性破性;钢材和水泥用量较大,构件的总数量多,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大;不适宜建造高层建筑,框架是由梁柱构成的杆系结构,其承载力和刚度都较低,特别是水平方向的(即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度,但也是有限的),它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,其总体水平位移上大下小,但相对与各楼层而言,层间变形上小下大,设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素,对于钢筋混凝土框架,当高度大、层数相当多时,结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加,从而导致截面尺寸和配筋增大,对建筑平面布置和空间处理,就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面,也趋于不合理,故一般适用于建造不超过15层的房屋。
混凝土框架结构的抗震性能评价
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混凝土框架结构的抗震性能评价一、混凝土框架结构的抗震性能评价概述混凝土框架结构是一种常见的建筑结构类型,其抗震性能的评价是确保建筑结构抗震能力的重要手段。
混凝土框架结构的抗震性能评价是指对建筑结构的抗震能力进行全面系统的评估,以确定建筑结构的抗震性能是否符合国家相关标准和规范的要求。
混凝土框架结构的抗震性能评价是建筑结构设计、施工和使用过程中的重要环节,具有重要的应用价值。
二、混凝土框架结构的抗震性能评价指标混凝土框架结构的抗震性能评价指标主要包括结构受力性能、变形能力、耗能能力、稳定性能等多个方面。
其中,结构受力性能是指建筑结构在地震作用下承受荷载的能力;变形能力是指建筑结构在地震作用下变形的能力;耗能能力是指建筑结构在地震作用下吸收能量的能力;稳定性能是指建筑结构在地震作用下保持稳定的能力。
这些指标的评价既包括静力强度和动力强度的评价,也包括整体和局部的评价。
三、混凝土框架结构的抗震性能评价方法混凝土框架结构的抗震性能评价方法主要包括实测与分析相结合的方法和数值模拟方法两种。
实测与分析相结合的方法是通过对现场建筑结构进行实测和分析,以确定其抗震性能指标,并对其进行评价。
数值模拟方法则是利用计算机模拟建筑结构在地震作用下的受力、变形和稳定情况,以确定其抗震性能指标,并对其进行评价。
这两种方法的优缺点各不相同,应根据具体情况选择合适的方法进行评价。
四、混凝土框架结构的抗震性能评价步骤混凝土框架结构的抗震性能评价步骤主要包括以下几个方面:1.建筑结构的资料收集,包括建筑结构的设计图纸、施工图纸、验收报告等资料,以及建筑结构的使用情况和维护情况等。
这些资料对于评价建筑结构的抗震性能具有重要的参考价值。
2.建筑结构的实测和分析。
通过对建筑结构进行实测和分析,确定其结构受力性能、变形能力、耗能能力、稳定性能等抗震性能指标。
3.建筑结构的数值模拟。
通过数值模拟建筑结构在地震作用下的受力、变形和稳定情况,以确定其抗震性能指标,并对其进行评价。
钢筋混凝土结构的抗震性能
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钢筋混凝土结构的抗震性能钢筋混凝土结构是一种常见的建筑结构形式,具有优良的抗震性能。
本文将探讨钢筋混凝土结构的抗震机理、抗震设计方法以及改善抗震性能的技术措施。
1. 抗震机理钢筋混凝土结构的抗震机理主要包括以下两个方面:首先,钢筋混凝土是一种复合材料,由混凝土和钢筋组成。
混凝土具有较好的抗压性能,而钢筋则具有较好的抗拉性能。
在地震作用下,混凝土承受压力,而钢筋则承受拉力,二者形成了一种协同工作机制,共同抵抗地震力的作用。
其次,钢筋混凝土结构采用了梁柱系统,通过设置合理的剪力墙或框架结构,能够将地震力传递到地基,保证整个建筑结构的稳定性。
在地震时,梁柱系统能够吸收和分散地震能量,减小地震对建筑物的破坏程度。
2. 抗震设计方法在钢筋混凝土结构的抗震设计中,需要考虑以下几个方面:首先,根据不同地区的地震活动性质和设计要求,确定地震设计参数,如设计地震烈度、设计地震分组等。
其次,进行结构的静力分析和动力分析。
静力分析主要考虑静态荷载的作用,动力分析则考虑地震作用下的动态响应。
通过分析结构在地震作用下的受力情况,确定结构设计方案。
然后,进行结构的抗震验算。
根据国家相关抗震规范,对结构进行验算,确保结构的抗震性能满足设计要求。
最后,通过考虑结构的抗侧扭和抗倾覆性能,设计合适的增加刚度和增加阻尼的措施,提升结构的抗震性能。
3. 改善抗震性能的技术措施为了进一步提升钢筋混凝土结构的抗震性能,可以采取以下技术措施:(1)采用高性能混凝土和高强度钢筋,以提高结构的承载能力和韧性。
(2)设置合理的结构抗侧扭和抗倾覆措施,如增加剪力墙、设置剪力连接板等,提高结构的整体稳定性。
(3)加强结构的抗震连接,如采用预应力技术、使用梁柱节点加劲板等措施,提高结构的整体抗震性能。
(4)在结构中合理设置减震装置,如液体阻尼器、摩擦减震器等,减小地震对结构的影响。
(5)进行结构的动力监测和健康评估,及时发现结构的隐患,采取相应的维修加固措施。
钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究
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钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究随着城市化进程的不断推进,建筑物的抗震性越来越被重视。
钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式,其节点作为框架结构的重要组成部分,其抗震性能对整个结构的抗震性能起着关键作用。
本文将就钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验进行研究。
一、钢筋混凝土框架节点的结构形式钢筋混凝土框架结构一般由柱、梁、墙等构件组成,构件之间通过连接件连接起来。
钢筋混凝土框架节点是连接构件的关键部分,承受着构件之间的荷载和力矩。
钢筋混凝土框架节点一般分为刚性节点和半刚性节点两种类型,其中刚性节点的刚度较大,而半刚性节点的刚度较小。
刚性节点的应力和变形分布较为均匀,而半刚性节点的应力和变形分布较为不均匀。
二、钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验一般通过模型试验进行。
在模型试验中,首先要确定试验的参数,包括节点类型、节点尺寸、材料类型和试验荷载等。
然后设计试验方案,制作试验模型,进行试验。
试验中,应根据试验要求进行加载,并记录试验数据,包括荷载、位移、应力、应变等。
试验结束后,应对试验数据进行分析和处理,得出试验结论。
三、钢筋混凝土框架节点的影响因素钢筋混凝土框架节点的抗震性能受到多种因素的影响,包括节点类型、节点尺寸、材料类型、试验荷载和连接方式等。
其中,节点类型是影响抗震性能最为重要的因素之一。
四、钢筋混凝土框架节点的设计方法钢筋混凝土框架节点的设计应根据国家相关标准和规范进行,采用强度设计和变形设计相结合的方法,保证节点的强度和变形能力均满足要求。
在节点设计中,应根据节点类型和荷载情况进行合理的尺寸设计和配筋设计,并选择合适的节点连接方式,确保节点的抗震性能。
五、钢筋混凝土框架节点的加固方法对于已经存在的钢筋混凝土框架结构,如果节点抗震性能不足,可以通过加固节点的方式提高结构的抗震性能。
加固方法包括增加节点的截面尺寸、加强节点的配筋、采用钢板加固等。
钢筋混凝土框架结构抗震性能缺陷分析
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算设 计 和 构造 设 计 三个 方 面 阐述 钢筋 混 凝 土框 架 结 构抗 震 性 能 的缺 陷 。 为钢 筋 混凝 土 框 架 结构 房 屋 的设 计 、 施
工 、 定 和加 固等方 面 提供 有 利 的依 据 , 鉴 确保 工 程质 量 。 关键 词 : 框架 结 构 : 震 性 能 : 造设 计 抗 构
Ke r s:r e tu t r s imi p roma c ; c n tu t n d sg y wo d fa sr cu e; e s c efr n e m o sr ci e i o n
近 年来 ,世界 许 多 城 市都 发 生 了较 强 烈 的地 震 。
17 年7 8 唐 山丰 南地 区发 生 了79 9 6 月2 日, .级地 震 , 山 唐 市 市 区烈 度达 1 度 。9 7 3 0 1 7 年 月5日, 罗马尼 亚布 加勒 斯 特 附 近发生 7 级 地震 , 加勒 斯特 烈 度 为8 , 3 高 . 2 布 度 3座 层 框架房 屋倒 塌 。1 8 年9 1 日, 9 5 月 9 墨西 哥城 附 近发 生 81 .级地 震 , 次地 震 的持续 时 间较 长(8 , 这 10 )特征 周期 S 也 长f~ .S, 2 25 ) 因而对 墨 西 哥城 1 ~ 5 的钢 筋 混凝 土 0 1层 结 构房屋 产生 非常严 重 的破坏 。1 8 年 1 月7日, 98 2 亚美 尼 亚发 生强 烈地 震 , 中在斯 比达克 市 , 级 为70 震 震 震 ., 中烈 度为 1 度 。列 宁纳 坎市 距震 中3 m, 0 0k 烈度 为9 , 度
L U Hu xn,SUN o g h ,Z I a i R n s u HANG Xi d n a o g o
钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析与设计

钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析与设计钢筋混凝土框架结构是当前主要的建筑结构形式之一,其在抗震性能方面具有较高的稳定性和承载能力,广泛应用于各类建筑中。
本文将对钢筋混凝土框架结构的抗震性能进行分析与设计,以提高建筑在地震等自然灾害中的安全性和稳定性。
一、抗震性能分析钢筋混凝土框架结构的抗震性能主要体现在其刚度、强度和韧性三个方面。
1. 刚度刚度是指结构在受力时抵抗变形的能力,是保证结构整体稳定性的基础。
钢筋混凝土框架结构通常具有较高的刚度,其主要受到构件的截面尺寸和材料的影响。
在抗震设计中,应根据地震作用的水平和垂直特点,合理确定结构的刚度。
2. 强度强度是指结构在受到外力作用下抵抗破坏的能力。
钢筋混凝土框架结构的强度主要体现在构件的截面大小和材料的抗压和抗拉强度上。
在抗震设计中,应根据结构所处地震烈度区域和设计要求,合理确定构件的截面尺寸和材料的强度等级。
3. 韧性韧性是指结构在受到地震荷载作用时具有较大的变形能力,能够消耗地震能量,减小地震反应。
钢筋混凝土框架结构的韧性主要受到构件的延性和连接的影响。
在抗震设计中,应采用具有良好延性的构件和可靠的连接方式,确保结构具有足够的韧性。
二、抗震性能设计根据钢筋混凝土框架结构的抗震性能要求,设计中应遵循以下几个原则。
1. 合理选取结构形式根据建筑的高度、用途和地震烈度等因素,选择合适的钢筋混凝土框架结构形式,如普通框架、剪力墙-框架结构等。
并根据具体情况增加防震措施,如设置剪力墙、加强柱-梁节点等。
2. 优化结构参数通过合理调整结构的刚度和强度等参数,实现结构的韧性和稳定性之间的平衡。
根据设计要求和结构的受力特点,选择合适的构件尺寸、钢筋配筋和混凝土强度等参数。
3. 加强结构连接结构的连接部位是钢筋混凝土框架的薄弱环节,需要采用可靠的连接方式,如焊接、螺栓连接等。
同时,应加强节点的抗震设计,通过设置剪力墙、加强节点钢筋配置等措施,提高结构的整体抗震性能。
框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析
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框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析一、本文概述本文旨在深入研究框架结构在地震中的抗倒塌能力,特别是在汶川地震极震区的实际震害案例分析基础上,探讨框架结构的抗震性能和失效机制。
汶川地震是中国历史上一次具有极大破坏性的地震,其极震区的震害情况尤为严重,为我们提供了宝贵的震害数据和实际案例。
本文通过分析这些案例,旨在提升对框架结构抗震性能的理解,为未来的抗震设计和防灾减灾提供科学依据。
文章首先将对框架结构的基本特性和抗震设计原理进行概述,为后续的分析和讨论提供理论基础。
随后,将详细介绍汶川地震极震区的几个典型框架结构震害案例,包括震害现象、破坏程度和影响因素等。
通过对这些案例的深入分析,我们将揭示框架结构在地震中的倒塌机制和薄弱环节,探讨现有抗震设计方法的优点和不足。
在此基础上,文章将进一步研究提高框架结构抗地震倒塌能力的有效措施和方法。
结合震害案例的分析结果,我们将探讨如何优化框架结构的抗震设计,提高结构的延性、耗能能力和整体稳定性。
还将关注新型抗震材料和技术的应用,以期在未来抗震设计和防灾减灾工作中取得更好的效果。
本文将对研究成果进行总结,并提出对未来研究方向的展望。
通过本文的研究,我们期望能够为提升我国框架结构抗震性能提供有益的建议和参考,为保障人民群众生命财产安全做出积极贡献。
二、框架结构的抗地震倒塌能力分析框架结构作为一种常见的建筑结构形式,其抗地震倒塌能力一直是工程界和学术界研究的重点。
在汶川地震极震区的震害案例分析中,我们可以发现,框架结构的抗地震倒塌能力受到多种因素的影响,包括结构设计、材料性能、施工质量、地震动特性等。
从结构设计的角度来看,合理的抗震设计是提高框架结构抗地震倒塌能力的关键。
在汶川地震中,一些遵循了现行抗震设计规范的框架结构表现出了较好的抗震性能,能够在地震中保持结构的整体性和稳定性。
然而,也有一些框架结构由于设计上的不足,如结构布置不合理、节点连接不牢固等,导致在地震中出现了严重的破坏甚至倒塌。
钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能研究
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钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能研究一、引言钢筋混凝土框架结构是目前在工业和民用建筑中广泛采用的一种结构形式。
地震是自然灾害中最具破坏性的一种,对建筑结构的抗震性能提出了极高的要求。
因此,研究钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能,对于保障建筑结构的安全具有重要意义。
二、钢筋混凝土框架结构的基本结构特征钢筋混凝土框架结构是由柱、梁、楼板和节点等构件组成的。
其基本结构特征如下:1. 梁、柱和楼板构件的截面尺寸较大,具有较高的刚度和承载能力。
2. 节点是连接构件的部分,节点的强度和刚度对整个结构的抗震性能起着重要的作用。
3. 钢筋混凝土框架结构中,梁和柱的刚度差异较大,因此在地震作用下,易出现柱弯曲破坏和梁剪切破坏。
三、地震对钢筋混凝土框架结构的影响地震对钢筋混凝土框架结构的影响主要表现在以下几个方面:1. 地震作用会引起结构的动态响应,导致结构产生振动,严重时会导致结构的破坏。
2. 地震作用对结构的节点产生较大的剪力和扭矩,容易造成节点的破坏。
3. 地震作用对结构的柱产生较大的弯曲力矩,容易导致柱的翻转和折断。
4. 地震作用对结构的梁产生较大的剪力,容易导致梁的剪切破坏。
四、提高钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能的措施为了提高钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能,需要采取以下措施:1. 加强结构的节点部位的强度和刚度,采用合适的节点连接方式,增加节点的韧性,提高节点的抗震能力。
2. 加强结构的柱部位的强度和刚度,采用合适的柱截面形式,提高柱的抗震能力。
3. 加强结构的梁部位的强度和刚度,采用合适的梁截面形式,提高梁的抗震能力。
4. 在结构中设置适当的减震和防震措施,如设置减震器、防震支撑等,提高结构的能量耗散能力,减小地震对结构的破坏。
五、钢筋混凝土框架结构地震抗震性能的研究方法钢筋混凝土框架结构地震抗震性能的研究方法主要包括实验和数值模拟两种方法。
1. 实验方法:实验方法是通过对钢筋混凝土框架结构进行地震模拟试验,来研究结构的抗震性能。
钢筋混凝土斜支撑-框架结构抗震设计分析
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钢筋混凝土斜支撑-框架结构抗震设计分析发布时间:2021-02-04T14:53:43.603Z 来源:《基层建设》2020年第27期作者:全纯[导读] 摘要:当前建筑行业飞速发展,对建筑物质量与安全的要求不断提升。
佛山市顺德区顺茵绿化设计工程有限公司广东省佛山市 510000摘要:当前建筑行业飞速发展,对建筑物质量与安全的要求不断提升。
建筑结构承受的荷载分为水平与竖向两个方面。
在高层建筑中,水平荷载作为主要控制因素,使结构抗侧移能力成为主要矛盾。
在当前工程应用中,应采取有效措施提高斜撑框架结构的抗震能力,确保建筑物安全稳定。
关键词:钢筋混凝土;斜支撑-框架;抗震设计1、混凝土斜支撑-框架结构与同类结构的分析对比1.1与混凝土框架结构的对比本结构比混凝土框架结构增加了一个支撑框架系统,多了一道抗震防线。
支撑框架抗侧力刚度较大,与延性框架协同抗震,比纯框架结构抗震性能高很多,抗倒塌能力强很多。
斜撑对提高框架结构抗震能力起到重要的作用,这点已经在钢框架一偏心支撑结构中得到了证实。
钢框架增加斜撑后,房屋适用最大高度增加一倍以上。
本结构相当于纯混凝土的框架一偏心支撑结构,房屋适用最大高度比混凝土框架结构也可提高50%以上。
框架增加斜撑对建筑使用有一些影响,例如门窗的布置,但房屋适用高度提高了,比框架结构的应用范围更广泛了。
框架上增加斜撑,包含混凝土框架上增加混凝土斜撑和钢支撑,钢框架上增加中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑,都是提高结构抗侧向力能力的有效措施。
如果结构不受地震和风荷载等侧向力的作用,斜撑是多余的。
增加斜撑就是增加结构的赘余度,增加结构的安全储备。
房屋结构的安全关系到人们生命财产的安全,房屋抗震以预防为主,如果房屋立足于大震不倒,框架上增加斜撑是非常必要的。
1.2与钢支撑一混凝土框架结构的对比虽然两种结构都是在混凝土框架中加斜撑,但本结构增加的是混凝土斜撑,与混凝土框架同属一种材料,构件刚弹性一致,构件的变形、结构的位移也能协调一致,两钢支撑与混凝土框架是两种不同的材料,不同材料的组合结构构件共同工作协调性较差。
基于性能的钢筋混凝土框架结构地震易损性分析
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将分析结果与类似结构的研究进行对比,发现该结构的损伤情况和破坏机理与 已有研究基本一致。这进一步验证了基于性能的设计原则在钢筋混凝土框架结 构易损性分析中的有效性和可靠性。
结论
本次演示对基于性能的钢筋混凝土框架结构地震易损性进行了分析,探讨了易 损性的评估因素、基于性能的设计原则以及实例分析和对比分析。通过有限元 模拟,分析了某实际钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损伤情况和破坏机理, 并与其他已有研究进行了对比。结果表明,采用基于性能的设计原则可以有效 降低结构在地震作用下的损伤和破坏风险。
基于性能的钢筋混凝土框架结 构地震易损性分析
01 引言
03 参考内容
目录
02 易损性分析
引言
钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式,广泛应用于工业、商业和民 用建筑中。然而,地震作用对这种结构的影响不容忽视。在地震灾害发生时, 结构的易损性直接影响着人们的生命安全和财产损失。因此,对钢筋混凝土框 架结构的易损性进行分析和研究具有重要意义。
实例分析
以某实际钢筋混凝土框架结构为例,对其进行了易损性分析。通过有限元模拟, 考虑了多种地震作用和材料性能的影响。分析结果表明,该结构在地震作用下 的损伤主要发生在梁柱连接处和支撑部位。这主要是因为这些部位在地震作用 下容易产生应力集中和塑性变形。同时,还发现该结构的恢复力设计较为合理, 能够在地震作用后迅速恢复。
减灾策略
为了降低锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性,需要采取一系列的减灾策略。其 中包括:
1、增强结构的整体性和稳定性:例如,增加支撑和加强连接,以提高结构的 整体性和稳定性。
2、采取防护措施:例如,使用防护涂料或防腐剂来防止或延缓钢筋的锈蚀。
3、进行结构健康监测:通过实时监测结构的健康状况,及时发现并处理可能 出现的问题。
第十章 钢筋混凝土结构的抗震性能
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第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
1.试验装置
第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
第三节 基于承载力的结构构件抗震设计
一、钢筋混凝土梁的抗震设计
1.设计原则:强剪弱弯。(原因) 2.梁截面承载力验算公式
S R / RE
第三节 基于承载力的结构构件抗震设计
引起的节点剪力。
Vcu Vcl
M c Vcu Vcl
Hc hb 2
Mb
M
l b
M
r b
Vcu
M
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Hc hb
Vj
Cl
Tr
Vcu
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lhb0
M
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rhb0
M
l b
M
r b
Hc hb
若梁中As As' ,且左右梁截面的高度相同,
第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
2)试验结果
第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
第二节 钢筋混凝土结构构件的抗震性能
二、钢筋混凝土柱的抗震性能
一般情况下,钢筋混凝土柱的震害重于钢筋混凝土梁,角柱的震害重于内柱, 短柱的震害重于一般柱,柱上端的震害重于下端。
S R / RE
(1)
Vc c fcbh0 / RE
(2)
Vc
2 1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
3
N
(3)
混凝土框架结构的抗震性能研究方法

混凝土框架结构的抗震性能研究方法一、研究背景混凝土框架结构是目前建筑领域中最常见的结构形式之一,其抗震性能的研究至关重要。
抗震性能研究是指在地震作用下,混凝土框架结构的耐震能力、破坏形态、破坏过程等方面的研究。
深入研究混凝土框架结构的抗震性能,可以为工程实践提供可靠的理论依据,保障建筑物在地震等自然灾害中的安全性。
二、研究内容1. 结构模型的建立研究混凝土框架结构的抗震性能需要建立一个可靠的结构模型。
结构模型应该能够真实反映混凝土框架结构的几何形状、材料性质、连接方式等特征,并且应该采用适当的约束条件和边界条件。
2. 地震波的选取地震波是地震作用下混凝土框架结构的外部载荷,因此地震波的选取对于混凝土框架结构的抗震性能研究至关重要。
在选取地震波时应该考虑地震波的地震强度、地震波的频谱特性、地震波的时程等因素。
3. 计算方法的选择目前常用的计算方法包括弹性分析、弹塑性分析、非线性时程分析等。
其中弹性分析是一种比较简单的计算方法,适用于结构的初始设计阶段。
弹塑性分析则考虑了材料的非线性特性,适用于结构的中等抗震设防要求。
非线性时程分析则可以考虑结构的非线性特性,适用于高度抗震设防要求。
4. 抗震能力评估方法抗震能力评估是指通过对结构的抗震性能进行分析,得出结构的抗震能力指标,判断结构的抗震能力是否达到设定的抗震设防要求。
目前常用的抗震能力评估方法包括弹性设计谱法、非线性强度衰减法、能量方法等。
5. 破坏形态和破坏过程分析破坏形态和破坏过程分析是指对结构在地震作用下的破坏形态和破坏过程进行分析。
破坏形态分析可以通过对结构的外形和损伤程度进行观察和分析,得出结构的破坏形态。
破坏过程分析可以通过对结构的应变、位移等参数的变化进行分析,得出结构的破坏过程。
三、研究方法1. 结构模型的建立结构模型的建立是混凝土框架结构抗震性能研究的第一步。
在建立结构模型时,需要考虑结构的几何形状、材料性质、连接方式等特征。
针对混凝土框架结构的几何形状,可以采用计算机辅助设计软件进行建模。
关于钢筋混凝土框架结构震害的说法
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关于钢筋混凝土框架结构震害的说法钢筋混凝土框架结构是目前世界上常见的一种建筑结构形式,它具有抗震性能优越的特点。
然而,在地震作用下,钢筋混凝土框架结构也存在一定的震害问题。
下面是关于钢筋混凝土框架结构震害的一些相关参考内容。
1. 钢筋混凝土框架结构的震害类型钢筋混凝土框架结构在地震作用下可能出现的震害类型主要有:框架柱的弯曲破坏、梁柱节点的剪切破坏、墙柱节点的剪切破坏以及结构整体的倾覆和垮塌等。
2. 框架柱的弯曲破坏钢筋混凝土框架的柱在地震作用下会承受较大的弯矩,从而发生弯曲破坏。
这主要是由于地震地面运动引起的结构惯性力所导致的。
如果柱子的尺寸不足或不满足设计要求,就容易发生弯曲破坏。
3. 梁柱节点的剪切破坏梁柱节点是框架结构中最容易发生破坏的位置之一。
地震作用下,节点处会产生剪切力,如果节点的设计不合理或施工质量差,就容易出现剪切破坏。
剪切破坏会导致梁柱失去连接性能,进而影响整个结构的稳定性。
4. 墙柱节点的剪切破坏钢筋混凝土框架结构中的墙柱节点容易受到地震作用的影响,节点处易发生剪切破坏。
这主要是由于墙体受到侧向地震力的作用,产生剪切力,导致节点破坏。
墙柱节点的剪切破坏会导致结构产生位移和变形,使整个结构的抗震性能下降。
5. 结构整体的倾覆和垮塌在极端情况下,当钢筋混凝土框架结构所受地震力超过其承载力时,整个结构可能发生倾覆和垮塌。
这主要是由于结构的自重和地震作用导致结构失去平衡,无法继续承受外力而发生的。
倾覆和垮塌会造成严重的人员伤亡和财产损失。
总的来说,钢筋混凝土框架结构在地震作用下存在一定的震害问题。
为了提高其抗震性能,需要遵循科学的设计和施工规范,合理选择结构形式和材料,确保结构具备足够的强度和刚度。
此外,还需要进行定期的检测和维护,及时修复和处理可能存在的缺陷和隐患,以确保结构在地震中的安全性能。
钢筋混凝土框架结构抗震设计
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结构体系 非抗震
设防烈度
设计
6度、7度
8度
9度
框架
5
4
3
-
二、框架结构抗震设计的一般规定
3、框架结构抗震等级
抗震等级:根据结构类型、设防烈度、房屋高度和场地类 别将结构划分为不同的等级进行抗震设计,以体现在同样烈 度下不同的结构体系、不同高度和不同场地条件有不同的抗 震要求。
结构类型
框架 结构
高度(m) 框架
二、框架结构抗震设计的一般规定
4、框架结构防震缝的设置 防震缝:为减轻不规则体形对抗震性能的不利影响,将建筑 物分割为若干规则单元的缝隙。
(5)当相邻结构的基础存在较大沉降差时,宜增大防震缝宽度。 (6)抗震设计时,伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合防震缝宽度的 要求。
二、框架结构抗震设计的一般规定
5、框架结构布置
当梁内抗剪钢筋配置不足时发生脆性剪切破坏,梁端附近 产生斜裂缝;
当梁内抗弯钢筋配置不足时发生弯曲破坏;
当梁主筋在节点内锚固不足时发生锚固破坏(拔出)
一、框架结构震害分析
一、框架结构震害分析
2、框架柱的震害 柱顶:在弯矩、剪力、轴力的复合作用下,柱顶周围有水 平裂缝或交叉斜裂缝,严重者会发生混凝土被压碎,箍筋拉 断,纵筋受压屈曲呈灯笼状。
(1)框架结构中,框架应双向设置,设计成双向梁柱抗侧力体系。 主体结构除个别部位外,不应采用铰接。 (2)甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨 框架结构;高度不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构。
二、框架结构抗震设计的一般规定
5、框架结构布置
(3)框架结构抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重之混合 形式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼 梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。
钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析
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钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式,具有较好的抗震性能,是目前建筑领域中广泛应用的结构形式之一。
本文将从结构的基本构成、抗震设计原则、抗震性能评价等方面进行详细的分析和探讨。
一、结构的基本构成钢筋混凝土框架结构是由柱、梁、板、墙等构件组成的。
其中,柱是承担垂直荷载和水平荷载的主要构件,梁则是承担横向荷载的主要构件。
板和墙则主要承担垂直荷载和水平荷载。
在结构设计中,应根据实际情况合理设置结构构件的尺寸和布置,以满足结构的强度和刚度要求。
二、抗震设计原则在钢筋混凝土框架结构中,应采取科学合理的抗震设计原则,以提高结构的抗震性能。
主要原则包括以下几个方面:1.满足强度和稳定性要求:在设计过程中,应根据结构的受力特点和荷载情况,合理确定结构的强度和稳定性要求,保证结构在地震荷载作用下不发生破坏。
2.考虑结构的位移控制:在抗震设计中,应考虑结构的位移控制问题,采取适当的措施控制结构的变形,以保证结构的安全性和稳定性。
3.采用先进的材料和工艺:在设计和施工中,应采用先进的材料和工艺,提高结构的抗震性能,减小结构的损伤和破坏。
4.合理设置结构的布局和构件:在设计过程中,应根据结构的受力特点和荷载情况,合理设置结构的布局和构件,以满足结构的强度和刚度要求。
三、抗震性能评价钢筋混凝土框架结构的抗震性能评价是衡量结构抗震性能的重要指标。
主要评价指标包括以下几个方面:1.结构的稳定性:在地震荷载下,结构是否能保持稳定,不发生破坏。
2.结构的位移控制:在地震荷载下,结构的变形是否受到合理的控制,以保证结构的安全性和稳定性。
3.结构的耗能能力:在地震荷载下,结构是否能够吸收大量的能量,以减小结构的损伤和破坏。
4.结构的可修复性能:在地震荷载下,结构是否容易修复,以保证结构的使用寿命和安全性。
钢筋混凝土框架结构的抗震性能评价需要进行全面的分析和评估,以达到合理的结构设计和施工要求。
四、结论总之,钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式,具有较好的抗震性能。
钢筋混凝土框架结构地震主要失效模式分析与优化
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钢筋混凝土框架结构地震主要失效模式分析与优化钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构,具有较好的抗震性能。
但在强地震作用下,钢筋混凝土框架结构的失效模式主要包括框架弯曲、节点破坏、柱子翻转和框架整体失稳等。
这些失效模式的发生会导致结构的严重损坏或崩塌,给人员和财产造成巨大损失。
因此,对钢筋混凝土框架结构的地震主要失效模式进行分析和优化设计是非常必要的。
框架弯曲失效模式是钢筋混凝土框架结构地震失效的一种常见形式。
在地震作用下,框架受到横向地震力,框架柱子可能产生弯曲变形,从而使框架产生滞回效应,进而导致柱子的弯曲和框架的整体失稳。
针对这种失效模式,可以通过优化框架的刚度和加固柱子的方式来减小框架的变形程度,降低其受到的滞回效应,从而延缓框架的失效。
节点破坏是另一种常见的地震失效模式。
节点是框架结构中连接柱子和梁的关键构件,承受着横向地震力的作用。
在地震作用下,节点可能会受到强烈的剪切力和弯曲力,引起节点的开裂和破坏。
针对这种失效模式,可以采用加固节点、使用高强度钢筋或玻璃纤维等材料来增强节点的承载力,从而提高框架的抗震性能。
柱子翻转是一种较为严重的地震失效模式。
在地震作用下,柱子承受着横向地震力和重力荷载的联合作用,出现破坏的可能性较大。
特别是当柱子顶部处于弯曲状态时,柱子就会发生翻转,导致结构的全面破坏。
针对这种失效模式,可以采取加强柱子和加固节点的方式来提高柱子的承载力和限制其变形,从而降低柱子翻转的风险。
总之,钢筋混凝土框架结构地震主要失效模式的分析与优化设计是建筑抗震工程中非常重要的一部分。
只有充分了解失效模式的特点和机理,加强对结构的优化设计和加固措施,才能提高结构的抗震能力,防范地震灾害的发生。
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钢筋混凝土框架结构抗震性能分析摘要:根据汶川地震震害现场调查记录及欧洲抗震规范的相关抗震条文,探讨了造成钢筋混凝土框架结构震害的原因,对框架结构的震害进行了分析,特别详细介绍了地震中填充墙框架结构的各种表现,分析其破坏机理,在此基础上为该类建筑物的抗震设计提出建议。
关键词:欧洲规范;钢筋混凝土;框架结构;抗震性能Abstract: according to wenchuan earthquake damage scene investigation records and European seismic code of seismic provisions related, discusses the cause of reinforced concrete frame structure, the causes of the earthquake damage to frame structure of the earthquake damage are analyzed, especially introduced the earthquake in the frame structure of the fill walls of performance, analyzed its failure mechanism, and in this foundation for the building of the seismic design are proposed.Keywords: European standard; Reinforced concrete; Frame structure; Seismic performance1引言2008年5月12日14时28分,在四川省汶川县映秀镇附近发生8.0级的地震。
此次地震倒塌较多的是砖混结构、底层框架上部砖混结构和钢筋混凝土框架结构的建筑,震害统计资料如表1所示[1]。
从各地震害看,经过抗震设计的房屋基本上经受住地震考验。
在倒塌和严重破坏的结构中,钢筋混凝土框架结构一直被认为是抗震性能较好的一种,因此其破坏倒塌的原因受到格外关注。
本文通过框架结构震害介绍,探讨其倒塌和破坏的原因及解决办法, 详细介绍了地震中填充墙框架结构的各种表现,分析其破坏机理,在此基础上为该类建筑物的抗震设计提出建议。
表1.建筑震害情况统计(按结构形式分类)可以使用加固后可以使用停止使用立刻拆除砌体结构42(21%)74(37%)33(16%)52(26%)砌体-框架结构20(488%)9(21%)4(10%)9(21%)框架结构66(54%)40(32%)8(7%) 9(7%)框架-剪力墙结构5(71%)2(29%)0(0%) 0(0%)钢结构 4(57%)3(43%)0(0%) 0(0%)2框架结构震害浅析2.1框架结构薄弱层的破坏(1)强梁弱柱造成。
在倒塌的框架中有很多是框架柱的截面小,而梁的截面较大。
另外,梁实配钢筋较多,钢筋直径也大;相比而言,柱实配钢筋要少得多,这就是在构件截面上造成的“强梁弱柱”。
配筋设计中,跨度越大,梁配筋越多,而框架柱的配筋主要受地震控制,中低设防烈度的框架柱配筋多数是构造配筋或配筋较少。
与欧洲规范EN1998第十一章中6.3.2条要求抗震柱的轴压比不大于0.65对比[2],我国抗震规范规定的柱轴压比限值偏高[3] [4],许多设计往往紧扣轴压比限值,导致框架柱截面偏小。
再加上楼板一般与框架梁现浇,两者共同工作能力强,显著提高框架梁的抗弯刚度和抗弯承载力。
产生未实现强柱弱梁屈服机制的原因:a.填充墙等非结构构件影响;b.楼板对框架梁的承载力和刚度增大影响;c.框架梁跨度和荷载过大,使梁截面尺寸增大,梁端抗弯承载力增大;d.梁端超配筋和钢筋实际强度超强;e.柱轴压比限值规定偏高,柱截面尺寸偏小;f.柱最小配筋率和最小配箍率偏小;g.大震下结构受力状态与结构弹性受力状态存在差异;h.梁柱可靠度的差异。
(2)刚度突变造成。
产生刚度突变的因素之一是填充墙。
在框架结构设计中,填充墙和隔墙只作为荷载参与结构计算,并且以周期折减系数的设定调整结构的总体刚度。
实际上不同材质填充墙或多或少具有一定的刚度和强度,布置密集时会产生较大的楼层刚度和强度,而未设置填充墙的楼层层刚度则相对变小,形成柔弱层。
震区中很多这样的低层框架,由于底层为商铺或停车场,填充墙很少;而上部为旅馆或住宅,有较密集的填充墙,这样就形成了上刚下柔的结构,使底层成为柔弱层,导致底层发生层屈服机制。
2.2框架结构节点的破坏柱剪切破坏,梁柱节点区破坏,大多属于配箍不足,箍筋拉结或弯钩等构造措施不足等原因造成,与欧洲规范EN1998对比[2],我国规范规定的最小配箍率可能也需要提高[3] [4]。
值得注意的是,在柱的强剪弱弯方面,即使柱端首先发生弯曲破坏而形成塑性铰,巨大的轴压容易使混凝土压溃而发生剥离脱落(本次地震竖向振动很大),从而严重削弱柱端的抗剪能力,而柱端出现塑性铰并不会减小其所受到的地震剪力,因而容易引起剪切破坏。
因此,需考虑压弯破坏对柱端抗剪承载力降低的影响充分保证“强剪弱弯”。
2.3框架结构底层柱顶的破坏框架底层柱顶破坏与薄弱层破坏有类似原因,最大不同在于柱根。
当底层柱基础及地梁有一定埋深、地面有回填土和建筑面层时,柱根部就不易发生弯曲破坏,框架柱只出现底层柱顶端破坏。
但由于填充墙有一定的刚度和强度,地震时对柱顶端产生偏心支撑的作用,可能引起框架柱或节点的剪切破坏。
按照规范要求,填充墙与框架应采用柔性连接,但由于设计困难,施工难处理,多数工程没有这样做。
2.4框架结构的楼梯破坏框架结构在楼梯设计时只考虑静荷载和活荷载的作用,目前使用较多的板式楼梯通常只在梯板下配置受弯钢筋。
但是,楼梯在地震中会起一定的支撑作用,承受地震产生的拉力和压力,当地震较大、楼梯板配筋不足时,就会出现受拉屈服或拉断,受压时出现压弯破坏。
楼梯梁也会因楼梯的支撑作用而承担更多的地震作用,产生相应的破坏。
3填充墙框架结构抗震性能3.1汶川地震中填充墙框架结构的破坏情况目前设计采用的结构分析方法对于填充墙所作的贡献通常用刚度增大系数体现,与地震发生时结构所表现出的抗震性能有一定差异。
地震作用下,填充墙与框架共同工作,一方面墙体受到框架的约束,另一方面框架受到填充墙所提供的支撑作用。
由于填充墙早期的刚度大,吸收了较大的地震作用,而其强度相对较低,所以填充墙的震害重于框架梁柱。
填充墙的震害大部分是墙面产生单斜裂缝或者是交叉裂缝;在填充墙和框架梁界面上出现水平裂缝的情况也较为普遍;当填充墙与框架梁柱缺少连接或连接很弱时,填充墙可能发生平面外倒塌。
由于框架变形属于剪切型,下部的层间位移大,填充墙的震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙[5]。
(1)填充墙沿竖向布置不均形成软弱层。
底层作商业用途或停车场、上部作为住宅的框架结构建筑物的底层遭受了不同程度的破坏。
在这些框架结构中广泛的采用页岩空心砖和加气混凝土砌块作为填充墙,上部因用于住宅而使用了较多的填充墙来分隔空间,底层为了追求商业空间和停车空间,填充墙或其他抗侧力构件布置很少。
底层几乎无填充墙,底层抗侧刚度很低。
汶川地震使该栋建筑在纵向方向发生了30 cm左右的水平侧移,侧移主要集中在底层,其他层基本完好,底层形成软弱层。
(2)填充墙和框架结构的相互作用所造成的柱破坏。
造成框架柱破坏的原因有很多,如地震作用下表现出来的弱柱强梁,由于建筑功能要求而在结构布置时形成的短柱,由于窗下填充墙形成的短柱等。
由于短柱的刚度大于框架结构中的其他非短柱,地震作用下短柱会吸收更多的地震作用,而相比于同层其他非短柱,短柱的耗能能力相对较低,因此在地震作用下先发生破坏。
加之短柱的破坏具有明显的脆性性质,短柱破坏有明显的压、弯、剪破坏特征。
框架在水平地震作用下发生侧向变形时,填充墙将对一侧框架柱产生斜向的压力,即类似于斜压杆的作用,因而会加大斜裂缝和梁底之间一段柱所承受的地震剪力,从而导致剪切破坏形态。
而且填充墙也会将一部分剪力传递给柱。
这样就增加了柱破坏的可能性[6] [7]。
(3)填充墙和框架结构的相互作用所造成的梁的破坏。
框架梁的破坏主要是由于填充墙对框架梁底部产生向上的压力从而使框架梁发生弯剪破坏。
3.2填充墙对框架结构抗震性能的影响(1)与框架梁共同受力,显著减小框架梁弯曲变形,增大框架梁的刚度和抗弯承载力。
(2)直接参与整体结构的抗震受力,增加结构层刚度,造成结构层刚度不均匀,使未设置填充墙的楼层形成薄弱层(通常是底层),导致形成层屈服机制,无法实现“强柱弱梁”屈服机制;或造成平面刚度分布不规则,引起扭转效应。
(3)结构总体刚度增大,基本周期减小约40%至60%,地震力增大。
(4)影响框架结构的内力分布,如约束框架柱部分柱段的侧移变形,形成短柱,使得局部抗侧刚度过大,地震剪力增大,进而导致短柱剪切破坏,影响整体结构的破坏模式。
3.3填充墙框架结构破坏过程分析采用离散单元建立单片墙模型,运用ANSYS有限元软件进行非线性有限元分析,根据文献[8]所选取的单元和材料参数,采用标准尺寸为240 115 53mm的实心粘土砖,材料参数如表2所示,以一顺一丁砌式建立1250 240 882mm的单片墙,离散单元采用单元类型是ANSYS中的SOLID65模拟砖块和砂浆,以MKIN-CONCRETE准则作为砌体的破坏准则。
表2 砖块和砂浆的材料参数弹性模量(Pa)泊松比密度(kg/ )单轴抗压强度(Pa)单轴抗拉强度(Pa)砖块11E+9 0.15 1837 10E+6 0.813E+6砂浆 2.2E+9 0.15 1837 5 E+6 0.333E+6对单片墙在竖向压力和水平力作用下的力学特性进行分析,模型四周加以约束以模拟框架作用,左侧增设水平加载钢板。
加载时第一荷载步设定一次性将竖向荷载以均布荷载的形式加载在弹性梁顶部,再进行水平加载,水平荷载分为多个荷载步,每荷载步增加100kN,并以均布形式施加于水平加载钢板侧面,剪压破坏时,单片墙开裂图如图1所示。
图1 离散单元单片墙剪压破坏开裂图图2是湖南大学进行混凝土小型空心砌块墙体剪压破坏时的有限元开裂图以及实际试验开裂图[9],与图1相比,开裂缝走向相似,但图2的空心砌块压碎状况更严重,这是因为进行混凝土小型空心砌块墙体的极限承载力模拟计算时,由于设置了墙内钢筋,承载能力增强,钢筋屈服时空心砌块压碎程度明显比本文砖砌体大。
图2混凝土小型空心砌块墙体剪压破坏开裂图根据有限元分析过程,得出填充墙的破坏过程如下:(1)弹性阶段,填充墙和框架均处于弹性状态两者共同作用,填充墙与框架周边相接触的地方产生界面裂缝。