浅谈抗震设计中影响框架柱延性的因素

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延性轴Jt比混凝十强j盐
In this paper,SOIll(・factors aIlft・ling the du(:lility of frame cohlmne m the
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肾islni(-design of frame SIt'U(-lures
fr£une rolumns and
Io nleel
2001年9月
工程抗震
第3期
浅谈抗震设计中影响框架柱延性的因素
张恒宁刘红叶赵文军
(江苏省第一工业设计院 【摘要1 【关键词】
Abstract
刘华锋TU6
Aห้องสมุดไป่ตู้
徐州221006)
(中国建筑千斗学研究院结构所)
本丈介绍了框架结构抗震设汁时影响框架性延性的一些因素,并提出存蛮断I!样
i殳计中提高框架件延性、满足抗震;^j要的一些做法 抗震设计框架}}
力。、 参考文献
2】11ih'讯1.“强滟凝¨l_越rI?的试验卅究.止筑±・I
}q.1995(8)
一2l
万方数据
11陈M畅、趑琳.1:稚址筑札艟.I“小,4、m k’j J1i版利,1991

形式一般有普通钢箍(图la)、螺旋钢箍、复 合式钢箍(带有拉接筋或#字拉条或螺旋箍 的普通钢箍),从受力效果和施上方便程度来 考虑,以复台箍(罔lb)为好“。
旦晒德筋
{al普通锕箍 【b)复舟钢精
图1框架柱常用箍筋形式
根据对以上各影响因素的分析可以看出,J1 要采取一定的措施,如增加配箍率、改进截 面形状和配箍形式、采用小直径的纵向钢筋 等.在进行框架柱正截面强度验算之前,合 理控制框架柱的轴压比,都能改善框架柱的 受力性能,确保框架柱有足够的逛性,从而 提高其抗震性能。 笔者通过多年的设计体会,认为采取以 下几种方法,可以有效地提高框架柱的延性: (1)减轻建筑物的恒载。采用轻质高强 结构材料及轻质填充墙材料,是减轻结构自 重,降低钢筋混凝土框架柱轴雎比的有效方 法,应优先采用。 (2)住扩人截面和提高混凝上强度后, 仍不能满足规范限值的要求时,可采取相关 措施,提高柱r的剪跨比,使剪跨比^>2, 以达到规范的逛性要求。 (3)适当挖捌框架柱轴压比限ffi的潜
辛句没计规范》(‘;BJlo_1989)巾,轴jt:【E限 值均是以钢筋混凝I:框架十t出现受扎钢筋的 屈服为先导的人偏心受Ⅲ破坏的婵论_f『I部分
5,十F的净岛1j截面高度h之比小宜小
j。4。
2混凝{:强度等级 一20一
试验研究结粜为基础嘶槲定的(虬袁I)
万方数据
框架柱轴压比跟值
表1
F}I于箍筋能改善混凝上的受力性能,特
I:l
受艘,文岛、』.很难达到没汁要求


向,随着混凝J二强度等级的提高,泓凝㈨々
极限腰J世变变小,变形能力,蔓差,刈十{=_r的 钽性将产生极为不利的影响,
3轴难比
轴压比指框架柱绀合的轴压力潍讣值与 杜的全截面而积和混凝+r抗Jk强度泄计值乘 积之比值。对考虑抗震口t的水梨¨,在逊彳j‘ 『r截由强度验算之前,白先要对框架柱的轴 雎比进行验算。花有炎的试,翰研究和l:稚震 害的奠践巾已经表明,轴压比对{}4筋混凝1: 框架梓的抗震性能影响很大、在影响钢筋混 凝土框架性延性的众多网素q,,以轴雕l:E所 产乍的影响最为屉菁.,所以,FjfJd《建筑抗 震谩汁规范》((;BJ|l 1989)发《混凝】:结
别是能有效提高混凝{。受雎区边缘的最大心
变e:,凼此,当箍筋含最特征值[^。=(P。
厂、、)//,]越高,柱子的延性提高越夫箍筋的 通过限制框架柱轴佧比,从而保证框架 柱有足够的变形能力,使钢筋混凝土框架柱 在地震作用下不致发生脆性破坏.继『『Ii保证 框架柱“坏而不倒”。在实际工程设计中进 行框架结构抗震分析时,经常出现柱断面由 轴K比限值柬确定的.而柱的配筋往往为构 造配筋,这样容易造成柱的截面很大,不仅 减少了使用空蒯,更重要的是柱的剪跨比减 少,刚度增大,地震反应加大,容易引起柱 了的脆性破坏,对框架柱抗震非常不利。 4.框架柱的剪跨比 从以往的有天资料中得知,剪跨比(^ =H。/2h。)能大体反映出截面卜-弯曲正应 力和剪应力的比例关系,是决定框架柱延性 破坏还是脆性破坏的主导凼素。钢筋混凝土 框架柱剪跨比越人,延性越好“。在一般配 筋情况下,A>2时框架柱在水平剪力下发 生弯l}Ij破坏,对抗震有利;^≤2时,形成 短拄,在水平剪力下剪切破坏。由于剪切破 坏主要是斜截面上的弯剪主拉应力引起的, 受拉纵筋在破坏时有可能还没有进人屈服, 受压区混凝十-存住较人的复合剪应力,加速 混凝士的压溃,使框架柱呈脆性破坏,从而 对结构的延性产生小良影响。 5.纵向钢筋的配筋率 从实际工稃没计中可以得知,增人纵向 锕筋配筋牢对框架柱本身是_彳『利的,在一定 程度r能提高框架柱截面的延性。但是.当 纵向配筋量达一定值时,埘框架柱变形能力 的提高就很4i明姐r.晰}l如果纵向钢筋鼍 过人,容易使柱子产生剪埘破坏或枇结破 坏,使延性变差。因此,抗震规范I{,规定了 框架杜的最小配筋牢.. 6.箍筋的形式和再已箍率
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框架件足框架结构中}要的受力构件, 住抗震规范巾,时榧架柱的没计.提出r很 多的要求 首先,要魍捉高榧架结构的抗震
提高混凝L强度“r以n-4;加人截mI的情 况F提高轴}E比,ff!足如粜采J}】高;*度泓凝
I。,{1|j:日前有些建筑施I:单位的施I:水、卜
性能,必须确保结构有足够的延性,纷件延 性好的框架结构能吸收较多的地震能鞋,抗 震性能就好.所渭延性好,是指受弯构件在 受拉钢筋俑服之前4i广't-『}14凝1.受剪歧受压 的脆性破坏,受,E构件4;产tic受剪的脆性破 土f、。冈此,在进{j榧架结构设计时应遵循 “强往弱桨”的没汁晾则,使甥性铰出现在 粱端,以增强构tq:flq延性。影响{怔架朴延性 的【目索生簦彳『以下儿方面。 l框架柱的截嘲形状 机般fl-的截面形状,将直接影响牡架柱 截面界限破坏时钢筋和{}|!凝I-内应力应变的 分布,怂将严重影响混凝土受脏边缘的极限 限J菠变,为r保证框架址订足够的延性,框 架柱的截断K,I必须在阳个F轴方向的刚度 辑1片小宜太人,矩形牲截向长宽比4j宜超过
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