RC框架结构强柱弱梁影响因素分析及设计建议.doc

RC框架结构强柱弱梁影响因素分析及设计建议摘要“强柱弱梁”屈服机制是RC框架结构的抗震设计原则。但由于现浇楼板和填充墙等因素的影响,很多实际RC框架结构无法实现这种屈服机制。本文阐述了实现“强柱弱梁”屈服机制的主要影响因素,研究了引起梁实际抗弯能力超强的原因,并提出改进建议和抗震设计建议,以期指导框架结构的抗震设计,真正实现“强柱弱梁”设计要求,为“强柱弱梁”框架结构设计提供理论依据。关键词框架结构强柱弱梁现浇楼板填充墙隔震中图分类号::A文章编号:,但由于其整体结构刚度小、冗余度低,造成其抵抗强震和抗倒塌能力弱,在强震中易造成较大损失,震后修复困难,修复费用较高。按照多层钢筋混凝土框架柱抗震概念设计的要求,结构应具有多道抗震防线,其中的一个原则是“强柱弱梁”。“强柱弱梁”机制结构至少存在两道抗震防线:1)从弹性阶段到部分梁出现塑性铰;2)从梁塑性铰发生较大转动到柱根部破坏。在这两道防线之间,结构的弹塑性变形能消耗掉大量的地震输入能量。“强梁弱柱”现象在钢筋混凝土框架结构中出现,我国《建筑抗震设计规范》(GB50011―2010)给出了如何实现“强柱弱梁”的相关规定,具体内容如下:针对一、二、三、四级框架的梁柱节点处,,柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:(JGJ3-2010)《高层建筑混凝土结构技术规程》(GB50010-2010)《混凝土结构设计规范》。,震害严重且有多种破坏形态。如图1:图1强梁弱柱破坏情况文献[1]的研究表明绝大多数的震害都表现为柱铰破坏,其中底层柱的破坏比例最大。“强梁弱柱”屈服机制的具体原因有诸多方面:首先是现浇楼板对框架梁的增强作用。主要体现在两方面:1)梁端承受正弯矩时,楼板和框架梁共同组成T形截面,增加了框架梁的受压区宽度,进而增加梁端抗弯承载力和抗弯刚度;2)梁端承受负弯矩时,楼板内配筋相当于增加了框架梁的负弯矩筋,也会显著增强框架梁的抗负弯矩承载力。在很多设计中,没有考虑现浇楼板的平面外刚度,忽略了楼板对梁刚度和强度上的提高,造成了框架梁的“超强”现象,最终出现了“强梁弱柱”型的破坏形式。《建筑抗震设计规范》(GB50011―2010):当计算梁端抗震受弯承载力时,若计入楼板的钢筋,且材料强度标准值考虑一定的超强系数,则可提高框架结构“强柱弱梁”的程度。但对如何考虑楼板的影响,却没有更具体的规定。文献[5]和[6]的研究表明,楼板内的钢筋会使框架梁的实际抗弯能力增大20%~30%,对于大多数情况下的二、三级框架,这种增大幅度都已超过《建筑抗震设计规范》(GB50011―2010)。若再考虑其它因素所引起的框架梁的超配筋情况,则一级框架也可能满足不了《抗震规范》“强柱弱梁”的要求。目前结构设计常规做法中,一般不直接考虑楼板的平面外刚度,只是通过放大框架梁刚度的方法来近似考虑楼板平面外的刚度,一般将中梁和边梁的