钢筋混凝土框架梁“强剪弱弯”设计的概率分析

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“强剪弱弯”是保证钢筋混凝土框架梁延性的重要措施之一,目前有关的设计方法主要是根据工程经验而建立的。有部分学者尝试通过概率分析评价目前的设计方法,但在方法和概念上存在着明显的不足。本文以概率理论和结构可靠度理论为基础,重点研究现行国家标准GB50011-2001的钢筋混凝土框架梁“强剪弱弯”的设计方法,目的是明确目前“强剪弱弯”设计方法所隐含的保证概率,并根据分析结果提出改进钢筋混凝土框架梁“强剪弱弯”设计方法的建议。论文的主要研究工作和成果包括:(1)阐述了钢筋混凝土框架梁可靠度分析和延性抗震设计方法的概况,对比分析了国家标准GBJ11-89和GB50011-2001中的钢筋混凝土框架梁的延性设计方法。(2)提出钢筋混凝土框架梁“强剪弱弯”的概率分析方法。根据剪切破坏和弯曲破坏在“强剪弱弯”中的关系,建立了能够准确反映框架梁“强剪弱弯”工程意义的功能函数,通过概率运算确定了各影响因素的概率分布和参数,建议以可靠指标度量框架梁“强剪弱弯”的保证概率。(3)分别针对办公楼和住宅,系统地分析了活荷载与恒荷载标准值的比值ρ1、重力荷载代表值与地震作用标准值的比值ρ2、实际抗弯承载力与计算抗弯承载力的比值α、剪力增大系数ηVb等对框架梁“强剪弱弯”可靠指标的影响,明确了目前框架梁“强剪弱弯”设计方法隐含的可靠度水平。(4)根据校准法的思想,通过综合评价目前框架梁“强剪弱弯”设计方法隐含的可靠度水平,分别提出一、二、三级框架梁“强剪弱弯”设计的目标可靠指标,为框架梁“强剪弱弯”的概率分析提供了控制目标。(5)通过对可靠指标的考核,指出目前“强剪弱弯”设计方法在适用范围方面所存在的不足,并根据提出的目标可靠指标,提出一、二、三级框架梁剪力增大系数的修改意见。论文提出的钢筋混凝土框架梁“强剪弱弯”的概率分析方法具有坚实的理论基础,克服了目前分析方法存在的理论缺陷;提出的目标可靠指标明确了框架梁“强剪弱弯”设计的概率控制标准,据此提出的剪力增大系数的修改意见可为我国相关标准的修订提供参考。
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