框架结构“强柱弱梁”影响因素的数值模拟分析

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在世界范围内近10年的地震中,应用较为广泛的混凝土框架结构很多没有实现理想的“强柱弱梁”屈服机制,尤其在罕遇地震中,未能使建筑达到预期的抗震设防目标,人民的生命财产得不到保障。影响“强柱弱梁”屈服机制的因素有很多,主要有现浇楼板、轴压比限值和柱端弯矩增大系数。本文依靠大型通用有限元软件Sap2000,采用Push-over的分析方法进行分析。Push-over也称静力弹塑性分析,是发展较为完善的一种对结构的抗震性能进行评价的分析理论,本文结合我国现行规范,并对比国外的规范和研究现状,来探究如何实现理想的“强柱弱梁”屈服机制。首先建立多层框架模型,施加荷载,进行Push-over分析,通过基底剪力—顶点位移曲线,层间位移和楼层位移曲线来观察结构的屈服的特性,并通过添加塑性铰来模拟构件的屈服,根据塑性铰的数量和塑性铰的发展阶段来判断梁或柱的屈服程度。模拟分析结果显示:现浇楼板跟梁有很好的协调变形能力,现浇楼板的影响不容忽视,可考虑6~8倍有效翼缘宽度。紧扣现行规范的轴压比限值设计形成的是梁铰和柱铰的混合机制,轴压比限值仍有调整的空间。要形成较为理想的“强柱弱梁”,柱端弯矩增大系数的取值应比现行规范大,以三级框架为例,取值为1.5是合适的。同时,梁的超配筋,填充墙也对框架结构的屈服机制有影响。
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