鋼筋混凝土的抗震性能設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-10 20:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由度體系由于在地震作用下，逐步形成塑性鉸，且不是單一的，導(dǎo)致Rμ 關(guān)系不像單自由度體系一樣明確。 （ 3） 單自由度體系在塑性鉸形成后，在更大的地面運(yùn)動輸入時，體系抵抗水平地震力的相對裕量不大。 （ 4） 多自由度體系，多自由度體系，當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動使其達(dá)到屈服水準(zhǔn)后，通常只在很少幾個塑性區(qū)進(jìn)入屈服后狀態(tài)，在更大的地面運(yùn)動輸入后， 其余多數(shù)塑性鉸是在結(jié)構(gòu)更大的側(cè)向變形過程中陸續(xù)形成的，抗水平力能力隨側(cè)向位移的增加而增長，體系抵抗水平地震力的相對裕量大。 ？體系超強(qiáng)對結(jié)構(gòu)帶來的影響 （ 1） 多次超靜定體系多自由度體系在抗水平力逐步增大的過程中，把抗豎向荷載的能力維持到整體延性能力所及的或者相對更大的塑性變形狀態(tài)。這一混凝土抗震性能設(shè)計 ~ 7 ~ 現(xiàn)象叫做體系超強(qiáng)。 （ 2） 體系超強(qiáng)的影響：帶來影響：對于單自由度體系結(jié)構(gòu)來說，從縱筋屈服到體系失效，抗力增大幅度有限，而且只能形成一個塑性鉸，失效過程相對較快；而多自由度體系結(jié)構(gòu)由于存在體系超強(qiáng)，構(gòu)件 首批次達(dá)到屈服時，考慮材料平均值等因素，基底剪力一般大于“小震”水平，且達(dá)到屈服的構(gòu)件數(shù)量一般較少，在失效過程中塑性鉸陸續(xù)出現(xiàn)，從而使得結(jié)構(gòu)的側(cè)移和抗力均有所增大，因此具有體系超強(qiáng)的結(jié)構(gòu)具有更高的抵抗地震作用的承載力儲備。 ① 體系的超強(qiáng)不僅影響體系的 R 值，也影響構(gòu)件的 181。值。 （ PPT 總結(jié)） 楊紅 PPT 42 P25 總結(jié) 2 更多的是“保障結(jié)構(gòu)延性性能的能力設(shè)計”的設(shè)計過程。 換一個問題問：“結(jié)構(gòu)能表現(xiàn)出好的抗震能力的原因”答案可以由42P11 滿足三水準(zhǔn) 的原因 +老白講義 P78 ① ② ，對鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能影響 （ 1） 對于鋼筋本身來說： ○ 1 屈曲后縱筋的受壓強(qiáng)度會降低。 ○ 2 屈曲后縱筋的彎曲部位將形成很大的局部應(yīng)變。 ○ 3 屈曲后再重新受拉（地震下的反復(fù)受力），縱筋更容易拉斷。 ○ 4 屈曲 后會對相應(yīng)位置的箍筋形成擠壓，導(dǎo)致箍筋提早拉斷。 （ 2） 對于柱中的受壓鋼筋屈曲，則為受壓區(qū)混凝土的提前壓潰創(chuàng)造了條件。受壓鋼筋壓屈 ，則把全部壓力傳給混凝土，從而造成混凝土的提前壓潰。 （ 3） ？鋼筋的包興格效應(yīng)對構(gòu)件抗震性能的影響 （ 1） 當(dāng)鋼筋第一次不論受壓還是受拉進(jìn)入屈服后狀態(tài)之后，若卸去應(yīng)力并反向加載時，則在應(yīng)力未超過大約 屈服應(yīng)力之前，鋼筋任為理想彈性，超混凝土抗震性能設(shè)計 ~ 8 ~ 過大約 倍屈服應(yīng)力后，鋼筋將表現(xiàn)出越來越明顯的塑性，直到達(dá)到屈服應(yīng)力，在鋼筋屈服后應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系仍與一次單調(diào)受力相同。這個現(xiàn)象叫做鋼筋的包興格效應(yīng)。 （ 2） 鋼筋混凝土構(gòu)件梁，柱，剪力墻中的鋼筋，在地震反復(fù)作用下，受拉或者是受壓屈服都將表現(xiàn)出包興格效應(yīng)。此時當(dāng)鋼筋 受力超過 倍屈服應(yīng)力時，鋼筋的變形模量（剛度）會隨著應(yīng)力增加而顯著降低。導(dǎo)致構(gòu)件的剛度下降，構(gòu)件的反應(yīng)位移加大。 （ 3） 對于柱中的縱筋，由于包興格效應(yīng)導(dǎo)致變形模量降低，在受壓以及混凝土保護(hù)層脫落，箍筋間距不足時，容易發(fā)生局部失穩(wěn)，最終導(dǎo)致混凝土的突然壓潰。 （ 4） 錨固段縱筋在循環(huán)加載下逐漸受拉屈服后，粘結(jié)滯回曲線的剛度退化由于受到鋼筋的包興格效應(yīng)影響而逐漸降低。 （ 1） 混凝土的裂面再接觸效應(yīng)，是混凝土在反復(fù)拉壓受力下產(chǎn)生的。 （ 2） 混凝土一向受拉開裂后，卸載，部分拉應(yīng)變恢復(fù)。當(dāng)反向加載時，由于剪力 存在，裂縫兩個界面有錯動，裂縫再接觸有一個過程，混凝土的剛度，隨著裂面接觸的程度加深而提高。 （ 3） 混凝土的裂面再接觸效應(yīng)加上鋼筋的內(nèi)力偶關(guān)系，將會對梁，柱滯回性能產(chǎn)生捏縮影響。 （ 1） 鋼筋與混凝土粘結(jié)性能在滯回受力下，捏縮現(xiàn)象嚴(yán)重，這是高粘結(jié)應(yīng)力段在反復(fù)受力后產(chǎn)生的大滑移狀態(tài)，此時加載剛度為零，形成對抗震性能非常不利的空滑現(xiàn)象。鋼筋的包興格效應(yīng)導(dǎo)致加載段滯回曲線的剛度退化。 （ 2） 反復(fù)受力的最大粘結(jié)應(yīng)力比一次受力時明顯降低（抗震設(shè)計的錨固長度和搭接長度都比非抗震設(shè)計時偏長的原因） （ 3） 曲線正反循環(huán)所 包圍的面積小，粘結(jié)滑移耗能差。 混凝土抗震性能設(shè)計 ~ 9 ~ ，鋼筋粘結(jié)性能的影響因素（聯(lián)系 44 節(jié)點鋼筋粘結(jié)性能） （ 1） 鋼筋的表面形狀：肋的幾何形狀，肋的間距，鋼筋表面 /體積比 （ 2） 混凝土的保護(hù)層厚度：厚度約厚，粘結(jié)性能越好。 （ 3） 混凝土的抗壓抗拉性能 （ 4） 鋼筋的錨固長度，布置方式。 （ 5） 剪力（剪切變形）：界面處混凝土破碎，混凝土的裂縫，剪切變形都將導(dǎo)致粘結(jié)性能的退化。 （ 6） 加載方法和加載歷程：粘結(jié)應(yīng)力不超過比例極限的次數(shù)不多的反復(fù)加載下，粘結(jié)性能不會退化，一旦應(yīng)力較大，鋼筋的粘結(jié)性能將明顯退化。 （ 7） 箍筋：箍筋可以約束混凝土斜裂縫的開展和加寬， 從而間接提高鋼筋的粘結(jié)性能。 （ 8） 剪壓比和軸力：軸壓比小時，增加軸壓力，可以提高節(jié)點區(qū)鋼筋的平均粘結(jié)應(yīng)力，軸壓比過大時，粘結(jié)應(yīng)力會降低。剪壓比過大時，導(dǎo)致梁縱筋較多，從而錨固環(huán)境不利，平均粘結(jié)應(yīng)力降低。 （節(jié)點區(qū)域） （對柱滯回反應(yīng)的影響因素） （ 1） 軸壓比： ○ 1 柱子隨著軸壓比的增大，位移延性逐 步減小。 ○ 2 柱子隨著軸壓比的增大，左右受拉區(qū)的裂縫寬度變小，滯回圈變得更加飽滿，即曲線的再加載段的捏攏（剛度先小后逐步增大的現(xiàn)象）現(xiàn)象逐步減弱直至消失。對耗能有利 ○ 3 隨著軸壓比的增大，縱筋在受拉屈服后，柱的抗彎承載力隨受壓區(qū)應(yīng)力圖形變化會有較快的增長，即滯回骨架線在屈服后上升變快，但達(dá)到峰值后由于保護(hù)層混凝土剝落，隨后混凝土壓潰而迅速下降。 ○ 4 隨著軸壓比的增加，斜彎效應(yīng)影響降低，塑性鉸區(qū)相對減短，對耗能不利。 （ 2） 約束箍筋 ： ○ 1 約束箍筋可以提高混凝土的強(qiáng)度，提高混凝土的極限壓應(yīng)變，混凝土抗震性能設(shè)計 ~ 10 ~ 從而增加柱子的延性。 ○ 2 箍筋間距，直徑，類
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