現(xiàn)澆樓板對框架結(jié)構(gòu)柱梁強(qiáng)度比及影響研究-在線瀏覽
2024-10-03 09:49本頁面
【正文】 由此可見，是否考慮樓板參與框架梁端的抗彎承載力貢獻(xiàn)，對能否滿足“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則有很大的影響。Ehsani等人[5]曾進(jìn)行過一組對比試驗(yàn)，對有、無樓板和直交梁的足尺邊節(jié)點(diǎn)各6個(gè)進(jìn)行對比；對于帶樓板和直交梁的節(jié)點(diǎn)，盡管在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了梁的每側(cè)有兩根樓板縱向鋼筋參與梁的受力，并以此為基礎(chǔ)對柱的抗彎承載力按柱梁抗彎強(qiáng)度比，造成塑性鉸在板面以上的上柱端形成；French[6]統(tǒng)計(jì)了13個(gè)中節(jié)點(diǎn)和7個(gè)外節(jié)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，發(fā)現(xiàn)不考慮樓板的計(jì)算承載力比考慮樓板作用的實(shí)測承載力分別低了25%和17%。Ehsani等人曾建議在實(shí)際結(jié)構(gòu)中對于帶樓板和直交梁的節(jié)點(diǎn)，且在計(jì)算梁的抗彎承載力時(shí)，應(yīng)考慮主梁每側(cè)至少一倍梁寬范圍內(nèi)的樓板縱向鋼筋參與受力。有研究表明[10]，柱梁強(qiáng)度比對于單軸加載和雙向加載節(jié)點(diǎn)須分別達(dá)到2和3以上，才能保證塑性鉸不會(huì)在柱中出現(xiàn)。綜上所述，合理考慮樓板對梁的承載力影響對保證“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)原則有著重要的意義。后一種方法由于精度可靠，目前運(yùn)用較為廣泛。影響有效翼緣寬度的因素眾多，包括節(jié)點(diǎn)類型、樓板配筋量、側(cè)向變形量、加載制度、直交梁剛度、邊界條件、板的長寬比以及板的鋼筋分布等[6],[11~12]。我國吳勇[13]等通過對新規(guī)范設(shè)計(jì)的框架進(jìn)行計(jì)算分析后，%，同時(shí)借鑒東南大學(xué)的實(shí)驗(yàn)實(shí)測結(jié)果后建議取梁每側(cè)6倍板厚范圍作為板的有效寬度。另外，在計(jì)算柱的抗彎能力時(shí)，軸壓引起的柱抗彎能力的下降也必須加以考慮[5]。新西蘭規(guī)范則規(guī)定在確定梁的設(shè)計(jì)所需的負(fù)彎矩鋼筋時(shí)，可以考慮板有效寬度范圍內(nèi)的與梁肋平行的板內(nèi)鋼筋作為負(fù)彎矩受拉鋼筋的組成部分，梁端所需負(fù)彎矩鋼筋面積為除去相應(yīng)樓板鋼筋承載力貢獻(xiàn)后的受拉鋼筋面積[13]。同時(shí)為簡化起見，邊節(jié)點(diǎn)也采用與內(nèi)節(jié)點(diǎn)相同的柱端配筋量。同時(shí)根據(jù)新西蘭規(guī)范的規(guī)定，考慮樓板鋼筋后可以減少相應(yīng)的梁端負(fù)彎矩區(qū)受拉鋼筋面積。兩個(gè)對比模型推覆所得基底剪力頂點(diǎn)位移曲線見圖6，塑性鉸分布圖見圖7。三個(gè)模型達(dá)到最大承載力之后都迅速進(jìn)入軟化，并沒有出現(xiàn)無樓板框架較長的延性變形區(qū)段（見圖3），說明樓板的存在限制了梁端塑性鉸的充分變形，使柱鉸的更容易出現(xiàn)，對框架整體的側(cè)向變形能力產(chǎn)生較大的影響；從圖7 的塑性鉸分布也可以看出，對比模型框架失效時(shí)雖然出現(xiàn)了大量梁鉸，但是除去底層柱底外其他柱端仍有少部分柱鉸出現(xiàn)，這說明雖然兩個(gè)對比模型比原有樓板框架模型有改善，但對比模型結(jié)構(gòu)柱的強(qiáng)度和變形能力仍不能使結(jié)構(gòu)整體達(dá)到理想的“強(qiáng)柱弱梁”，這主要是由于以下兩方面原因造成的，一是樓板影響框架梁的范圍隨著層間變形的增大而增大，僅考慮6 倍板厚仍偏小，框架梁端的實(shí)際承載力仍比計(jì)算值大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)節(jié)點(diǎn)柱鉸較早出現(xiàn)，雖然抗側(cè)承載力提高，但延性不足；二是設(shè)計(jì)時(shí)未考慮柱軸力對柱抗彎承載力的削弱作用，且框架柱端彎矩增大系數(shù)值較低，因而框架柱，特別汶川地震建筑震害調(diào)查與災(zāi)后重建分析報(bào)告, 北京中國建筑工業(yè)出版社, , 北京, 263271.6是內(nèi)節(jié)點(diǎn)柱在軸力和彎矩的共同作用下仍顯得十分薄弱，結(jié)構(gòu)未能實(shí)現(xiàn)充分的梁鉸變形機(jī)制。00 頂點(diǎn)位移角基底剪重比有樓板框架對比模型一對比模型二圖6 對比模型推覆曲線比較梁鉸柱鉸（a）對比模型1 （b）對比模型2圖7 對比模型塑性鉸分布圖5．結(jié)論和建議本文通過對有、無樓板的兩個(gè)框架模型的計(jì)算比較，并根據(jù)國內(nèi)外的有關(guān)研究結(jié)果和國外規(guī)范的規(guī)定，得到以下結(jié)論：(1) 樓板對框架梁的剛度和承載力，特別是負(fù)彎矩承載力的影響很大。(2) 按我國現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)，在實(shí)際結(jié)構(gòu)中并不一定能保證“強(qiáng)柱弱梁”的破壞機(jī)制。(3) 考慮樓板鋼筋參與受彎，可將其考慮為“超配”鋼筋，并進(jìn)一步提高框架的柱梁強(qiáng)度比值，以保證實(shí)際抗震結(jié)構(gòu)中帶樓板的梁端抗彎承載力小于柱端抗彎承載力，其具體取值仍需進(jìn)一步深入研究。樓板的有效影響寬度影響因素較多，我國規(guī)范若采用該方法等效考慮樓板影響，對不同節(jié)點(diǎn)的有效影響寬度的具體取值還需進(jìn)一步深入總結(jié)研究。(5) 除本文考慮的樓板對框架梁的增強(qiáng)作用外，實(shí)際結(jié)構(gòu)還存在其它可能導(dǎo)致框架梁剛度和承載力增大的因素，如填充墻、梁柱實(shí)際剛度比等，需進(jìn)一步開展分析研究。參考文獻(xiàn)[1] GB500112001, 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明[S]. 中國建筑工業(yè)出版社, 北京, 2002.[2] GB500
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