基于柱端不屈服的空間框架柱端彎矩增大系數(shù)取值研究.pdf

1、中國(guó)抗震規(guī)范通過柱端彎矩增大系數(shù)將梁、柱的抗彎承載力拉開一定差距，目的是引導(dǎo)框架在大震下形成以梁端屈服后耗能為主的屈服機(jī)制，梁端屈服型框架有較大的內(nèi)力重分布和能量耗散能力，且抗地震倒塌能力好，因此柱端彎矩增大系數(shù)的合理取值非常關(guān)鍵。按我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)在汶川地震中大多未形成梁端屈服為主的耗能機(jī)制，有的甚至倒塌。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）（以下簡(jiǎn)稱為抗震規(guī)范）對(duì)柱端彎矩

2、增大系數(shù) c?有了較大幅度的提高，那么到底多大的柱端彎矩增大系數(shù)才是上限，也就是大震下柱端截面不屈服需要多大的柱端彎矩增大系數(shù)值仍是有待研究的問題。
　　本文按照2010版抗震規(guī)范設(shè)計(jì)了7度0.1g區(qū)空間框架結(jié)構(gòu)，在建立非線性模型時(shí)，人為提高柱縱筋屈服強(qiáng)度，使得其在大震下不屈服，其它材料則正常模擬。采用SRSS譜選波法選取30組地面運(yùn)動(dòng)記錄，對(duì)結(jié)構(gòu)分別輸入所選的地面運(yùn)動(dòng)記錄，提取除底層柱底截面以外柱端截面的內(nèi)力時(shí)程，對(duì)內(nèi)力時(shí)程采用

3、基于截面不屈服的雙向偏壓程序求解配筋。
　　用MATLAB編制《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）提供的兩種計(jì)算雙向偏壓截面承載力的計(jì)算程序，包括倪克勤公式和附錄 E中的計(jì)算方法，同時(shí)解決了迭代初始值的取值問題。根據(jù)截面屈服的定義對(duì)基于極限狀態(tài)的雙向偏壓程序基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，得到了基于截面不屈服的雙向偏壓截面配筋計(jì)算程序。用OpenSees軟件對(duì)上述MATLAB自編程序進(jìn)行校核，結(jié)果證明該自編程序準(zhǔn)確度高。
　　

4、根據(jù)基于截面不屈服的雙向偏壓程序和大震下各柱端截面的內(nèi)力時(shí)程計(jì)算得到截面縱筋面積，由此可以反推出截面不屈服所需的柱端彎矩增大系數(shù) c。最后本文按照建議的柱端彎矩增大系數(shù)取值重新設(shè)計(jì)框架，對(duì)框架輸入大震水準(zhǔn)的多組地震波，考察了框架在地震下的反應(yīng)，并評(píng)價(jià)了建議系數(shù)的性能控制效果。
　　通過上述工作，本文得到如下結(jié)論：
　?、倏蚣苤椿诖笳鹚疁?zhǔn)不屈服的性態(tài)水準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算柱截面承載力更合理的是采用基于截面不屈服的設(shè)計(jì)方法，當(dāng)?shù)卣?/p>

5、動(dòng)是雙向地震波輸入時(shí)，計(jì)算柱截面的承載力可采用本文所編的基于截面不屈服的雙向偏壓程序。
　?、谄矫嫖恢脤?duì)稱的柱子其所需求的柱端彎矩增大系數(shù)基本一致，節(jié)點(diǎn)的上、下柱端不屈服所需求的柱端彎矩增大系數(shù) c不一樣。按照抗震規(guī)范式6.2.2-1調(diào)整柱端承載力，角柱的各柱端截面 c 需求普遍較小，中柱的各柱端截面 c需求普遍較大。
　　③對(duì)于7度0.1g區(qū)的框架，按照抗震規(guī)范的式6.2.2-1計(jì)算柱端承載力時(shí)，計(jì)算所得的c 普遍較現(xiàn)有規(guī)