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保证框架结构构件间刚度匹配比值的模拟研究

2012-12-31郑毅王彬

中华建设科技 2012年10期

【摘要】从地震震害的调查中发现,抗震设计要求的钢筋混凝土框架结构的梁铰机制没有出现,而是出现了大量的柱铰机制,没有实现强柱弱梁,本文采用MIDAS/GGEN有限元软件,对框架结构构件间刚度匹配比值进行模拟,从而得到其合理的刚度匹配比值,保证了强柱弱梁的实现。

【关键词】刚度匹配比值;构件;模拟研究

1.问题的提出

(1)从汶川大地震的震害调查中发现,抗震设计要求钢筋混凝土框架结构的“梁铰机制”没有出现,而是出现了大量的“柱铰机制”,即没有实现“强柱弱梁”。我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)定义的“强柱弱梁”是指,节点处梁端实际受弯承载力∑aby和柱端实际受弯承载力∑acy之间满足不等式∑Macy>∑Maby。但是由于填充墙、楼板、梁端钢筋超配等因素的影响,使梁端受弯承载力增大,在罕遇地震下框架形成的是“强梁弱柱”,即∑Macy<∑Maby。对此国内外很多研究机构、学者进行了大量研究,其结论表明:通过采用不同的柱端弯矩增大系数,保证结构在罕遇地震下形成“梁铰机制”或“梁、柱混合铰机制”。

(2)本研究按现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),设计了从7度区~9度区一系列典型框架,设计过程中采取了相应措施,避免造成梁端受弯承载力超强。利用弹塑性动力时程分析程序MIDAS/GEN为平台,选取了基于柔度法的纤维模型,建立构件的本构关系、材料的本构关系,定义塑性铰的类型,选择适当的地震波,对空间框架进行了罕遇地震作用多波输入下的弹塑性动力时程反应分析。……

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