试论框架结构构件对整体抗震性能影响.doc

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1、试论框架结构构件对整体抗震性能影响摘要：近几年我国各地地震频发，在给人民生命财产安全造成严重危害的同时，也给我国的国民经济发展带来巨大的影响，如何加强房屋的抗震性能，将震害降至最低,成为当前防震、抗震的迫切要求。框架结构作为目前比较常见的结构形式，广泛应用于各类建筑之中，与人们的生产生活息息相关。笔者从梁、板、柱、填充墙等组成框架的构件分析它们对框架结构抗震性能的影响，从而有针对性地采取措施，提高框架结构的抗震性能。关键词：框架结构；梁板柱；填充墙；抗震性能中图分类号：TU323文献标识码：A1框架结构的特点框

2、架结构，指由梁和柱以刚接或者较接相连构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同承受使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用。框架结构的主要优点：釆用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，自重轻，有利于抗震，节省材料;空间分隔灵活，利于根据需要安排较大空间；梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，缩短施工工期。该结构体系的缺点有：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强震作用下，结构产生较大水平位移，易造成严重的非结构性破坏；不适宜建造

3、高度较大的高层建筑。2框架结构的震害破坏机理发生震害时，在水平作用力下，框架节点核心区受到斜向压力和与之正交的斜向拉力的共同作用，当斜向拉力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面产生斜裂缝，而水平作用力反向作用时，另一方向将产生斜裂缝，从而形成交叉裂缝，造成核心区混凝土的承载力和刚度逐渐降低。梁纵向钢筋在节点的一侧受压，另一侧受拉，通过框架节点后纵筋应力在节点核心区产生了很高的黏结应力，随着弯矩的增加，框架节点核心区混凝土产生较宽的裂缝，直至破碎脱落，黏结力逐渐消失，钢筋产生较大滑移；当节点核心区的黏结力完全失去时，

4、钢筋发生黏结锚固破坏，梁相对柱产生较大转动，形成塑性较。框架节点刚度急剧降低，由此产生侧向位移，导致柱抗弯承载力的相应降低。3震害中框架结构的破坏表现我国“5.12”大地震后，笔者通过对震后北川老县城工程的相关图片、资料进行观察、分析，认为此次地震中框架结构的震害主要反映在以下几个方面：%1框架结构首层震害，主要表现为底部楼层侧移，导致整栋楼坍塌。%1柱剪切破坏，梁柱节点区破坏。%1未能实现“强柱弱梁”的屈服机理，柱端部出现塑性钱。%1填充墙和维护结构严重开裂和破坏，造成短柱剪切破坏。下面笔者分别从梁、板、柱、

5、填充墙等框架组成构件进行分析。3.1楼板的影响由于楼板与框架梁同时浇筑，两者间的结合密切，协同工作能力强，能够明显提高梁的抗弯能力。这是由于，梁端承受正弯矩时，楼板和梁组成T型截9增大了梁的受压区宽度，从而增强了梁的抗弯刚度和承载力；梁端承受负弯矩时，楼板内的配筋相当于增多了梁的负弯矩筋，从而增强了梁的抗负弯矩能力。虽然《建筑抗震设计规范》对如何考虑楼板的影响没有具体说明，但6.2.2条文说明指出，当计算梁端受弯承载力时，若计入楼板内的钢筋，且材料强度标准值考虑一定的超强系数，则可以提高框架结构的“强柱弱梁”程

6、度。国内通常做法是，在考虑到楼板对梁抗弯能力提高时，将中梁和边梁的刚度放大到框架梁矩形截面刚度的2倍和1.5倍。有研究表明，楼板内的钢筋会使梁的实际抗弯承载力增大20%〜30%,有些情况下甚至可能增大1倍左右。框架柱的影响“5.12”大地震中，多数框架结构柱太细，致使框架柱容易出钱，发生折断。这往往是由于框架柱截面尺寸过于逼近轴压比限值造成的。我国相关规范中框架柱轴压比限值规定过高，致使框架柱的截面尺寸偏小，刚度偏小，柱梁刚度比偏小，柱端抗弯力臂较小，不能保证柱端受弯承载力，不利于实现''强柱弱梁”的屈服机制。

7、同时，因轴压比限值过髙，底部框架柱轴力已基本达到界限值，当遇到罕见的强震，柱轴力会进一步增大，超过轴力界限值而成为小偏心受压，从而导致柱弯承载力的降低。“5.12”大地震时，竖向地震动加速度高于水平地震动加速度，在水平和竖向双向作用力下很容易超过轴压比限值，造成框架柱的破坏。对于框架结构来说，地震力沿建筑物的横向作用时，地震力所产生的倾覆力矩使房屋两端山墙上的柱一端受拉、一端受压，经与重力荷载产生的轴力叠加后，两端山墙上柱的轴压比一端大为减小，另一端大为增加，由于横向长度小于纵向长度，这时两端山墙上柱轴压比的减

8、小值和增加值都大于地震力沿建筑物纵向作用时柱轴压比的增加值和减少值，而由于框架柱的剪力不变，轴压比降低，所以剪重比迅速加大，框架柱易于破坏。参照抗震理念比较先进的日本，其规范对柱轴压比限值的规定约为0.33,比我国的轴压比限值0.7〜0.9低得多。3.3框架梁的影响对框架梁而言，常见的弊病是梁的跨度和荷载过大使得梁截面尺寸相应增大。根据《建筑抗震设计规范》，在强震作用下，框架结构实现“