竖向荷载作用下现浇楼板对梁抗弯承载力影响的试验与研究

摘要

历次强震震害调查发现，现浇钢筋混凝土框架结构的破坏机制大多为“柱铰型”而非“梁铰型”，即“强梁弱柱”，与我国抗震设计规范(GB50011-2001)的“强柱弱梁”设计思想相反。本文在总结各国研究成果的基础上，研究了板对梁的作用原理。本文的主要工作包括： (1)将我国抗震设计规范规定的钢筋混凝土框架结构柱端弯矩放大系数与新西兰、美国、欧共体等几个国家的抗震设计规范中规定的柱端弯矩放大系数相对比，指出我国规范的不足之处。 (2)分析各国已有的研究成果，重点研究板对梁的作用原理以及影响板参与梁端受力的几个主要因素。 (3)进行了4个系列的大型现浇钢筋混凝土框架结构模型试验研究。 (4)在对试验结果分析和理论分析的基础上，验证了试验前期的理论分析，并提出了框架梁梁端受拉钢筋配筋面积的修正公式。 (5)通过对柱端弯矩放大系数的研究分析，对现浇钢筋混凝土框架结构的梁柱节点提出了具体的抗震设计建议。 本文的主要结论和研究成果如下： (1)我国抗震设计规范在计算梁端的受弯承载力时应考虑板筋作用。 (2)提出了框架梁梁端受拉钢筋配筋面积的修正公式。 (3)为了更好地实现“强柱弱梁”的设计思想，梁端的受弯承载力应按实配的正截面抗震受弯承载力而非我国抗震设计规范采用的弯矩设计值。 (4)结构处于弹性状态下，梁板刚度比越大，板对梁的受力影响越小；结构进入弹塑性状态以后，梁板的配筋率比值K越大，板对梁的受力影响越小。 (5)对现浇钢筋混凝土框架结构的梁柱节点提出了具体的抗震设计建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2现浇板对梁作用的国内外相关研究成果

1.3本论文的研究内容和目的

1.4本论文的结构

第二章各国抗震设计规范实施“强柱弱梁”设计准则规定

2.1我国规范(GBJ50011-2001)的规定

2.2欧共体EC8规范的规定

2.3新西兰NZS3101(1995)规范的规定

2.4美国ACI318-99规范的规定

2.5各国规范的比较

2.5.1各国规范的相同点

2.5.2各国规范的不同点

2.5.3各国规范之间的对比

2.6本章小结

第三章板对梁受力影响的理论分析

3.1震害分析

3.2板对梁作用的原理分析

3.3国外规范对板筋参与梁端负弯矩受力的规定

3.3.1新西兰NZS3101(1995)规范

3.3.2美国ACI318-99规范

3.3.3加拿大CSA规范

3.3.4欧共体EC8规范

3.4各国规范的不足

3.5影响板参与梁端受力因素的理论分析

3.5.1板的刚度

3.5.2梁板的配筋率比

3.5.3直交边梁的刚度

3.5.4板内的横向钢筋

3.5.5板筋的锚固

3.6本章小结

第四章现浇钢筋混凝土框架结构模型试验研究

4.1试验概述

4.2试验目的

4.3试件设计

4.3.1构件截面尺寸的设计

4.2.2截面尺寸

4.4试验方案

4.4.1加载方案

4.4.2数据采集

4.3.3材料特性

4.5模型三、模型四的试验现象及分析

4.5.1说明

4.5.2模型三梁板的试验现象

4.5.3模型三结构模型的破坏特征

4.5.4模型四梁板的试验现象

4.5.5模型四结构模型的破坏特征

4.5.6试验三、模型四的试验现象分析

4.5.7模型三结构模型的破坏特征分析

4.5.8模型四结构模型的破坏特征分析

4.6模型三、模型四的试验结果数据及分析

4.6.1模型三、模型四梁钢筋应变测点的试验结果数据(图4-83，84)

4.6.2梁的钢筋应变结果数据分析

4.6.3模型三、模型四板钢筋应变的数据结果分析

4.6.4模型三、模型四梁板的挠度变形分析

4.7本次试验的不足

4.8本章小结

第五章板对梁端受力影响的试验结果数据分析

5.1框架梁梁端弯矩的“P-K”曲线

5.1.1 RESPONSE-2000简介

5.1.2材料本构关系

5.1.3框架梁梁端弯矩的“P-K”曲线图

5.2影响K值因素的分析和研究

5.2.1板的刚度

5.2.2梁板的配筋率比N

5.2.3直交边梁的刚度

5.3本章小结

第六章梁端实配受拉钢筋配筋面积的修正公式

6.1梁端实配受拉钢筋面积As

6.2梁端受弯承载力与配筋率的关系

6.3梁端实配受拉钢筋面积As的配筋计算(方法一)

6.3.1梁端弯矩比值K与梁板配筋率比值N的简化公式

6.3.2梁端实配受拉钢筋面积As的配筋计算

6.4梁端实配受拉钢筋面积As的配筋计算(方法二)

6.5两种方法的比较

6.6算例

6.6.1梁板的计算配筋

6.6.2内梁中支座处受拉钢筋的实际配筋

6.7本章小结

第七章梁柱节点的抗震设计建议

7.1我国规范柱端弯矩放大系数ηc包含的内容

7.2我国规范ηc没有包含的内容

7.3我国规范与新西兰规范ηc的再对比

7.4梁柱节点的抗震设计建议

7.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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