地震作用下框架结构柱头破坏的影响因素研究

摘要

在钢-混框架结构的抗震设计中，按照“强柱弱梁”的设计概念，在地震发生时，钢-混框架结构应首先出现梁端塑性铰，完全不出现柱端塑性铰或者在梁端塑性铰发展完全后，出现少量柱端塑性铰，且同一根柱的柱头柱脚不同时出现塑性铰。但是，通过阅读大量的汶川地震的震害分析发现，在汶川地震中，许多钢-混框架结构都发生了柱头破坏，而梁端却完好无损，这种“强梁弱柱”式的破坏形式中，柱端塑性铰为主要的耗能部位，降低了结构的延性，而且柱端破坏过多易造成结构倒塌。有许多学者对这种“强梁弱柱”式破坏进行了研究，提出了造成这种形式破坏的一些原因，主要原因有：现浇混凝土楼板、填充墙、轴压比限值、梁的跨度、竖向地震作用等。本文选择了竖向地震作用、板的存在与否和板的配筋作为影响因素进行研究。得出的主要结论如下：
　　1．影响结构破坏形式的最主要因素是地震作用的离散性，同一结构在不同地震作用下得到的结果相差甚大，但在同一地震作用下，不同结构的计算结果相差相对来说小很多。
　　2．在同一水平地震作用下，是否考虑竖向地震作用对结构的最终破坏形式影响不大，但三向地震作用下结构各层的最大层间位移角均小于双向地震作用下结构各层的最大层间位移角，从大体上看，三向地震作用下结构的柱梁抗弯承载力比大于双向地震作用下结构的柱梁抗弯承载力比。
　　3．在同一地震作用下，无楼板的模型破坏程度轻于有楼板的模型，而且无楼板的模型更易出现梁端破坏，从大体上看，无楼板模型的最大层间位移角均小于有楼板模型的最大层间位移角，无楼板模型的柱梁抗弯承载力比小于有楼板模型的的柱梁抗弯承载力比。
　　4．在同一地震作用下，板的支座负筋对结构最终的破坏形式影响不大，但对倒塌时模型的破坏程度、最大层间位移角以及柱梁抗弯承载力之比会有一定的影响，具体影响和地震作用有关。
　　5．在同一地震作用下，板底配筋对结构最终的破坏形式影响不大，但对倒塌时模型的破坏程度、最大层间位移角以及柱梁抗弯承载力之比会有一定的影响，具体影响和地震作用有关。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题

1.4 本文的主要研究内容

第2章 汶川地震中典型柱头震害

2.1 漩口中学震害

2.2 类似震害情况

2.3 小结分析

第3章 模型设计及有限元计算模型建立

3.1 模型设计

3.2 有限元模型的建立

3.3 地震波的选取

3.4 破坏依据

第4章 不同因素的影响

4.1 竖向地震力的影响

4.2 楼板存在与否的影响

4.3 楼板支座负筋的影响

4.4 楼板底部钢筋的影响

第5章 冲量原理分析竖向地震波

5.1 竖向地震波效应计算

5.2 多层建筑物的竖向地震波效应计算

5.3 模型1的竖向地震波效应

第6章 结论与展望

6.1 本文研究与结论

6.2 展望

致谢

参考文献