地震作用下现浇楼板对RC框架结构破坏形态的影响研究

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地震是近年来频发的灾变之一,2008年汶川5.12特大地震,2010年玉树以及2013年雅安和甘肃地震,都造成了大量建筑物的倒塌及生命和财产的重大损失,从大量钢筋混凝土框架结构房屋倒塌的情况可以看出,许多房屋出现了柱端破坏而梁端未破坏的情况,这和抗震设计中所要求的“强柱弱梁”思想相违背。根据调查结果,倒塌的建筑物在其设计时梁端负弯矩区没有合理考虑楼板板筋对框架梁端抗弯能力的增强作用,这是导致“强梁弱柱”式破坏机制出现的重要原因之一,本文认为设计时梁端负弯矩区将框架梁梁端按带有一定翼缘宽度的T形或r梁的形式进行计算可以实现“强柱弱梁”屈服机制。关于梁端有效翼缘宽度的取值问题国内外学者也有所研究,但是各建议取值差异较大还不能统一,所以现浇楼板对钢筋混凝土框架结构的抗震性能影响还需要进一步研究。  针对上述情况,本文进行了以下几方面的研究:  1)通过有限元软件ANSYS建立纯框架和带楼板的框架结构模型,分析其在地震波作用下的等效应变图和裂缝分布图,得到现浇楼板对Rc框架结构在地震波作用下的破坏机制影响规律,并研究柱截面的变化对RC框架结构破坏机制影响规律。  2)分别建立不同楼板厚度和不同楼板长宽比各三组模型,研究它们在地震波作用下的破坏机制以及裂缝分布,得出板厚变化和板的长宽比变化对RC框架结构破坏形态的影响规律。  3)根据不同楼板厚度和不同楼板长宽比各三组模型在层间位移角达到1/50时现浇楼板板筋的实际应力,确定了各个模型的梁端每侧有效翼缘宽度值,然后在参考国内外规范以及专家的研究结果基础上综合本文研究的结果,按照考虑影响梁端有效翼缘宽度的主要因素确定了梁端每侧有效翼缘宽度值。  4)考虑板筋对梁端承载力的贡献,提出了考虑板筋承载力的梁端抗弯承载力公式,最后以实例验证梁端每侧有效翼缘宽度值和梁端抗弯承载力公式的有效性。  
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