钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域应用性研究

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梁柱节点刚域一直以来是工程设计界颇受争议的命题。一般认为不考虑刚域的结构有较富余的安全储备,而考虑刚域则能获得可观的经济效益。事实上考虑刚域与不考虑刚域计算结果之间存在的差异始终未获得系统足够的研究。现行规范也只规定了高层结构宜考虑刚域的影响,非高层可选择性考虑,未做出具体的方便操作的判断依据,因此实际工程鲜有执行。本文基于规范给出的刚域长度计算公式,结合结构力学计算方法推导出竖向荷载和水平荷载作用下改进的分层法和D值法。改进的计算方法具有通用性,均适用于考虑和不考虑刚域两种计算模型。借助推导的计算方法,建立模型并计算内力,将考虑刚域和不考虑刚域两种模型计算得到的结果做误差处理,统计各种类型杆件和节点内力误差,总结出竖向力和水平力作用下,考虑刚域的内力特点。最后利用ETABS对模型进行整体性能分析,将两种算法下结构周期和侧移做对比,综合内力特点给出可以不考虑刚域的条件。研究表明,可以不考虑刚域的条件较为苛刻,且不存在普遍适用的条件,需要配合特定内力的修正。结合钢筋混凝土框架结构对水平荷载作用下内力响应的特点,本文认为非抗震区竖向荷载起控制作用的结构,适用条件可以适度放宽,但抗震区建议考虑刚域参与计算。最后,根据研究得到的刚域作用下结构内力变形规律,对国内使用较广的PKPM软件提出使用建议,认为该软件对刚域考虑不够充分,设计中宜不设置刚域,而采用内力修正的方式保证安全性。
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