轴压比对预应力混凝土框架抗震能力影响研究

由于预应力混凝土(PC)框架结构自身的特点,当采用我国现行规范规定的普通钢筋混凝土柱的轴压比限值进行设计时,往往会造成框架柱截面尺寸较小,在地震作用下结构形成典型的层间屈服机制而破坏;而过分限制轴压比,又会导致设计中"柱的截面尺寸由轴压比确定,柱的配筋则由构造配筋率确定",即:柱子的截面尺寸较大导致建造成本上升而经济性不佳,合理地确定柱轴压比已成为PC框架工程设计中的必需。依据我国现行规范设计设防烈度为8度(0.2g)区的6榀不同轴压比PC框架,采用基于性能的抗震分析评估理论,研究各轴压比下PC框架的耗能屈服机制及轴压比对PC框架抗震能力的影响,初步探讨PC框架轴压比限值的合理性与经济性。分析表明,进一步降低现行规范中的轴压比限值,能够较好地保证PC框架在罕遇地震作用下的抗震能力。     

高强SRC框架柱轴压比限值的研究

本文以建造中的世界第一高楼上海浦东94层环球金融中心大厦为工程背景,对高强SRC框架柱的轴压比限值进行了研究,提出以界限破坏点作为该值的确定点,通过对不同尺寸和用钢量截面的计算分析,结合伪静力试验结果给出了高强SRC框架柱的轴压比和轴力比表达式和限值数值,建议采用轴压比和轴力比限值双控原则。     

柱轴压比对我国RC框架结构抗地震倒塌能力的影响

首先用纤维模型和美国ATC-63委员会推荐的IDA方法,对按照我国现行抗震规范设计的24个钢筋混凝土框架结构(7度设防,跨度、层高、层数不同)的抗地震倒塌能力进行了分析,发现框架柱轴压比是影响框架结构抗地震倒塌能力的最主要因素,轴压比和结构的倒塌储备系数CMR具有一定的线性负相关关系,现行规范轴压比限值偏高是导致框架结构抗地震倒塌能力不足的主要原因。通过改变框架柱截面尺寸调整轴压比后的进一步分析表明,控制轴压比可有效改善框架结构的抗地震倒塌能力。     

钢筋混凝土框架柱在轴压比超限时抗震性能的研究

首先讨论了钢筋、混凝土、配箍特征值和轴压比的平均值、标准值及设计值之间的关系,又推导出框架柱轴压比限值与截面界限相对受压区高度之间的计算公式。然后根据26个轴压比超限的框架柱在固定轴向荷载和水平反复荷载作用下的试验结果,主要分析了轴压比、配箍特征值、截面尺寸形状、混凝土强度等级、箍筋形式及剪跨比等因素对轴压比超限框架柱的骨架曲线、滞回曲线、位移延性及极限位移角的影响及作用。根据试验结果提出了钢筋混凝土框架柱轴压比超限值。最后根据近31根轴压比超限的钢筋混凝土框架柱试验结果,回归出试验柱延性系数和极限位移角与配箍特征值和轴压比之间的计算公式,根据回归公式确定出轴压比超限的抗震框架柱箍筋加密区最小配箍特征值的建议值,建议值与新规范值吻合的较好。     

轴压比对钢筋混凝土柱延性影响的深入思考

通过理论推导,结合建筑结构可靠度理论,分析了轴压比限值控制柱截面延性的理论含义,同时,讨论了影响柱延性的其他因素,提出了慎重采取放宽轴压比限值的建议。     

高层建筑框架柱轴压比限值研究

结合现行规范,从柱截面形式、混凝土强度等级、箍筋的形式和体积配箍率等方面分析了对轴压比限值的影响。指出对钢骨混凝土、钢管混凝土及框架—剪力墙结构柱的轴压比值可不进行限制,并对高层建筑框架柱轴压比限值给出了一些建议,以供设计时参考。     

混凝土框架柱轴压比限值分析

导并计算了混凝土柱截面在界限破坏条件下的轴压比,讨论了箍筋约束、周边纵向钢筋、“芯筋”和其他因素对柱轴压比限值的有利影响.针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计中遇到的突出问题之一——框架柱轴压比超限现象,提出了一些设计建议.     

对轴压比限值的几点思考

本文就钢筋砼结构抗震设计中存在的为了满足轴压比限值的要求，柱断面尺寸往往较大而形成短柱和极短柱这一矛盾，从增加结构的延性和减小柱截面尺寸两方面提出几点建议。     

不同设防烈度下RC框架结构抗震设计与控制因素分析

为了对GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中RC框架结构地震倒塌风险水平进行量化统计分析,开展基于一致倒塌风险的抗震设计方法研究,依据GB 50011—2010,对18个不同层数(4、6、10层)、不同设防烈度(6~9度)的典型RC框架结构进行试设计,并依据试设计结果对各模型的抗震设计控制因素进行分析。结果表明：对于低烈度(6、7度)设防的框架结构,柱截面尺寸一般由构造要求或轴压比限值确定,最大轴压比一般出现在中柱,且重力荷载代表值所占比重很大,柱截面配筋则由最小配筋率规定和静载承重要求控制,结构构件的抗震冗余度不足;而对于中高烈度(7度(0.15g)及以上)设防的框架结构,柱截面尺寸主要由位移角限值控制,最大轴压比一般出现在边柱,且重力荷载代表值效应所占的比例随着烈度和层数的增加而显著降低,截面配筋一般由抗震承载力要求控制。     

基于转动能力与需求比值的RC框架节点屈服机理分析与设计方法研究

首先从梁柱端部转动变形能力与需求的比值角度对节点屈服机制进行了研究。结果表明,梁柱节点屈服机制是由梁柱纵向钢筋的相对强度、截面相对刚度和截面相对强度(包括配筋率、轴压比等)三个因素共同控制的。其次,分别对纵向钢筋的相对强度、截面相对强度和相对抗弯模量等三个因素进行了数值分析,结果表明,对于给定的梁柱节点,在满足现行规范关于梁柱配筋上下限和柱轴压比限值规定的前提下,严格控制柱截面尺寸下限值是实现梁铰机制的关键。最后,根据各影响因素值域的计算结果给出了不同抗震等级梁铰机制[R_W]限值的推荐方案。     

钢筋混凝土框架柱超筋现象解决方案

在确定结构方案和结构荷载后可利用PKPM进行框架结构设计,框架柱的超筋现象可通过TAT/SATWE分析结果判断,影响框架柱超筋现象的主要因素为材料选用、分析与设计参数、柱截面类型和尺寸等。如果出现超筋现象,在正确选取材料、分析与设计参数的基础上,通过修正框架柱截面类型和尺寸,可以较好地解决框架柱超筋现象。     

用截面高斯积分法研究L形柱轴压比限值

基于平截面假设和大小偏压界限理论,采用截面高斯积分法,对L形柱当肢长厚比小于2.5时不同荷载角、不同肢长厚比情况下的轴压比限值进行数值分析,得出以下主要结论:不同荷载角作用时轴压比限值不同;肢长厚比越大,轴压比限值越小。设计L形柱时应满足最不利荷载角时的轴压比限值要求,且肢长厚比不宜过大。     

高轴压比下加芯混凝土框架柱延性与承载力试验研究

通过高轴压比下8个加芯混凝土框架柱和1个普通混凝土框架柱低周往复加载的模型试验,阐述了主要试验现象及破坏形态,对各试件的P-Δ滞回曲线、位移延性系数、极限位移转角、屈服荷载和极限荷载等试验结果进行了研究,分析了加芯混凝土框架柱延性和承载力的影响因素。结果表明:通过对芯柱进行合理设置,加芯混凝土框架柱具有良好的滞回延性和较高的抗震承载力,可明显改善普通混凝土框架柱在高轴压比下的抗震性能,弹塑性变形能力能够满足抗震要求;芯柱的纵筋配筋率、截面面积和体积配箍率是影响加芯混凝土框架柱延性和承载力的主要因素。结合以往的研究成果,本文提出了加芯混凝土框架柱轴压比限值的建议值、正截面承载力计算公式以及相关设计建议。     

收缩徐变影响的施工期框架结构分析

在施工期间,框架结构中框架柱之间轴压比的不同以及混凝土收缩和徐变的存在,造成了构件之间存在竖向变形差异,进而会对框架结构中梁柱内力产生重要的影响.本文以一栋框架结构高层建筑为分析对象,分析了施工过程及收缩徐变对框架结构竖向变形及内力的影响,并在此基础上对结构分析及设计提出了一些有用的建议.     

异形柱框架体系设计轴压比限值研究

从异形柱大、小偏心受压界限破坏条件出发，导出了钢筋混凝土异形柱轴压比限值的计算公式，分析了等刚度矩形截面柱轴压比限值存在的问题，并对异形柱轴压比设计值提出了建议。     

不同轴压比对钢筋混凝土框架柱力学性能的影响

水平地震力作用下,建筑物框架柱处于高轴压状态,对比了框架柱在不同轴压水平状态下弯矩曲率变化规律,并介绍了通过约束混凝土的方法改善高轴压比作用下框架柱力学性能。     

浅谈抗震设计中短柱问题的处理措施

在工程设计时，应尽可能避免短柱。当无法避免时，应采取有效措施，防止短柱剪切或剪切斜拉破坏。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）：11对框架柱有明确的延性要求。轴压比和剪跨比是影响柱延性主要的两个因素，本文着重探讨了设计遇到短柱时，宜采取哪些措施。     

水平双向加载下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

针对双向水平地震作用下钢筋混凝土框架柱的抗震性能,开展了9个钢筋混凝土框架柱的水平双向拟静力试验研究,考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率以及加载路径对柱抗震性能的影响,对双向加载下柱的受力特点、承载力变化、位移延性和极限侧移角等指标进行分析。结果表明：相对于水平单向加载,双向加载对柱的抗震性能存在显著不利影响：柱的抗弯承载力及极限位移均明显减小,损伤程度明显加重;随加载方式由单向-十字-菱形-方圈变化,相同位移下柱的强度退化与抗弯承载力下降幅度均有所增加。考虑双向受力后,典型技术标准给出的RC框架结构极限层间侧移角限值的安全冗余度显著降低。基于试验结果初步提出结构设计及分析建议：考虑双向水平地震动影响时,框架柱的抗震设计宜适当降低轴压比、增加约束箍筋、适当折减柱的抗弯承载力;采用层间侧移角进行结构倒塌判别时,可取双向地震动作用下结构最大层间侧移矢量的大小作为判别位移,并根据分析性质（结构设计或既有结构分析）选取恰当的极限层间侧移角判断标准。     

钢筋混凝土框架梁超筋现象解决方案

确定了柱网布置和楼盖方案后,可利用PKPM进行框架梁结构设计,框架梁的超筋现象可通过TAT/SATWE分析结果判断,影响框架梁超筋现象的主要因素为截面尺寸、输入方式、材料选用和SATWE参数等,合理修正上述参数,可较好地解决框架梁超筋现象。