柱端弯矩增大系数调整对建筑造价影响的研究

2010版建筑抗震设计规范对柱端弯矩增大系数做了重新调整,建筑结构的强柱弱梁可靠度得到了很大提高,相应的建筑结构造价也随之提高．本文结合工程设计实例,应用设计软件广厦CAD分析了现行规范中该系数调整对建筑结构造价的影响,结果表明造价提高很小．     

现浇楼板对RC框架梁抗弯承载力的增强作用

震害分析表明,大量的现浇钢筋混凝土框架结构并未实现设计规范所要求的“强柱弱梁”梁铰破坏机制.总结国内外研究现状,研究楼板作用(楼板内钢筋)对支座节点处的实际负弯矩增强作用机理;并基于设计规范中的规定,通过实例计算分析,表明尽管GB 50011-2010规范、GB 50010-2010规范和JGJ3-2010规程进一步提高了柱端弯矩增大系数,但在板具有较高配筋率时,仍不能完全保证“强柱弱梁”的实现.最后给出了增强柱端弯矩、以及梁端实际负弯矩计算和配置等方面的设计建议.     

钢-混凝土组合框架强柱弱梁设计方法研究

针对"5.12"汶川大地震中大多数钢筋混凝土框架结构出现了大量的柱铰破坏机制而不是梁铰破坏机制的问题,2010版抗震规范提高了框架结构强柱弱梁的柱端弯矩增大系数。对于常见的由钢管混凝土柱和钢-混凝土组合梁组成的组合框架结构,规范中没有给出相应的方法来实现强柱弱梁。根据组合框架的受力特点,采用Pushover分析方法,对组合梁-方钢管混凝土柱框架结构的破坏模式进行研究,讨论了柱和梁极限弯矩比与梁柱线刚度比对结构屈服机制的影响;结果表明,采用RC框架弹性内力调整的方法,不足以真正实现强柱弱梁的屈服机制。并初步建议了实现组合梁-钢管混凝土框架结构强柱弱梁的设计公式,为组合框架结构的设计提供参考。     

钢筋混凝土框架“强柱弱梁”及轴压比限值的概率分析

从可靠度校准的角度分析了现行建筑抗震设计规范“强柱弱梁”和轴太比限值的概率意义。结合框架和节点试验结果,表明现行规范规定的柱梁弯矩比并不能有效地防止柱铰机构的形成,不同抗震等级框架的轴压比限值的失效概率相差较大。本文认为,在保证相同的延性换效概率的前提下,可以通过提高柱梁抗弯强度比来放宽规范轴压比的限制。最后,探讨了进一步研究的思路和方法。     

RC框架“强柱弱梁”设计的可靠度分析

“强柱弱梁”从概率意义上讲,就是对同一节点,柱出现塑性铰的概率要远小于梁出现塑性铰的概率;从结构体系来看,结构出现“层间破坏机构”的概率要远小于“整体破坏机构”的概率．本文分别从构件层次和结构体系层次出发,对不同抗震等级的RC框架柱和梁的抗震可靠度进行了分析,然后对一个5层框架结构形成“整体破坏机构”和“层间破坏机构”的概率进行了计算．结果表明,按现行抗震规范设计的抗震等级较低的结构,柱和梁的可靠指标相差不大,结构形成“层间破坏机构”与“整体破坏机构”的概率也相差不大,柱弯矩增大系数有待提高．     

钢筋混凝土框架强柱弱梁屈服机制问题的分析

多次地震灾害表明,采用现浇楼板的钢筋混凝土框架很难实现原抗震设计所期望的“强柱弱梁”延性屈服机制,绝大多数的裂缝损伤或塑性铰发生在框架柱的端部而非梁端.基于国内外研究现状与设计规范中的规定,针对钢筋混凝土梁柱节点中的楼板贡献、柱端抗弯承载力之和与梁端抗弯承载力之和的比值选取、水平地震作用方向的影响、所用材料性能强化以及框架柱所承受轴向力的动态变化影响进行分析,进一步了解“强柱弱梁”屈服机制未能实现的多方面因素.鉴于目前此类问题常用抗震加固方法的不足,介绍一种有效可行的框架梁端部负弯矩承载力弱化的抗震加固措施,可以使得既有带现浇楼板的钢筋混凝土框架易于出现梁端塑性铰,提高钢筋混凝土框架整体的延性能力.     

双向地震下RC框架柱端弯矩增强措施的合理取值

双向水平地震动的耦合作用将使塑性变形更多集中于柱端,框架结构在双向地震下的塑性铰分布明显较单向地震作用下更差。严格按中国规范设计了8度0.2g区二级抗震规则空间框架结构,并采用上部各层柱端"强柱弱梁"措施与底层柱下端弯矩增大系数不同取值的多种组合,形成了共7个算例框架。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型从而更加真实地模拟柱在双向弯曲和变化轴力作用下的非线性反应,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,在双向水平地震作用下,抗震规范给出的8度二级抗震的"强柱弱梁"措施取值明显偏低,框架部分楼层形成了层侧移柱铰屈服机制。基于梁端实际配筋∑Mbua对上部各柱端进行"强柱弱梁"调整的塑性铰控制效果较好,但底层柱下端非线性损伤过大。将底层柱下端的弯矩增大系数提高为1.8,上部各柱端按∑Mc=1.25∑Mb进行增强可形成较为优化的塑性铰控制效果。     

45°方向地震作用下RC空间梁柱节点破坏机制研究

汶川地震中大量钢筋混凝土结构房屋柱端严重破坏、甚至引起房屋倒塌,没有形成"强柱弱梁"破坏机制.本文从空间梁柱节点受力分析、模型试验和有限元数值分析3个方面论述了钢筋混凝土空间梁柱节点在45°方向地震作用下的破坏机制,在现行抗震设计规范规定沿结构两个主轴方向分别计算地震作用并进行抗震验算的设计方法中,没有考虑45°方向地震作用是造成不能形成"强柱弱梁"破坏机制的主要原因之一,指出了在框架结构"强柱弱梁"抗震设计中应考虑45°方向地震作用的必要性.     

低强度混凝土节点粘钢加固的足尺模型试验

在大量现有钢筋混凝土框架结构中，由于设计不当或施工事故，框架节点的强度和构造均不能满足现行抗震设计规范的要求，需进行加固。通过对节点核心区配筋不足、强梁弱柱、强柱弱梁，弱弯弱剪、梁纵筋锚固不足等7个足尺粘钢加固钢筋混凝土框架中节点，在低周反复荷载作用下的伪静力对比性试验，探讨了节点应力由梁传至柱的机理，提出了粘钢加固后节点的抗裂计算方法。     

钢框架结构的节点设计与应用

钢结构的抗震设计应符合"强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材"的"三强"设计原则.连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一,"三强"设计原则中有两条涉及到节点的设计.根据《建筑抗震设计规范》第8.2.8条的规定,对钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计,并进行极限承载力计算.楼板与钢梁之间的连接也是节点设计的一个关键,可靠的连接能保证楼盖的整体性,从而有效地传递和分配地震作用.对于节点域不满足规范要求的,可以采取构造措施加强节点域.在结构分析前,就应对节点的形式有充分思考与确定,最终设计的节点与结构分析模型应与使用形式完全一致.     

钢结构的地震作用

为了说明《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中钢结构地震作用取值的不合理性，对《建筑工程抗震性态设计通则》CECS160：2004和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中钢结构地震作用的取值进行了分析比较，并提出了建议。     

新《建筑抗震设计规范》分析

通过对新版《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的学习和使用，结合实际工程中的若干体会，对规范中建筑结构的抗震设计基本要求、地震作用计算、结构抗震验算、钢筋混凝土结构和砌体结构抗震延性设计等主要内容以及部分新增加的内容作了分析，对新旧规范的主要区别进行了阐述，以供工程和设计人员熟悉和掌握新规范内容时参考。     

杭州市周边构造和断层及其对建、构筑物的影响

根据杭州市区及其周边的构造环境与断层活动性 ;对照国标 (GB17741-1999)《工程场地地震安全性评价技术规范》和 (GB50 0 2 1-2 0 0 1)《岩土工程勘察规范》针对杭州市区的断裂对工程的影响做综合评述     

RC强梁弱柱型框架抗震性能试验研究

为了研究改善强梁弱柱式结构的抗震性能,通过四榀柱配有矩形螺旋箍筋的钢筋混凝土单元框架模型的低周反复荷载试验,对柱配有单向及复合螺旋箍筋,且轴压比及剪跨比都较大的“强梁弱柱”型框架结构,在强度、刚度、延性及耗能等方面的性能进行了探讨。在理论上对Gibson单分量模型进行了一定扩展并考虑了塑性区的影响,编制了电算程序,对试验模型进行了弹塑性全过程分析,计算结果与试验基本吻合。     

多层抗弯钢框架的结构影响系数

结构影响系数取值与结构的延性和超强有关。我国现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对不同的结构体系采用单一的结构影响系数,不尽合理。本文采用时程分析的方法,对按该规范设计的6个不同层数的抗弯钢框架进行分析,得出了相应的结构影响系数,为相应规范的修订提供参考。     

“5·12”汶川地震震区建筑受损的内在原因分析

透过“5·12”汶川地震震区大量倒塌、损毁建筑照片所展示的现象,探讨了震区建筑受损的内在原因,分析了规划、建筑、结构和道路、桥梁因设计不当而埋下的隐患。分析结果表明：根据现行的中国《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）采取有效的抗震措施和抗震构造措施,可以有效地减少地震造成的损失,为今后改进建筑结构设计方法和施工技术、加强工程监督提供参考。     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。