当前位置:文档之家› 钢筋混凝土柱延性设计方法研究

钢筋混凝土柱延性设计方法研究

钢筋混凝土柱延性设计方法研究

一、研究背景

钢筋混凝土柱是建筑结构中常用的承载元件之一,其设计应满足强度、刚度、稳定性和延性等方面的要求。其中,延性是指结构在受到大变

形作用时,仍能保持一定的均匀变形能力,而不发生失稳和破坏。因此,钢筋混凝土柱的延性设计方法对于提高结构的安全性和可靠性具

有重要意义。

二、延性设计方法的现状

目前,国内外学者在延性设计方法方面已经做出了大量的研究。其中,常用的延性设计方法包括基于塑性铰的设计方法、基于纤维模型的设

计方法、基于位移控制的设计方法、基于能量消耗的设计方法等。

1. 基于塑性铰的设计方法

塑性铰是指在结构中出现的一种可逆变形状态,具有一定的延性。基

于塑性铰的设计方法主要是通过控制柱的截面变形,使其发生塑性铰

并获得一定的延性。该方法的优点是简单易行,但其缺点是难以保证

铰的位置和变形能力,并且在实际工程中不够可靠。

2. 基于纤维模型的设计方法

纤维模型是一种通过将柱的截面划分为许多小区域进行计算的方法。

该方法可以较为准确地描述柱的受力和变形情况,从而实现对柱的延

性设计。但该方法的缺点是计算量大,需要较为复杂的计算模型。

3. 基于位移控制的设计方法

基于位移控制的设计方法是通过控制柱的变形来达到延性的目的。该

方法的优点是可以实现柱的精确位移控制,但其缺点是需要较为复杂

的控制系统,且在某些情况下容易出现失控现象。

4. 基于能量消耗的设计方法

基于能量消耗的设计方法是通过控制柱的耗能能力来实现延性。该方

法的优点是可以较为准确地描述柱的耗能情况,但其缺点是需要较为

复杂的计算模型和试验验证。

三、延性设计方法的应用

钢筋混凝土柱的延性设计方法在实际工程中得到了广泛的应用。例如,在地震区的建筑结构中,延性设计方法可以有效地提高结构的抗震性

能,从而保障人民的生命财产安全。

此外,延性设计方法还可以应用于桥梁、水利工程、航空航天等领域

的结构设计中,从而提高结构的安全性和可靠性。

四、延性设计方法的发展趋势

钢筋混凝土柱的延性设计方法在未来的发展中,将更加注重结构的整

体性和可靠性。例如,可以将延性设计方法与智能化技术相结合,实

现结构的自适应控制和优化设计,从而提高结构的安全性和经济性。

此外,未来的延性设计方法还将更加注重结构的可持续性和环保性,

例如可以采用节能减排的材料和技术,从而降低结构的碳排放量和环

境污染。

五、结论

钢筋混凝土柱的延性设计方法是建筑结构设计中重要的研究方向之一。目前,已经出现了许多延性设计方法,但仍然需要进一步的研究和探索。未来,延性设计方法将更加注重结构的整体性、可靠性、可持续

性和环保性。

钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求

钢筋混凝土框架结构抗震延性设计要求 导言 框架结构在地震时进入屈服阶段来应对超过地震烈度的抗震设防烈度,当屈服还不能抵消时就会发生塑性变形来吸收和消耗地震能量。 钢筋混凝土框架结构延性的重要性 混凝土框架结构抗震实质上就是结构的延性设计。所谓延性,指的是指构件与结构屈服之后,在其承载能力不下降的前提下,所具备的塑性变形能力,这种能力被称为“延性比”。提高结构的延性比有助于提升框架的抗震潜能,加强其抗倒塌能力。设计在延性结构的混凝土框架通过其塑性铰区域发生变形,可以有效吸收和分散地震传对于框架作用力;该区域变形也可以使整体框架刚度得以降低,减弱地震对于结构的作用力。具有延性结构能够使框架对于承载力要求降低,事实上延性结构对抗突发地震的武器就是它所具有的变形能力。也就是说,如果钢筋混凝土框架的结构延性不够好,那么就要求框架对于地震具备足够大的承载力。 钢筋混凝土框架结构抗震延性设计 延性设计是针对延性结构在钢筋混凝土建筑结构中所起到的与结构本身的承载能力一样不可忽视的作用,而进行的研究尤其对是震区的钢筋混凝土建筑显得更加重要。倡导延性设计,以加强其抗震能力。由于钢筋混凝土材料还具脆性,在突遇地震时会发生断裂对居住者的人身安全是一个极大隐患,所以为了最大限度减少这一特点的损害,在设计中更应当重视发挥钢筋的塑性特征,增强其吸收消耗能量的能力,实行延性设计。 根据我国目前对于钢筋混凝土结构设计的要求,在实施混凝土框架延性设计

过程中需得遵循以下要求: 1.控制塑性铰的位置,“强柱弱梁” 框架结构若形成梁铰机构,则塑性铰分布比较均匀,而且梁铰机构的延性要求也比较容易实现。若形成柱铰机构,则易使整个结构形成机动结构,从而导致整个结构的倒塌。框架结构设计时应遵循的设计原则是“强柱弱梁”这是为了确保结构的延性,这样就可以确保设计荷载下同一节点上柱端截面抗弯承载力之和大于梁端截面抗弯承载力之和,而且可以使框架结构中柱的抗弯承载力储备足够。塑性铰出现在梁端,大大减少柱端屈服的可能性,吸收更多的地震能量,增强了构件的延性。 在发生地震时,钢筋混凝土结构中的塑性铰不许现于梁的跨中,而要求出现在梁上。因为如果现于梁的跨中会导致框架局部遭到破坏。如今的建筑中有的采取现浇楼板设计,这种设计解决了梁的刚度和强度加强问题,而在实际的震后调查中我们发现,只属现浇楼板框架,地震破坏均发生在柱中,而且破坏较严重;那些无楼板构架式设计的裂缝也出现在梁中,破坏却相对较轻,由此可以证明强梁弱柱所引发的的结构性震害相对较重。框架结构的塑性铰所现顺序和位置不相同,框架结构所遭遇的破坏形式也会有所不同。如果塑性铰出现在柱中则不但难以修复还容易致使整个框架结构发生倒塌。只有当梁端出现塑性铰时,混凝土框架才可以在遭到外力损坏前就已经发生一定程度的变形,因此可以耗散和吸收比较多震时能量,相对具备更好的抗震能力。总的来说,比较合理的钢筋混凝土框架破坏机制应是梁比柱的塑性屈服尽可能早发生和多发生,底层柱柱根的塑性铰较晚形成,各层柱子的屈服顺序应错开,不要集中在某一层。这种破坏机制的框架,就是强柱弱梁型框架。

钢筋砼框架结构设计中抗震延性设计要点及方法

钢筋砼框架结构设计中抗震延性设计要点及方法 框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。 所谓延性结构就是能够维持承载能力而又具有较大的塑性变形能力的结构,框架结构延性设计时需要采用一系列的构造措施,箍筋加密,通长配筋,避免短柱避免局部刚度过大等。 目前,在钢筋混凝框架结构的抗震设计中“塑性铰控制”理论发挥着越来越重要的作用,其要点如下: ①钢筋混凝结构可以通过选择合理截面形式和配筋构造来控制塑性铰的出现部位; ②抗震延性结构应当选择并设计有利于抗震的塑性铰部位; ③在预期出现塑性铰的部位.应该通过合理的配筋构造来加大其塑性变形能力,防止过早出现脆性的剪切及锚固破坏。 因此,钢筋混凝延性框架没汁的基本原则是: (1)强柱弱梁 当梁相对较弱,柱相对较强时,大部分塑性铰出现在梁端,结构不容易形成几何可变体系,因为塑性铰数量多且分散在各层,也就是说塑性变形分散在各层; 当柱相对较弱,梁相对较强时,柱中塑性铰数量增多。如果柱中塑性铰集中在某一层,则因为塑性变形集中,使得该层成为薄弱层,易形成几何可变体系。 3.梁是受弯构件,容易实现大的延性和耗能能力,而柱是属于压弯构件,特别是轴压比大的柱,不容易实现大的延性和耗能能力。 4. 柱是重要的承重结构构件。一旦出现大的塑性变形,难以修复,柱的破坏可能使整个结构倒塌所滑强柱弱梁型框架就是要尽量减少或推迟柱中塑性铰的出观,尤其要防止同一层各柱上、下端都出现塑性铰。 对于梁的延性影响:在适筋梁的范围内,延性随着受拉钢筋配筋率提高而降低;剪跨比不应大于0.15;跨高比不应大于4。 对于柱的延性影响:剪跨比应当尽量避免短柱;轴压比越大延性越小;塑性铰区适当加密箍筋,纵筋配筋率不宜过小;相同配筋面积选细的钢筋延性比粗的钢筋延性高。 (2)强剪弱弯 在钢筋混凝土框架中,粱和柱的破坏形态可以归纳为两种:正截面的弯曲破坏和斜截面的剪切破坏。当发生正截面弯曲破坏时,在破坏之前将会先形成塑性铰,只要设计合理妥当,形成的塑性铰会具有良好的变形能力和耗能能力但是当发生的是斜截面剪切破坏时,其延性小,耗能差,属于脆性破坏,所以,在钢

钢筋混凝土柱延性设计方法研究

钢筋混凝土柱延性设计方法研究 一、研究背景 钢筋混凝土柱是建筑结构中常用的承载元件之一,其设计应满足强度、刚度、稳定性和延性等方面的要求。其中,延性是指结构在受到大变 形作用时,仍能保持一定的均匀变形能力,而不发生失稳和破坏。因此,钢筋混凝土柱的延性设计方法对于提高结构的安全性和可靠性具 有重要意义。 二、延性设计方法的现状 目前,国内外学者在延性设计方法方面已经做出了大量的研究。其中,常用的延性设计方法包括基于塑性铰的设计方法、基于纤维模型的设 计方法、基于位移控制的设计方法、基于能量消耗的设计方法等。 1. 基于塑性铰的设计方法 塑性铰是指在结构中出现的一种可逆变形状态,具有一定的延性。基 于塑性铰的设计方法主要是通过控制柱的截面变形,使其发生塑性铰 并获得一定的延性。该方法的优点是简单易行,但其缺点是难以保证 铰的位置和变形能力,并且在实际工程中不够可靠。

2. 基于纤维模型的设计方法 纤维模型是一种通过将柱的截面划分为许多小区域进行计算的方法。 该方法可以较为准确地描述柱的受力和变形情况,从而实现对柱的延 性设计。但该方法的缺点是计算量大,需要较为复杂的计算模型。 3. 基于位移控制的设计方法 基于位移控制的设计方法是通过控制柱的变形来达到延性的目的。该 方法的优点是可以实现柱的精确位移控制,但其缺点是需要较为复杂 的控制系统,且在某些情况下容易出现失控现象。 4. 基于能量消耗的设计方法 基于能量消耗的设计方法是通过控制柱的耗能能力来实现延性。该方 法的优点是可以较为准确地描述柱的耗能情况,但其缺点是需要较为 复杂的计算模型和试验验证。 三、延性设计方法的应用 钢筋混凝土柱的延性设计方法在实际工程中得到了广泛的应用。例如,在地震区的建筑结构中,延性设计方法可以有效地提高结构的抗震性

延性钢筋混凝土结构设计浅析

延性钢筋混凝土结构设计浅析 摘要:文章分别对混凝土框架结构域剪力墙结构的延性设计的要点和重要性进行了简单的分析探讨,并且将竖向和水平构件的内力计算及延性设计思路进行了列举计算,以供参考。关键词:框架结构;延性结构;混凝土 前言: 延展结构是指如果一个建筑结构在承载力基本保持不变的情形下,仍能有较大塑性变形能力。延性结构在地震作用下进入弹塑性状态时,能吸收耗散大量地震能量,此时虽然变形较大但不会出现超出抗震要求的严重破坏或倒塌,故结构都应按照延性要求进行抗震设计。 具备一定经验的结构设计师都知道,延性钢筋混凝土结构即使在大震下结构构件达到屈服,仍然可以通过屈服截面的塑性变形来耗散地震能,避免发生脆性破坏。下面分别对钢筋混凝土框架结构和剪力墙结构的延性设计做一简述。 1.框架结构的延性设计要点 1)强柱弱梁 从抗弯角度讲,要求柱端截面的屈服弯矩要大于梁端截面的屈服弯矩,使塑性铰尽可能首先出现在梁的端部,不会引起结构局部或整体破坏耗能的梁塑性铰早出多出,结构仍能继续承受外荷载而只有当柱根也出现塑性铰时结构才达到破坏,从而形成强柱弱梁,但不允许在梁的跨中出角。底层柱柱根的塑性铰应较晚出现,各层柱子的屈服顺序应错开,不要集中在某一层。 2)强剪弱弯 强剪弱弯的设计要点实质是控制梁柱构件的破坏形态,使其发生延性较好的弯曲破坏,避免脆性的剪切破坏。适筋梁或大偏压柱具有较好的延性,可耗散地震能量,使内力重分布得以充分发展,而钢筋混凝土梁柱在受到较大的剪力时,往往呈现脆性破坏。故应使构件的受剪承载力大于受弯承载力,且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪切破坏。下面根据国家抗震规范中与此相关的具体设计指标逐一阐述。 ①梁柱的剪跨比λ 限制λ=M/(Vh0),M 为计算截面上与剪力设计值对应的弯矩设计值;h0 为截面计算高度剪跨比λ 反映了构件截面承受的弯矩与剪力的相对大小,是影响梁柱变形能力的主要因素之一。对于柱,λ≥2 的属于长柱,只要设计构造合理,通常会发生延性的弯曲破坏;1.5≤λ<2 的属于短柱,通常会发生延性不好的剪切破坏。当其混凝土等级较高或箍筋配置足够强时,也可发生有一定延性的剪压破坏;λ<1.5 的属于极短柱,基本没有延性,设计应避免出现。因在一般框架结构中,柱弯矩以水平地震作用产生的弯矩为主,可以近似认为反弯点在柱高的中点,故柱端弯矩M=VHn/2即有λ=Hn/2h0,因此在抗震设计时

钢筋混凝土结构构件的延性设计

钢筋混凝土结构构件的延性设计 摘要:钢筋混凝土结构的各类构件应具有必要的强度和刚度,并具有良好的延 性性能,避免构件的脆性破坏,从而导致主体结构受力不合理,地震时出现过早 破坏。因此,可以采取措施,做好延性设计,防止构件在地震作用下提前破坏, 并避免结构体系出现不应有的破坏。 关键词:钢筋混凝土结构构件延性设计 1 前言 在现代房屋结构设计中,延性研究越来越显得重要,钢筋混凝土结构延性的研究是塑性设计 方法和抗震设计理论发展的基础。所谓延性是指材料、构件和结构在荷载作用下,进入非线 性状态后在承载能力没有显著降低情况下的变形能力。描写延性常用的变量有:材料的韧性,截面的曲率延性系数,构件或结构的位移延性系数,塑性铰转角能力,滞回曲线,耗能能力等。试验和非线性计算分析表明:构件的结构的破坏由受拉钢筋引起的,常表现出良好的延性,如适筋梁、大偏心受压柱等;而破坏由混凝土拉断、剪坏和压溃控制的常表现为脆性, 如素混凝土板、超尽梁、地震作用下剪切破坏的短柱等。 对于建筑结构系统来说,一方面,钢筋混凝土构件的功能依赖于整体结构系统功能,任何构 件一旦离开整体结构,就不再具有它在结构系统中所能发挥的功能;另一方面,构件又影响 整体结构系统的功能,任何构件一旦离开整体结构,整体结构丧失的功能不等于该构件在结 构系统中所发挥的功能,可能更大,也可能更小。在地震作用下,有可能由于部分构件的破 坏乃至退出工作,整个结构体系会因此破坏,这里的部分构件包括了结构构件以及非结构构件。 在地震作用下,混凝土结构或构件的破坏可分为脆性破坏和延性破坏两种,其中脆性破坏的 危害时非常大的,设计上是一定要避免的,而延性破坏时指构件承载力没有显著降低的情况下,经历很大的非线性变形后所发生的破坏,在破坏前能给人以警示。钢筋混凝土结构的各 类构件应具有必要的强度和刚度,并具有良好的延性性能,避免构件的脆性破坏,从而导致 主体结构受力不合理,地震时出现过早破坏。因此,可以采取措施,做好延性设计,防止构 件在地震作用下提前破坏,并避免结构体系出现不应有的破坏。 2 延性设计的重要性 目前,结构抗震设计的基本原则是:“ 小震不坏,中震可修,大震不倒”。如果把建筑物设计 成在强烈地震作用下仍呈弹性反应,那么建筑物的造价将是十分昂贵的。把建筑物设计成在 强烈地震作用下呈非线性反应,进入屈服状态,靠结构的延性耗散地震能量,从而度过灾难 而不倒塌,建筑物的造价比前者大大降低。此外,结构的延性也是建筑物遇到意外超载、碰撞、爆炸和基础沉降等引起超过设计预计的内力和变形是而不突然倒塌的保证。 在实际工程中进行延性设计有重大的意义,可从延性结构的优越性加以说明: 第一,破坏前有明显预兆,破坏过程缓慢,确保生命安全,减少财产损失,因而可采用偏小的 计算安全可靠度。 第二,出现非预计荷载,例如偶然超载,荷载反向,温度升高或基础沉降引起附加内力等情况下,有较强的承受和抗衡能力。而这些因素在设计中一般是未予考虑的,因此延性材料的后 期变形能力可作为出现上述情况的安全储备。 第三,有利于实现超静定结构的内力充分重分布。延性结构容许构件的某些临界截面有一定的 转动能力,形成塑性铰区域,产生内力重分布,从而使钢筋混凝土超静定结构能够按塑性方 法进行设计,得到有利的弯矩分布,使配筋合理,节约材料,而且便于施工。 第四,在承受动力作用(如振动、地震、爆炸等)情况下,能减小惯性力,吸收更大动能,降 低动力反应,减轻破坏程度,防止结构倒塌以及有利于修复。 第五,延性结构的后期变形能力,可以作为各种意外情况时的安全储备。 结构抗震的本质就是延性,用受弯构件来说举例:随着荷载增加,首先受拉区混凝土出现裂缝,表现出非弹性变形。然后受拉钢筋屈服,受压区高度减小,受压区混凝土压碎,构件最 终破坏。从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎,是构件的破坏过程。在这过程中,构件的承载

混凝土结构延性设计

混凝土结构延性设计 摘要:现阶段的国家发展、建设过程中,各类工程的建设数量、规模都在大幅度的提升,整体上创造的经济效益、社会效益不断巩固。从客观的角度来看,钢筋混凝土结构的抗震延性设计,是业界内重点关注的对象。所以,钢筋混凝土结构的抗震延性设计,需要在日后更好的完善。文章就此展开讨论,并提出合理化建议。 关键词:混凝土;结构;延性设计 一、前言 在建筑设计施工过程中,抗震性是一项重要的内容,抗震性的主要指标是结构的延性设计,本文就混凝土结构延性设计进行阐述。二、结构延性设计的重要性抗震性能化设计是我国抗震设计发展趋势,但是目前在实际工程中对砼框架结构抗震设计大部分工程仍然采用与我国目前经济相适应的低承载力高延性设计。实现大震不坏的抗震设防目标需要砼框架结构在大震作用下仍然处于弹性状态,由于砼框架结构在设计使用期限内大震作用不一定出现,高承载力低延性的抗震设计会使砼框架结构造价高,与我国目前经济水平不相适应,且砼框架结构设计中一般未考虑出现的非预计荷载可以通过砼框架结构延性设计确保砼框架结构超载时实现延性破坏,因此目前进行砼框架结构延性设计意义仍然十分重大。 1、对于砼框架结构设计中一般未考虑非预计荷载,例如偶然超载,温度升高或基础沉降引起附加内力等情况下,有较强的承受和抗衡能力,延性材料的后期变形能力可作为出现非预计荷载情况的安全储备。 2、有利于实现砼框架结构内力充分重分布砼框架结构属于超静定结构,超静定结构的内力与截面的抗弯刚度有关,若把砼框架结构设计成为延性结构,则随着荷载的增加,将在砼框架结构梁端首先出现裂缝,引起梁各截面之间相对刚度发生变化,因而导致砼框架梁中内力重分布。在砼框架结构梁端受拉钢筋屈服后,表现在砼框架结构梁端出现塑性铰,由于砼框架结构梁端塑性铰出现,改变

钢筋混凝土框架抗震结构延性设计

钢筋混凝土框架抗震结构延性设计 在众多建筑结构体系中,较为常见也是比较基础的结构体系即是在施工过程是使用最多的钢筋混凝土框架结构。既然无论在理论还是实践的过程中,钢筋混凝土都受到施工的青睐,那么它的发展基础更是实施的根基,它的发展基础是什么呢,即是钢筋混凝土框架结构的延性设计,是指框架结构进入破坏阶段后,在承载能力没有显著下降的情况下塑性变形的能力,换言之,框架结构体系的延性反映的是框架结构后期的塑性变形能力。脆性破坏和延性破坏是钢筋混凝土框架结构体系的两大分支。他们有着本质的不同,首先脆性破坏顾名思义,破坏来得突然,没有预警,造成的损失和危害非常大,所以设计时必须要避免脆性破坏,这种不可预测的危害只能在设计时提出,以免留下后患;而延性破坏是指构件经历很大的非线性变形后所发生的破坏,在破坏前能给人以警示,让人们能有一定的时间躲避危险。这种情况是规范规定的设计破坏类型,在钢筋混凝土框架结构设计中要通过钢筋混凝土框架结构延性设计来确保钢筋混凝土框架结构在超载时发生延性破坏。 一、钢筋混凝土框架结构延性设计的重要性 地震是以波的形式,以震源为中心向周期迅速扩散传播,通过建筑我周边的岩土和建筑物的地基来影响建筑物的上部结构导致激烈的变形。而建筑结构往往在地震来临时产生一定的运动例如位移、速度、加速度,导致结构内部发生很大的震动和变形,当来自地基的影响使建筑物的结构中的材料和构件承受了最大的极限,建筑物结构将出现各种不同程度的破坏,例如混凝土裂缝,局部的破损,整体结构倾斜,甚至倒塌等等。所以在建筑物结构设计时必须增大框架结构的延性,以保证地震來临时,材料和构件能够承受更大的震动和变形,以地震带来的损失。 目前,我国建筑抗震设计的理念仍是:小震不坏,中震可修,大震不倒。建筑抗震设计规范已经在2010年修订时引入了抗震性能化设计。虽然建筑抗震性能化设计已经成为我国建筑抗震设计发展趋势,但是,结合我国目前经济发展程度,在实际工程中仍然采用地承载力、高延性设计的方法来实现我国的抗震目标。只有钢筋混凝土框架结构的构件在大震作用下仍然处于弹性状态,才能实现大震不坏的抗震设防目标。由于钢筋混凝土框架结构在设计的使用年限内不一定会遇到大的地震,所以在钢筋混凝土框架结构设计中对于偶然荷载可以通过钢筋

浅述钢筋混凝土框架结构延性设计要点

浅述钢筋混凝土框架结构延性设计要点 随着现代建筑科学的迅速发展,高层建筑已经逐渐占据城市建设的主体地位,因此,高层建筑中钢筋结构设计尤为关键。但是目前尚没有对钢筋混凝土结构钢筋细部节点的设计形成一个统一的方法,从而造成在节点钢筋设计时往往会出现配筋率过大、钢筋锚固不够等现象。设计钢筋混凝土剪力墙结构时对不同的剪力墙结构有不同的设计要求。因此,在设计时如何把握好剪力墙的合理性、功能性至关重要。希望本文可以在以后的钢筋混凝土剪力墙设计和建造中能发挥出应有的作用,并且通过人类的不断探索,不断改进剪力墙的结构和设计。 1 钢筋混凝土结构方案问题 高层混凝土结构方案选型要根据能高效利用材料效率、清晰传力途径来进行,这对配筋指标等的控制具有重要作用。在方案选型时要注意以下几点:第一,结构坚向与抗侧力传力途径要明确;第二,要形成空间的整体受力,增强结构与构件的材料使用效率;第三,要尽可能提高结构的均匀性与规则性;第四,形成良好的结构整体性与耗能机制。在设计时,结构工程师尽量保证建筑的设计理念,结构部分要与建筑部分加强合作,减小没有必要的大空间,减少结构转换工作。在结构的抗侧力体系选择时,首先要使得结构抗侧力体系和建筑的高度相适应;其次,结构垂直方向沿高度的变化要平缓、连续,强度等级的变化与混凝土墙的厚度变化要错开;最后尽可能使结构抗侧力构件连接成整体,要保证体系中所选材料与截面类型与施工期相符合。另外,在在重力荷载传力方面,要尽量降低结构的自重,楼板设计时,要综合考虑设备、净高、建筑吊顶的做法等各方面因素,可以运用组合楼板和钢梁的形式来降低自重,以缩短施工工期。如果结构很复杂要注意加强技术的分析工作,选择合理的楼面结构与转换结构,在结构抗侧力体系上要合理设定腰桁架,抗震等级的选择要适当。 2 基础的设计选型问题 高层基础设计也是钢筋混凝土结构设计部分应该要特别主要的问题,这是由于基础设计的不恰当,会使建筑因承载力不足而造成不均匀沉降,使得建筑物出现开裂或倾斜,引起安全问题;另外,合理的基础设计是降低工程造价和缩短工期有重要作用。在基础设计选型要注意以下条件的分析。第一,地质条件。地质条件是决定高层建筑基础选型的关键因素,结构设计人员要和勘察人员做好协调,对勘察的地质资料要进行准确分析,进而合理地进行基础选型,同时要在工程的

钢筋混凝土柱的延性设计研究

钢筋混凝土柱的延性设计研究 钢筋混凝土柱是建筑结构中常用的一种承重构件,具有高强度、刚度 和稳定性等优点,但在地震等强烈地动作用下,柱子很容易出现局部 破坏,导致整个结构的破坏。为了提高钢筋混凝土柱的耐震性能,延 性设计成为了重要的研究方向。 延性设计的概念是指在结构发生破坏之前,结构能够发生一定程度的 塑性变形,以吸收能量并保证结构的安全性。钢筋混凝土柱的延性设 计主要包括以下几个方面: 1.材料选择:钢筋混凝土柱的延性设计需要选用高强度、高韧性的材料,以保证柱子在受到地震等强烈地动作用时不易破坏。常用的材料有高 强度混凝土、高强度钢筋等。 2.截面设计:柱子的截面设计是延性设计的重要一环。在截面设计中,需要考虑柱子的受力性能和变形性能,以确保柱子在受到地震等强烈 地动作用时能够发生一定程度的塑性变形。常用的设计方法有增加柱 子的截面尺寸、采用变截面柱等。 3.配筋设计:钢筋混凝土柱的延性设计需要合理设置配筋,以提高柱子的抗弯承载能力和变形能力。常用的配筋方式有梳齿配筋、环形配筋

等。 4.构造形式设计:构造形式设计是延性设计的重要一环。常用的构造形式有矩形截面、圆形截面、变截面等。在设计时需要根据具体情况选 择合适的构造形式。 5.预应力设计:预应力设计是延性设计的一种重要手段。通过设置预应力,可以提高钢筋混凝土柱的抗震性能和延性性能。常用的预应力方 式有预应力筋、张拉预应力等。 总之,钢筋混凝土柱的延性设计是提高建筑结构抗震性能的重要手段。在设计时需要综合考虑材料选择、截面设计、配筋设计、构造形式设 计和预应力设计等多个方面,以确保柱子在受到地震等强烈地动作用 时能够发生一定程度的塑性变形,吸收能量并保证结构的安全性。

钢筋混凝土柱的延性设计研究

钢筋混凝土柱的延性设计研究 一、研究背景 二、延性的概念和意义 三、钢筋混凝土柱的延性设计方法 1. 常规受弯构件设计方法 2. 基于延性设计的方法 四、影响钢筋混凝土柱延性的因素 1. 混凝土强度 2. 纵向钢筋配筋率 3. 混凝土保护层厚度 4. 柱形式 五、延性设计在工程实践中的应用 1. 案例分析一:某高层建筑的柱子设计 2. 案例分析二:某公路桥梁钢筋混凝土柱设计 六、结论 七、参考文献 一、研究背景 钢筋混凝土柱作为建筑结构中的重要构件,具有承受垂直荷载和抗侧向力的重要作用。在完成这些功能的同时,柱子还需要具备足够的延性,即构件在发生变形时能够维持较高的荷载承载能力,从而保证整

个结构在地震等自然灾害中的安全性。因此,钢筋混凝土柱的延性设 计是一个重要的研究方向。 二、延性的概念和意义 延性指的是材料在受到外力作用下能够发生较大的变形而不失去承载 力的能力。在钢筋混凝土柱的设计中,延性是指在柱子发生弯曲变形时,能够保持较高的荷载承载能力,从而避免柱子的破坏。延性设计 是基于这一原理,通过加强钢筋的配筋和优化混凝土的配合比等方式,提高柱子的延性,从而保证结构的安全性。 三、钢筋混凝土柱的延性设计方法 1. 常规受弯构件设计方法 传统的受弯构件设计方法是通过计算柱子的截面尺寸和纵向钢筋配筋 率等参数,来满足柱子在荷载作用下的强度要求。这种设计方法忽略 了柱子的延性,因此在地震等自然灾害中容易发生破坏。同时,这种 设计方法也容易导致构件过于笨重,造成建筑结构的不必要的重量和 成本。 2. 基于延性设计的方法 基于延性设计的方法则是在传统的设计方法基础上加入了对柱子延性 的考虑。这种设计方法通常采用软硬结合的方式,即通过在柱子的底 部和顶部设置较为柔软的节点,来减轻柱子在弯曲变形时的刚度,从 而提高其延性。同时,通过优化钢筋的配筋和混凝土的配合比等方式,

钢筋混凝土框架结构的延性设计分析

钢筋混凝土框架结构的延性设计分析 导言 随着房屋建筑层数的增高,在地震设防地区的结构延性设计至关重要。本文分析了影响抗震结构延性设计的主要因素及其实现延性设计的机理与方法。 结构的延性在抗震设计中的重要性及概念 在我国的高层建筑中,钢筋混凝土结构应用最为普遍,其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性,目前广泛应用于地震设防地区。钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能,然而未经合理设计的框架结构会在地震作用下产生较严重的震害。结构抗震的本质就是延性,延性是指结构或构件在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力。破坏前无明显预兆,力-变形曲线达到最大承载力后突然下跌形成明显尖峰的构件(结构)称为脆性构件(结构)。破坏前有明显预兆,力-变形曲线在最大承载力附近存在明显的平台,能承受较大变形而承载力无显著降低的构件(结构)称为延性构件(结构)。 1.结构抗震的延性设计 大量的实验研究和地震实例表明,在地震(尤其是罕遇地震)作用下,建筑结构大都会进入弹塑性状态,出现弹塑性变形。延性设计,即使结构在构件屈服之后仍具有足够的变形能力,依靠结构的弹塑性变形来消耗地震能量,保证屈服部分发生延性破坏,避免结构发生脆性破坏和整个结构的倒塌。这种设防思想在新的建筑抗震设计规范中具体化为“小震”(在房屋服役期内最可能遭遇的强烈地震或常遇地震)不坏,“中震”(基本烈度地震)可修和“大震”(罕遇地震)不倒。世界上其他多地震国家的抗震设计规范,也都采用了类似的设计思想。

2.影响抗震结构延性设计的主要因素 (1)钢筋的配筋率 增加纵向钢筋配筋率,不仅可以提高结构构件的抵抗弯矩;同时也可以提高塑性铰的转动能力,进而增加结构的延性。 (2)箍筋配筋率 由实验研究可知,位移延性随着配箍率的增加而提高。箍筋间距越小,配箍率越大,延性的增长也越显著。增加配箍率,就是增加对混凝土横向变形的约束,提高混凝土的抗压强度。提高配箍率还可以提高混凝土的极限压应变,使其在混凝土受压区更均匀地分布,从而提高结构构件的极限位移值。 (3)材料的强度 提高混凝土的强度,则降低构件的轴压比,无疑可以提高构件的位移延性。但在纵向配筋率相同的条件下,提高混凝土标号等于减少钢筋在换算截面中所占的比重,也就意味着纵向钢筋配筋率的减少,反而会使位移延性降低。 (4)轴压比 试验表明,轴压比是影响压弯构件位移延性的最重要因素。当轴压比过大时,使压弯构件中钢筋的压应变增大,因此,截面必须转动更大的角度才能使受拉区钢筋屈服。这必然使屈服位移大大增加,从而导致构件延性的大幅降低。 钢筋混凝土框架结构抗震延性的设计实现 我国建筑抗震设计规范(GBJ50011-2001)提出的三水准(小震不坏,中震可修,大震不倒)抗震设防目标,是以两阶段的设计方法,并以“强柱弱梁”、“强剪弱弯”及“强节点、强锚固”的延性框架进行设计,并辅以必要的构造措施来保证结构局部薄弱区域的强度与刚度,以加强结构的整体性,增大延性,提

钢筋混凝土框架结构的延性设计

钢筋混凝土框架结构的延性设计 作者:廖辉 来源:《现代企业文化·理论版》2011年第02期 “强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。简单地说,虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体,但各个构件担任的角色不尽相同,按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来,各个构件协作抵抗的目的,就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁,在建筑结构中,柱倒了,梁会跟着倒;而梁倒了,柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁大,柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效,我们故意把梁设计成相对薄弱的环节,使其破坏在先,以最大限度减少可能出现的损失。以下就钢筋混凝土框架结构的主要构件来分别阐述延性设计的理念。 什么是混凝土框架强柱弱梁的概念设计? 由于梁截面高度较高,且与现浇楼板组成T形截面构件共同工作,形成强梁弱柱,导致柱子破坏,房屋倒塌。框架结构的弹塑性分析表明,强震作用下,梁端实际达到的弯矩与其正截面受弯承载力是相等的,柱端实际达到的弯矩也与其偏压下的受弯承载力相等。这是地震作用效应的一个特点。因此,所谓“强柱弱梁”指的是:节点处梁端实际受弯承载力和柱端实际受弯承载力之间满足下列不等式: 这种概念设计,由于地震的复杂性、楼板的影响和钢筋屈服强度的超强,难以通过精确的计算真正实现。国外的抗震规范多以设计承载力来衡量或将钢筋抗拉强度乘以超强系数来实现。《建筑抗震设计规范》的规定,只在一定程度上减缓柱端的屈服。一般采用适当增大柱端弯矩设计值的方法,其取值体现了抗震等级的差异。 具体的做法 第一,柱剪跨比限制。剪跨比反映了构件截面承受的弯矩与剪力的相对大小。它是影响柱极限变形能力的主要因素之一,对构件的破坏形态有很重要的影响。因此柱的剪跨比宜控制在2.0以上。 第二,梁、柱剪压比限制。当构件的截面尺寸太小或混凝土强度太低时,按抗剪承载力公式计算的箍筋数量会很多,则箍筋在充分发挥作用之前,构件将过早呈现脆性斜压破坏,这时再增加箍筋用量已没有意义。因此,设计中应限制剪压比即梁、柱截面的平均剪应力,使箍筋数量不至于太多,同时,也可有效地防止斜裂缝过早出现,减轻混凝土碎裂程度。这实质上也是对构件最小截面尺寸的要求。

钢筋混凝土受弯构件的延性研究

钢筋混凝土受弯构件的延性研究 一、引言 钢筋混凝土受弯构件的延性是指其在承受荷载作用下,能够发生塑性变形,从而在一定程度上吸收和消散荷载能量的能力。延性是评价结构抗震性能的重要指标之一。随着大地震频繁发生,对于钢筋混凝土受弯构件的延性研究已成为结构工程领域中的一个重要研究方向。 二、延性的定义和意义 延性是指材料在受到一定的外力作用下,能够发生一定的塑性变形,从而吸收和消散荷载能量的能力。在结构工程中,延性通常是指结构在极限状态下仍能够维持一定的稳定性并能够继续承受荷载的能力。延性是评价结构抗震性能的重要指标之一。 三、延性的影响因素 钢筋混凝土受弯构件的延性受到以下因素的影响: 1. 混凝土的强度和韧性:混凝土的强度和韧性直接影响其塑性变形能力。

2. 钢筋的数量、布置和强度:钢筋的数量、布置和强度对钢筋混凝土 受弯构件的延性影响较大。 3. 截面形状和尺寸:截面形状和尺寸对钢筋混凝土受弯构件的延性也 有一定的影响。 4. 荷载作用方式:荷载作用方式对钢筋混凝土受弯构件的延性也有重 要影响。 四、延性的计算方法 钢筋混凝土受弯构件的延性计算方法有很多种,常用的有以下几种: 1. 塑性铰法:根据结构中塑性铰的位置和变形形态来计算结构的延性。 2. 变形能法:根据结构在荷载作用下所吸收的变形能量来计算结构的 延性。 3. 等效线性化法:将非线性结构化为等效线性结构,通过计算等效线 性结构的刚度和阻尼来计算结构的延性。 五、延性的提高方法

为了提高钢筋混凝土受弯构件的延性,可以从以下几个方面入手: 1. 优化设计:通过优化截面形状和尺寸、钢筋数量和布置等来提高结构的延性。 2. 选用高性能材料:采用高强度混凝土和高强度钢筋等高性能材料,可以提高结构的延性。 3. 塑性铰设置:通过合理设置塑性铰来提高结构的延性。 4. 强度折减法:在设计时考虑强度折减系数,可以减小结构的刚度,提高结构的延性。 六、结论 钢筋混凝土受弯构件的延性研究是结构工程领域中的一个重要研究方向,其受到混凝土的强度和韧性、钢筋的数量、布置和强度、截面形状和尺寸、荷载作用方式等因素的影响。延性的计算方法有多种,常用的有塑性铰法、变形能法、等效线性化法等。为了提高钢筋混凝土受弯构件的延性,可以从优化设计、选用高性能材料、塑性铰设置、强度折减法等方面入手。

钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨

钢筋混凝土框架结构延性设计的探讨 0.引言 在我国当前的高层建筑当中,对于钢筋混凝土的运用是非常广泛和普遍的,而钢筋混凝土的框架结构因为具有十分稳定的延性,所以使得其也成为了现代很多高层建筑所主要采用的结构形式之一。这种建筑结构在当前来说,更多的运用在了地震的防护区域,因为这种结构形式具有非常好的抗震性能,但是如果这种框架结构不进行有效的延性设计,那么在较大的自然灾害发生的时候或者是在地震到来的时候,就会产生比较严重的后果,甚至会诱发更大的灾害。接下来,笔者将在本研究中将主要以建筑钢筋混凝土框架结构延性设计为例,对建筑钢筋混凝土狂接结构设计方面的问题做出简要分析,并简单谈一谈自己的主观看法。 1.建筑钢筋混凝土框架结构的设计原则 在高层建筑的框架结构设计当中,应该遵循刚柔相互协调的这一原则,这可以保证高层建筑拥有一定的延性[1]。而且,笔者认为在抗震撼方面还需要遵循多道设计的原则,这样,如果第一道抗侧力构件受到了破坏,那么接下来的第二道防线和第三道防线就会立即作出接替,这样便能够更好地挡住各种震撼力的冲击。对于保证建筑物不会因为震撼而倒塌起到了一定的支撑作用。此外,笔者认为在高层建筑的抗震设计当中还需要对选择作出一定的规定,在选材上,高层建筑要遵循轻质量高强度的原则,建筑材料不单单需要具备足够的形变能力和强度,而且材料的自重也应当尽可能的轻一些[2]。这样,即便是因为很强大的震撼而造成高层建筑的坍塌,那么轻质的材料对人体所造成的伤害也会适当的降低很多。 2.建筑钢筋混凝土框架结构的延性设计 2.1梁柱的延性设计 如果想要保证建筑物的框架结构具有更高的延性,那么首先需要保证这个建筑物的框架梁祝具有足够的延性。梁柱的延性和梁柱界面的塑性铰的转动力有十分重要的关系,所以框架结构的抗震设计最关键的就是对梁柱塑性铰进行设计。笔者认为在对其进行设计的时候需要遵照强剪弱弯的原则。钢筋混凝土梁柱在如果受到了较大的剪力,那么一般就会呈现出脆弱性的破坏[3]。因此,在对框架梁柱等作出设计的时候需要保证该构件所受到的承载力比其受弯的承载力要大。这

钢筋混凝土柱延性设计方法研究

钢筋混凝土柱延性设计方法研究 一、前言 钢筋混凝土结构在现代建筑中得到广泛应用,其中柱子是起到承重作用的重要构件。考虑到地震等自然灾害的影响,柱子的延性设计显得尤为重要。本文将针对钢筋混凝土柱延性设计方法进行研究,探讨其设计原理和实践应用。 二、延性设计的基本概念 1. 延性 延性指结构在强震作用下产生的变形能够较充分地消耗地震能量,从而减小震害。延性设计的目的就是为了提高结构的延性能力。 2. 延性设计的实现方式 采用钢筋混凝土柱的延性设计可以通过以下方式实现: (1)调整钢筋配筋率:适当增加柱子的钢筋配筋率可以提高柱子的刚度和强度,从而减小柱子的弹塑性变形。 (2)采用高性能混凝土:高性能混凝土具有较高的强度和延性,可以提高柱子的抗震性能。 (3)采用粘滞铰模型设计:通过粘滞铰模型设计可以使柱子在发生强震作用时发生铰缩,从而消耗地震能量。

三、延性设计方法的研究 1. 调整钢筋配筋率 调整钢筋配筋率是延性设计中最常用的方法之一。一般来说,增加柱子的钢筋配筋率可以提高柱子的强度和刚度,同时也可以提高柱子的延性能力。但是,在增加钢筋配筋率的同时也会增加柱子的刚度,从而减小其变形能力。因此,在设计柱子的钢筋配筋率时需要考虑结构的整体抗震性能。 2. 采用高性能混凝土 高性能混凝土是指具有较高抗压强度和延性的混凝土。采用高性能混凝土可以提高柱子的抗震性能。在实践应用中,可以采用调整混凝土配合比、控制水灰比和添加适量的细粉等方法来制备高性能混凝土。 3. 采用粘滞铰模型设计 粘滞铰模型是一种常用的结构抗震设计方法,它可以模拟各种材料的非线性特性,并且还能够准确地反映结构的铰缩行为。在钢筋混凝土柱的设计中,采用粘滞铰模型可以实现柱子的铰缩,从而消耗地震能量,提高结构的延性能力。 四、延性设计方法的实践应用 1. 钢筋混凝土柱的设计原则 在实践应用中,钢筋混凝土柱的设计需要考虑以下原则: (1)柱子的钢筋配筋率应该适当,不能过于密集或过于稀疏。

混凝土结构结构钢筋延性的意义及设计要点

混凝土结构结构钢筋延性的意义及设计要点 摘要:本文首先简述了钢筋混凝土结构抗震承载能力设计机理,其次介绍了结构进入塑性阶段的铰破坏机制,重点分析了不同破坏机制的优缺点,最后介绍了使结构达 到理想破坏铰机制的承载能力级差设计法。 关键词:抗震设计、方法、途径 地震是地壳相对运动、相互挤压所引起的大规模地面振动。其对建筑结构危害极大,继而危及人类的生命财产安全。因此必须对地震区的建筑结构进行必要的抗震设计。但地震又是偶然发生的,其发生频率体现出概率意义上的统计规律。在结构的使用期限内可能不发生设防的地震或不发生地震。因此,充分、合理的利用抗震资源具有经济意义上的必要性。 一、抗震设计途径 1.在抗震设计时,我们有这样两种途径。一是按设防烈度即中震对应的地震作用来进行结构的承载力弹性设计,使其在遭遇中震时保持在弹性范围内。另一种是适度降低设计地震作用的取值,按众值烈度即小震对应的地震作用进行结构的承载力弹性设计。 2.按第二种思路设计时,当结构遭遇设防烈度地震(中震)或罕遇地震(大震)时,结构将不可避免地进入塑性阶段,从而使结构的变形增大。考察构件在地震力作用下反应可以发现,一些构件如框架梁在梁端出现塑性铰后,仍然具有很大的延性变形能力,且其承载力不显著降低。而柱端在出现塑性铰后也具有一定的延性变形能力(受轴压比控制)。可见要使结构具有一定的屈服后变形能力是行得通的。 3.考虑发挥结构的潜在抗震塑性变形能力,是第二种结构抗震设计思路的根基。这就是二十世纪80年代到90年代中期发展起来的地震力设计法。同时,如何确保结构构件屈服后能够达到预期的延性性能、不发生类似剪切的脆性破坏且不丧失承载力;如何使结构达到理想的破坏机制,使设计者能了解在结构遭遇超过设计地震作用时的结构性能;是随着地震力设计法发展应用而来的重要研究课题。 二、设计地震力取值 1.为什么可以取较低的设计地震力而使结构在超越设计地震作用时进入塑性态?

钢筋混凝土框架结构的延性问题及其提高措施研究

钢筋混凝土框架结构的延性问题及其提高措施研究 【摘要】钢筋混凝土框架结构的延性是指结构从屈服开始至达最大承载能力或达到以后,其承载力还没有显著下降期间其所能承受塑性变形的能力。延性是保证结构整体承载力和充分发挥结构的冗余潜力的重要条件,是阻止结构发生连续倒塌的重要能力特征。合理的抗连续倒塌设计,可以通过较大的变形来吸收和耗散初始破坏释放的能量,另外较大的塑性变形可以更好的实现内力重分布,充分发挥结构内部冗余潜力,使结构拥有足够的延性。 【关键词】钢混结构;结构延性;空间刚度;塑性变形;能量耗散;内力重分布;概念设计 0 引言 延性是概念设计中的一个重要部分,它对结构的内力重分布和耗能能力起着举足轻重的作用。适当的延性是保证钢筋混凝土框架结构整体承载力和充分发挥结构冗余潜力的重要条件,是阻止钢筋混凝土框架结构发生连续倒塌的重要能力特征。 1 框架结构的延性问题 梁构件倒塌发展过程后期存在三种机制:梁机制、悬链线机制及复合机制。其受力阶段为:第一阶段,梁端截面钢筋屈服,进入塑性铰发展阶段,当结构设计有较好的延性时,将通过内力重分布,使结构的其余梁截面也进入塑性铰,此时我们假定结构的各个截面同时屈服,同时进入塑性铰,各个截面所承担的弯矩为Mp,依靠梁机制来承担上部的荷载;第二阶段,如果上部荷载比梁机制所能承受的荷载还要大,则结构进入梁机制和悬链线机制共同承担上部荷载的阶段,此时竖向位移增大,梁机制承载力不变,悬链线机制承载力增大,直到梁截面转角达到其极限转动能力;第三阶段梁端受压区混凝土开始压碎,梁端承载力下降,梁端受压区钢筋压应力减小,但悬链线机制承载力继续增大,梁端受拉区钢筋应力增大;第四阶段梁端受压区钢筋也受拉,结构完全依靠悬链线机制承担上部荷载。 塑性铰出现的位置或其出现的顺序不同,将导致其框架结构产生不同的破坏形式。当塑性铰首先出现在柱中,当某薄弱层柱的上下端均出现塑性铰时,该层就为几何可不体系,进而引起上部结构的倒塌。此结构破坏只跟最薄弱层柱的强度和延性性能有关,而与其它各层梁柱的承载能力和耗能能力均没有发挥作用;当塑性铰首先出现在梁中,部分梁端甚至全部梁端均出现塑性铰时,结构仍能继续承受外荷载,而只有当柱子也出现塑性铰时,结构此破坏。由两种塑性铰出现的部位情况可知,柱中出现塑性铰,不易修复而且容易引起结构倒塌;塑性铰出现在梁端,可以使结构在破坏前有较大的变形。而梁的延性远远大于柱的延性,由于柱为压弯构件,较大的轴压比将使柱的延性下降,而梁是受弯构件,比较容易实现高延性要求。则在较合理的框架破坏机制应是梁比柱的塑性屈服尽可能早

钢筋混凝土结构中的延性措施

钢筋混凝土结构中的延性措施 摘要:本文总结了混凝土结构中几种较为成熟有效的提高构件延性的构造措施,并对其设计方法进行了简要介绍。在钢筋混凝土结构设计中,为设计师解决结构中对延性有特殊要求的构件设计提供参考。 关键字:构件延性;构造措施 1 延性设计引论 在地震作用的整个过程中,构件和结构承载力无明显降低的非线性反应特性即为延性。延性结构设计是利用结构中特定位置形成塑性变形来耗散地震能量,达到保护其它构件和结构整体的目的。利用结构的延性进行钢筋混凝土房屋的抗震设计是一种经济合理的方法。我国《建筑抗震设计规范》根据不同抗震等级规定不同抗震措施,抗震等级的划分反映了不同延性水平的要求。 但实际工程中,所遇到的问题各种各样,有时很难使所有构件都达到理想中的延性性能。对于特殊位置的构件,要实现规范的相应要求,不得不加大构件截面、增加配筋及提高承载力。但片面的增大截面可能会带来不利的影响。如柱的轴压比较大时,若想使其达到规范要求限值,加大截面最为直接,但柱截面加大可能使其在该层内形成短柱,又恰恰使其延性降低,诸如此类的问题并不少见。 影响构件延性的因素很多,实际并非仅仅是规范所规定的内容,这说明可以采取其它的构造措施也同样可以实现构件的延性要求。本文将常见的几种延性构造措施及相关的设计方法加以搜集汇总,以期借鉴选用。 2 构件延性构造 2.1 框架柱的延性构造 2.1.1减小轴压比[1] [3] 《建筑抗震设计规范》中规定了抗震等级为一、二、三级的框架柱的轴压比限值,对于框架结构分别为:0.65、0.75、0.85。对于框剪结构、框筒结构其限值有所不同,主要是考虑了剪力墙在地震作用下分担了较多的剪力,使得框架柱的剪应力水平得以降低,因此放松了对于其延性的构造要求。当然,对于框支剪力墙结构的框支柱,因其对于延性的需求更大,所以轴压比限值又有所降低,体现了对于框支柱高延性的构造要求。因此,为了提高框架柱的延性性能,尤其是首层柱根位置,在条件允许的情况下可以尽量使用强度等级较高的混凝土材料,也可以在满足剪跨比大于2的前提下,增加柱截面以减小轴压比。 2.1.2增大体积配箍率

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档