框架结构震害及《建筑抗震设计规范》关于框架结构设计修订浅析.docVIP

框架结构震害及《建筑抗震设计规范》关于框架结构设计修订浅析 　　[摘要]：结合汶川大地震中钢筋混凝土框架梁、柱、节点、填充墙的震害及结构碰撞破坏等，分析了框架结构“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”等抗震设计问题，以及结构填充墙的作用和预防碰撞措施等的新旧规范对比，可供结构设计参考。 　　[关键词]：汶川地震震害钢筋混凝土框架建筑抗震设计规范 　　 　　Abstract: Combined with the reinforced concrete frame beam, column, node, filling wall damage and structure collision damage in Wenchuan earthquake, analyzes the frame structure of strong column and weak beam , strong shear weak bending , strong joint and weak member seismic design problem, as well as structure filler wall and prevention of collision measure the contrast between new and old criterion, which can be reference to structure design. 　　Key words: Wenchuan earthquake; earthquake damage; reinforced concrete frame; seismic design code for buildings 　　 　　中图分类号：TU323.5文献标识码：A 文章编号 　　 　　1 引 言 　　汶川地震给我国造成了巨大的经济损失和人员伤亡，建筑结构的严重震害给广大结构设计者留下了深刻反思和学习的资料。笔者结合5.12汶川大地震实际钢筋混凝土框架结构震害，对《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）关于框架结构设计的修订，进行了分析。 　　2. 结构主要受力构件的震害 　　汶川地震中，钢筋混凝土框架结构主要承重构件－框架梁、柱及节点均有严重震害发生，且并未按照设计者预想的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”形式出现，给广大结构工作者留下了深刻的反思资料。 　　2.1 关于“强柱弱梁” 　　在大多数现浇楼板框架结构体系中，由于楼板对梁承载能力的增强作用尚不明确，而导致框架柱成为抗震的薄弱环节。汶川地震中，大量钢筋混凝土框架结构发生的是“强梁弱柱”型的破坏，图1为某框架发生的震害，可以看出，结构破坏集中于柱端，而相比之下，框架梁则基本没有震害发生。 　　 　　 　　图1 汶川地震中框架发生的“强梁弱柱”型破坏 　　实现框架“强柱弱梁”抗震能力，我国《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）（GB 50011-2010）设计基本思路是：对同一节点，使其在地震作用组合下，柱端的弯矩设计值大于梁端的弯矩设计值或抗弯能力。按以下公式保证： 　　 　　 　　 　　式中，为框架节点上下柱端弯矩设计值之和，为框架梁端弯矩设计值之和，为柱端弯矩增大系数，为框架节点梁端按实配钢筋截面积和材料强度标准值计算的弯矩值之和。 　　在（GB 50011-2001）中的取值，一级框架取为1.4，二级为1.2，三级取1.1；在（GB 50011-2010）中，提高了框架结构的柱端弯矩增大系数，并补充了四级框架的柱端弯矩增大系数，一、二、三、四级分别取1.7、1.5、1.3、1.2。同时（GB 50011-2010）明确提出：计算梁端实配抗震受弯承载力时，还应计入梁两侧有效翼缘范围的楼板。 　　在构造上，修订后的（GB 50011-2010）对一、二、三级且层数超过2层的房屋，增大了柱截面最小尺寸的要求，将柱轴压比限值减小了0.05，增加了四级框架的柱的轴压比值，以有利于实现“强柱弱梁”。 　　2.2 关于“强剪弱弯” 　　汶川地震中，大量钢筋混凝土框架柱发生了严重的剪切破坏，如图3所示。 　　 　　 　　图3 钢筋混凝土框架柱发生的剪切破坏 　　保证钢筋混凝土梁、柱构件发生延性弯曲破坏，防止脆性剪切破坏是结构设计者追求的重要目标。根据“强剪弱弯”原则进行设计的思路是使构件在地震组合下的剪力设计值大于按设计弯矩或实际抗弯承载力反算出的剪力。我国《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）（GB 50011-2010）规定，对一、二、三级框架柱剪力设计值则按下式调整： 　　 　　 　　 　　式中，为柱剪力