一級結(jié)構(gòu)師基礎(chǔ)輔導(dǎo):影響結(jié)構(gòu)延性的主要因素

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影響結(jié)構(gòu)延性的主要因素
    框架結(jié)構(gòu)是由梁、板、柱以及節(jié)點這四部分組成,其中梁、柱以及節(jié)點的延性決定了整個框架結(jié)構(gòu)的延性。因此,只要保證柱、梁和節(jié)點的延性也就保證的框架結(jié)構(gòu)的延性,從而也就確保了框架結(jié)構(gòu)的抗震能力。
    1、影響梁延性的主要因素:梁是框架結(jié)構(gòu)中的主要受力構(gòu)件之一,在抗震設(shè)計中要求塑性鉸首出現(xiàn)在梁端且其又不能發(fā)生剪切破壞,同時還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點而影響節(jié)點核心區(qū)的性能。試驗和理論分析表明,影響梁截面延性的主要因素有:
    ①、梁截面尺寸。在地震作用下,梁端塑性鉸區(qū)混凝土保護(hù)層容易剝落,故梁截面寬度過小則截面損失比例較大,所以一般框架梁寬度不宜小于200mm.同時為了提高節(jié)點剪力、避免梁側(cè)向失穩(wěn)及確定梁塑性鉸區(qū)發(fā)展范圍,分別要求梁寬不宜小于柱寬的1/2、梁的高寬比不宜大于4、梁的跨高比不宜小于4.
    ②、梁縱筋配筋率。試驗表明,當(dāng)梁縱向受拉鋼筋配筋率很高時,在彎矩達(dá)到值時,彎矩——曲率曲線很快出現(xiàn)下降;當(dāng)配筋率較低時,彎矩達(dá)到值后能保持相當(dāng)長的水平段,因而大大提高了梁的延性和耗散能量的能力。
    國外一般有如下三種設(shè)計方案:(1)較高地震力——較低延性方案;(2)中等地震力——中等延性方案;(3)較低地震力——較高延性方案。高地震力方案主要保證結(jié)構(gòu)的承載力,低地震力方案主要保證結(jié)構(gòu)的延性。實際震害表明,這三種方案,從抗震效果和經(jīng)濟(jì)性來看,都能達(dá)到設(shè)防目標(biāo)。我國的抗震設(shè)計采用的是方案(3)即較低地震力——較高延性方案,即采用明顯小于設(shè)防烈度的小震地面運(yùn)動加速度來確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計地震作用,并將它與其他荷載內(nèi)力進(jìn)行組合,進(jìn)行截面設(shè)計,通過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在屈服后的地震反應(yīng)過程中形成較為有利的耗能機(jī)構(gòu),使結(jié)構(gòu)主要的耗能部位具有良好的屈服后變形能力來實現(xiàn)“大震不倒”的目標(biāo)。當(dāng)然,我們還要看到一點,雖然這三個方案都能保證“大震不倒”,但是在改善結(jié)構(gòu)在中小地震下的性態(tài)方面,方案(3)僅僅提高結(jié)構(gòu)的延性水平而結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)并沒有明顯提高是明顯不如方案(1)和(2)的。也就是說,在保證“小震不壞,中震可修”方面,方案(1)和(2)是優(yōu)于方案(3)的。