文档介绍：西安建筑科技大学硕士学位论文
西安建筑科技大学硕士学位论文
现浇楼板框架结构“强柱弱梁”屈服机制有限元分析与研究
专业:建筑与土木工程
硕士生:竟媛勤
指导教师:李进副教授
摘要
结构抗震设计的基本原则之一是保证实现“强柱弱梁”,设计期望结构在受到
强震作用时梁端先发生破坏出现塑性铰,通过框架梁的塑性变形来消耗地震能量。
然而从以往的震害调查结果中可以看出,框架结构并未实现预期的“强柱弱梁”
破坏模式,更多的呈现为“强梁弱柱”的破坏模式。相关研究表明,没有合理考
虑现浇楼板对框架梁抗弯承载能力的贡献是框架结构“强柱弱梁”屈服机制未能
如期实现的一个重要原因。在结构设计和分析时常假定楼板是刚性的,这样便简
化了楼板与框架梁之间复杂的相互作用,也忽略了楼板对框架梁抗弯承载能力的
贡献,事实证明这种简化的处理方式并不符合实际,且会使结构产生以柱铰为主
的屈服破坏机制,易造成结构的整体倒塌,因此有必要对现浇楼板对框架结构屈
服机制形成的影响程度进行研究分析。
本文运用有限元软件 SAP2000,分别建立无楼板和带楼板的框架结构计算模
型,并按照现行规范的相关规定进行结构设计。采用静力侧向加载的方法,对比
分析两个计算模型屈服机制的差异,并在此基础上,通过削减梁端不同宽度范围
内的楼板来建立一组计算模型,并对其进行侧向荷载作用下的静力非线性分析,
通过对比分析各计算模型中梁、柱端塑性铰的形成发展过程以及梁、柱中各状态
塑性铰的出铰率,进一步研究现浇楼板参与梁端抗弯的作用范围以及对框架结构
屈服机制形成的影响程度。通过拉力等效的计算原则等效换算出梁端楼板参与作
用的有效宽度范围,并给出有效翼缘的建议取值并进行结构验算。最后,结合现
行规范中的相关规定,提出在考虑了现浇楼板对框架梁抗弯承载能力的贡献后,
为保证框架结构仍能够实现“大震不倒”的抗震设防目标的设计修改建议。
关键词:现浇楼板钢筋混凝土框架结构抗震设计有效翼缘宽度静力非线性
分析
论文类型:应用基础型
西安建筑科技大学硕士学位论文
Study on Cast-in-place Floor Slab in Frame Structure Achieving “Strong
Column Weak Beam” Mechanism by Finite Element Analysis
Specialty: Architecture and civil engineering
Candidate: JingYuanqin
Supervisor: vis-prof. Lijin
Abstract
"Strong column and weak beam" is one of the basic principles of structural
seismic design. Under the action of the earthquake, we hope frame beam than the frame
column breakage occurs first when we design the structures, and through the beam
hinge consume the earthquake energy, avoid the structure collapse. However the actual
seismic damage survey results show that the framework does not achieve the desired
"strong column and weak beam" failure pattern, instead more show as "strong beam
weak column" failure modes. Related studies have shown that no reasonable
consideration of cast-in-place floor slab of frame beam flexural bearing capacity of the
reinforced effect is influence yield frame structure to achieve the "strong column and
weak beam" mechanism is an important factor. Structure design and analysis generally
assume tha