【摘要】：RC框架梁周邊構(gòu)件約束其受彎開裂及屈服后的軸向伸長,導(dǎo)致梁產(chǎn)生軸力并顯著影響其抗彎性能,有關(guān)此效應(yīng)對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)影響的研究極為有限,但其很有可能導(dǎo)致“強(qiáng)梁弱柱”甚至結(jié)構(gòu)倒塌。目前軸向約束效應(yīng)對梁的抗彎承載力、抗彎剛度、塑性變形能力的影響尚不清楚,相關(guān)“強(qiáng)柱弱梁”的研究中結(jié)構(gòu)的非線性分析未考慮梁軸向約束效應(yīng)的影響,梁的實(shí)際抗彎承載力可能被嚴(yán)重低估,所建議的“柱端彎矩增大系數(shù)”可能仍無法保證結(jié)構(gòu)在地震作用下實(shí)現(xiàn)預(yù)期的破壞模式。因此,無論從知識層面還是工程應(yīng)用角度,都迫切需要對受軸向約束的RC框架梁抗彎性能開展系統(tǒng)和深入的基礎(chǔ)性研究。本論文采用擬靜力試驗(yàn)方法,開展地震作用下考慮軸向約束效應(yīng)的RC框架梁抗彎性能的研究。分析RC框架梁受彎開裂和屈服后軸向伸長機(jī)理及影響因素,通過等效約束剛度梁柱子結(jié)構(gòu)試驗(yàn),探索軸向約束效應(yīng)對梁抗彎承載力、抗彎剛度、塑性變形能力的影響,以及揭示其對不同縱筋配筋率的RC框架梁抗彎性能的影響規(guī)律。本文將為后續(xù)開展考慮軸向約束效應(yīng)的RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能及強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)方法研究提供研究基礎(chǔ)。通過試驗(yàn)結(jié)果對比分析,得到如下結(jié)論:(1)當(dāng)加載到層間位移角δ=4%時(shí),無約束試件1和試件3,伸長量分別為15.2mm(-17.1mm)和17.9mm(-19.0mm);有約束試件2和試件4,伸長量分別為6.0mm(-6.3mm)和5.4mm(-5.5mm)。(2)當(dāng)層間位移角δ=5%時(shí),有約束試件2的軸力達(dá)到488kN(482kN),軸壓比達(dá)到0.18(0.17);有約束試件4的軸力達(dá)到392kN(392kN);軸壓比達(dá)到=0.16(0.16)。顯而易見,由于等效約束作用限制了軸向伸長,從而導(dǎo)致梁中產(chǎn)生不可低估的軸力。(3)有約束試件2比無約束試件1抗彎承載力提高了58.1%,有約束試件4比無約束試件3抗彎承載力提高了47.7%,同時(shí)有約束試件2相對于無約束試件1和有約束試件4相對于試件3的耗能能力、抗彎剛度都有大幅度提高,但塑性變形能力略微降低。(4)有約束低配筋率試件2的抗彎承載力提高幅度高于有約束高配筋率試件4的,軸向約束效應(yīng)對低配筋率梁抗彎性能的提高幅度比高配筋率梁的更加顯著。(5)基于試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)軸向約束將增加節(jié)點(diǎn)區(qū)的抗剪需求。
【圖文】：

1.2 研究意義無軸向約束的 RC 梁在受彎開裂及鋼筋屈服后將出現(xiàn)軸向伸長。但在框架結(jié)構(gòu)體中，梁周邊構(gòu)件（包括現(xiàn)澆板）約束了此軸向變形，從而導(dǎo)致梁中產(chǎn)生不可低估的軸（圖 1.1a），進(jìn)而顯著提高梁的抗彎強(qiáng)度（圖 1.1b）。梁軸向約束效果已被有限的試驗(yàn)揭示[2]，，但在結(jié)構(gòu)抗震研究領(lǐng)域并未引起足夠的重視和系統(tǒng)、深入的研究。目前，由于試驗(yàn)研究的匱乏，軸向約束對梁的抗彎強(qiáng)度、剛度和塑性變形能力的響存在嚴(yán)重知識空白；梁軸向約束效應(yīng)對 RC 框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)（比如破壞模式）的響更不清楚。但是，在延性設(shè)計(jì)理念中，合理計(jì)算框架梁的抗彎承載力是實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪彎”、“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)起點(diǎn)。梁軸向約束所引起的梁抗彎承載力的提高，很可能導(dǎo)“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象，進(jìn)而引起部分 RC 框架結(jié)構(gòu)在汶川地震中倒塌（圖 1.2）的原因一。因此，無論從知識層面還是工程實(shí)踐角度，都需要對梁軸向約束效應(yīng)的影響進(jìn)行系列的基礎(chǔ)研究。為此，本課題將采用試驗(yàn)研究，揭示在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中真實(shí)在卻被廣泛忽視的周邊構(gòu)件對梁提供的軸向約束效應(yīng)，探索軸向約束效應(yīng)對梁抗彎性的影響。

1.2 研究意義無軸向約束的 RC 梁在受彎開裂及鋼筋屈服后將出現(xiàn)軸向伸長。但在框架結(jié)構(gòu)體中，梁周邊構(gòu)件（包括現(xiàn)澆板）約束了此軸向變形，從而導(dǎo)致梁中產(chǎn)生不可低估的軸（圖 1.1a），進(jìn)而顯著提高梁的抗彎強(qiáng)度（圖 1.1b）。梁軸向約束效果已被有限的試驗(yàn)揭示[2]，但在結(jié)構(gòu)抗震研究領(lǐng)域并未引起足夠的重視和系統(tǒng)、深入的研究。目前，由于試驗(yàn)研究的匱乏，軸向約束對梁的抗彎強(qiáng)度、剛度和塑性變形能力的響存在嚴(yán)重知識空白；梁軸向約束效應(yīng)對 RC 框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)（比如破壞模式）的響更不清楚。但是，在延性設(shè)計(jì)理念中，合理計(jì)算框架梁的抗彎承載力是實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪彎”、“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)起點(diǎn)。梁軸向約束所引起的梁抗彎承載力的提高，很可能導(dǎo)“強(qiáng)梁弱柱”現(xiàn)象，進(jìn)而引起部分 RC 框架結(jié)構(gòu)在汶川地震中倒塌（圖 1.2）的原因一。因此，無論從知識層面還是工程實(shí)踐角度，都需要對梁軸向約束效應(yīng)的影響進(jìn)行系列的基礎(chǔ)研究。為此，本課題將采用試驗(yàn)研究，揭示在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中真實(shí)在卻被廣泛忽視的周邊構(gòu)件對梁提供的軸向約束效應(yīng)，探索軸向約束效應(yīng)對梁抗彎性的影響。
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU375.1

【參考文獻(xiàn)】

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7 王興國;單明岳;葛楠;蘇幼坡;;樓板開角縫實(shí)現(xiàn)RC框架“強(qiáng)柱弱梁”效果的有限元分析[J];地震工程與工程振動(dòng);2012年01期

8 閻紅霞;楊慶山;李吉濤;;現(xiàn)澆樓板對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下破壞形式的影響[J];振動(dòng)與沖擊;2011年07期

9 楊紅;朱振華;白紹良;;雙向地震作用下我國“強(qiáng)柱弱梁”措施的有效性評估[J];土木工程學(xué)報(bào);2011年01期

10 李霞;周克民;;材料力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)變片粘貼誤差分析[J];大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);2010年06期

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2 陽波;鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)“強(qiáng)柱弱梁”機(jī)制影響因素研究[D];湖南大學(xué);2012年

3 甘淵;預(yù)應(yīng)力混凝土桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)低周反復(fù)試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

4 喬問釗;預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土一字型剪力墻抗震性能研究[D];山東建筑大學(xué);2010年

本文編號：2631602