【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,導致梁產(chǎn)生軸力并顯著影響其抗彎性能,有關(guān)此效應對結(jié)構(gòu)地震反應影響的研究極為有限,但其很有可能導致“強梁弱柱”甚至結(jié)構(gòu)倒塌。目前軸向約束效應對梁的抗彎承載力、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的影響,梁的實際抗彎承載力可能被嚴重低估,所建議的“柱端彎矩增大系數(shù)”可能仍無法保證結(jié)構(gòu)在地震作用下實現(xiàn)預期的破壞模式。因此,無論從知識層面還是工程應用角度,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)和深入的基礎性研究。本論文采用擬靜力試驗方法,開展地震作用下考慮軸向約束效應的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理及影響因素,通過等效約束剛度梁柱子結(jié)構(gòu)試驗,探索軸向約束效應對梁抗彎承載力、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的RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能及強柱弱梁設計方法研究提供研究基礎。通過試驗結(jié)果對比分析,得到如下結(jié)論:(1)當加載到層間位移角δ=4%時,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)當層間位移角δ=5%時,有約束試件2的軸力達到488kN(482kN),軸壓比達到0.18(0.17);有約束試件4的軸力達到392kN(392kN);軸壓比達到=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)基于試驗發(fā)現(xiàn)軸向約束將增加節(jié)點區(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，從而導致梁中產(chǎn)生不可低估的軸（圖 1.1a），進而顯著提高梁的抗彎強度（圖 1.1b）。梁軸向約束效果已被有限的試驗揭示[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，由于試驗研究的匱乏，軸向約束對梁的抗彎強度、剛度和塑性變形能力的響存在嚴重知識空白；梁軸向約束效應對 RC 框架結(jié)構(gòu)地震響應（比如破壞模式）的響更不清楚。但是，在延性設計理念中，合理計算框架梁的抗彎承載力是實現(xiàn)“強剪彎”、“強柱弱梁”的設計起點。梁軸向約束所引起的梁抗彎承載力的提高，很可能導“強梁弱柱”現(xiàn)象，進而引起部分 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踐角度，都需要對梁軸向約束效應的影響進行系列的基礎研究。為此，本課題將采用試驗研究，揭示在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中真實在卻被廣泛忽視的周邊構(gòu)件對梁提供的軸向約束效應，探索軸向約束效應對梁抗彎性的影響。

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，從而導致梁中產(chǎn)生不可低估的軸（圖 1.1a），進而顯著提高梁的抗彎強度（圖 1.1b）。梁軸向約束效果已被有限的試驗揭示[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，由于試驗研究的匱乏，軸向約束對梁的抗彎強度、剛度和塑性變形能力的響存在嚴重知識空白；梁軸向約束效應對 RC 框架結(jié)構(gòu)地震響應（比如破壞模式）的響更不清楚。但是，在延性設計理念中，合理計算框架梁的抗彎承載力是實現(xiàn)“強剪彎”、“強柱弱梁”的設計起點。梁軸向約束所引起的梁抗彎承載力的提高，很可能導“強梁弱柱”現(xiàn)象，進而引起部分 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踐角度，都需要對梁軸向約束效應的影響進行系列的基礎研究。為此，本課題將采用試驗研究，揭示在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中真實在卻被廣泛忽視的周邊構(gòu)件對梁提供的軸向約束效應，探索軸向約束效應對梁抗彎性的影響。
【學位授予單位】：重慶科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU375.1

【參考文獻】

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3 雷遠德;曲哲;王濤;;鋼筋混凝土空間框架底層梁柱節(jié)點雙向往復加載試驗研究[J];土木工程學報;2014年12期

4 王素裹;;考慮正交梁剛度影響的柱端彎矩增大系數(shù)研究[J];華中科技大學學報(自然科學版);2014年04期

5 楊紅;孫永煒;張睿;白紹良;;基于梁鉸機制的柱端彎矩增強措施研究[J];土木工程學報;2014年04期

6 于曉輝;呂大剛;鄭浩琴;;基于典型失效模式可靠度分析的柱端彎矩增大系數(shù)概率評定[J];建筑結(jié)構(gòu)學報;2014年04期

7 王興國;單明岳;葛楠;蘇幼坡;;樓板開角縫實現(xiàn)RC框架“強柱弱梁”效果的有限元分析[J];地震工程與工程振動;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“強柱弱梁”措施的有效性評估[J];土木工程學報;2011年01期

10 李霞;周克民;;材料力學基本實驗中應變片粘貼誤差分析[J];大學物理實驗;2010年06期

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2 劉祖強;型鋼混凝土異形柱框架抗震性能及設計方法研究[D];西安建筑科技大學;2012年

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1 楊伯韜;典型山地掉層框架結(jié)構(gòu)抗震性能擬靜力試驗研究[D];重慶大學;2014年

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

3 甘淵;預應力混凝土桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)低周反復試驗研究[D];重慶大學;2012年

4 喬問釗;預制預應力混凝土一字型剪力墻抗震性能研究[D];山東建筑大學;2010年

本文編號：2631602