浅谈钢筋混凝土框架结构的静力弹塑性分析及延性设计.doc

浅谈钢筋混凝土框架结构的静力弹塑性分析及延性设计摘要：本文简述了静力弹塑性分析的基本原理及其在结构延性设计中的应用，以及钢筋混凝土框架结构在地震作用下的耗能机理。根据我国抗震设计的基本原理,阐述了钢筋混凝土框架结构的延性设计原则,分别对框架结构的梁、柱及节点的延性设计进行了探讨。关键词：框架结构Push_over分析延性设计ElementaryintroductiontothePush_overanalysisofthereinforcedconcreteframestructureandductilitydesignAbstract：ThebasicprinciplesandusefulnessofPush_overanalysiswasdescribedbriefly.Andthemechanismofenergydissipationoftheframeworkofthereinforcedconcretestructureintheearthquakewasoutlinedaswell.AccordingtoChina'sbasicseismicdesignprinciples，ductilitydesignprinciplesofthereinforcedconcreteframestructurewasdescribed.Andductilitydesignofbeam,columnandnodeoftheframeworkwasdiscussed.Keywords：FramestructurePush_overanalysisductilitydesign一、概述目前，在我国的多高层建筑中,钢筋混凝土框架结构这种结构形式。因其具有结构形式简单，良好的延性和较强的整体性等优点而被广泛用于地震设防地区。结构延性的大小是罕遇地震下结构进入屈服阶段后，结构抗震能力优劣的重要表现。由于结构进入屈服阶段后已无承载力储备可言，为了抵御地震作用，只能靠发展塑性变形来吸收和消耗地震能量，从而达到结构抗倒塌的目的。目前的抗震结构均为超静定结构,超静定结构屈服破坏时会产生塑性铰,塑性铰的转动能力决定了结构的延性,因此,对抗震结构的延性设计主要集中在对结构构件塑性铰的研究设计上。Push_over分析方法对于屈服的构件采取的常用方法是屈服部分看作塑性铰来对待处理,对塑性铰的研究也是Push_over方法的一个重要内容,由此可见,结构的延性设计和Push_over方法在塑性铰问题上具有广阔的研究合作领域,使两者合理有效的工作成为国内外研究的热点课题。二、静力弹塑性分析静力弹塑性分析法，也称推覆分析法(Push_overanalysis)是近年来在国外得到广泛应用的一种结构抗震能力评价的新方法，其应用范围主要集中于对现有结构或设计方案进行抗侧力能力的计算，从而得到其抗震能力的估计。这种方法从本质上说是一种静力非线性计算方法，与以往的抗震静力计算方法不同之处主要在于它将设计反应谱引入了计算过程和计算成果的工程解释。Push_over分析方法是一种近似简化法，实际上是一种反应谱分析法。它将沿高度为某种分布的水平力，静态、单调地施加在结构上，求得内力和侧移，判别结构的破坏状态；逐步增加这个水平力，使结构依次进入塑性，直到产生的位移超过限值或认为结构变为机构接近倒塌为止，从而求得恢复力—位移曲线，称之为荷载增量分析。然后根据振型分解理论，通过单自由度弹性体系反应谱求得地震下的位移。Push_over分析不仅能够对结构在多遇地震作用下的弹性反应谱计算结果进行检验，更重要的是可以对结构在遭受罕遇地震后可能出现的破坏状况进行较精确的分析,比现行抗震规范下薄弱层(部位)弹塑性变形计算更进一步。与时程分析法相比,Push_over分析实施方便,概念清晰,同时也能使设计人员在一定程度上了解在强震作用下的反应,迅速找到薄弱环节。Push_over分析的关键问题是选择合理的侧向荷载分布模式国内外很多的学者都做过专门的研究了很多种不同的侧向荷载分布方式，但总体上可以分为两种：固定的侧向荷载分布方式和适应性的侧向荷载分布方式。在某些中，高振型对结构反应的影响较小且同时在不同侧向荷载分布方式作用下得到的结构破坏方式也相似，选择适合的固定的侧向荷载分布方式是可以对结构单元的变形要求提供较好的预测的。但当结构在地震作用中形成局部塑性机构而动力性质发生改变的时候,上述的固定的侧向荷载分布方式都不能够反映这种惯性力的重分布情况。而应用适应性的侧向荷载分布方式可以更好的反映惯性力随时间的变化。因而相对于固定分布方式而言,选用适应性的分布方式是较为合理的。所谓适应性的分布方式,是指根据加载过程中结构塑性铰的发展,不断调整侧向荷载的分布方式。通过结构的Push_over分析的阶段加载