基于ADINA强柱弱梁框架结构地震动动力反应分析

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利用有限元软件ADINA做数值模拟,分析了一栋6层现浇钢筋混凝土框架结构的抗震性能。共建立普通梁柱节点与周围楼板开200mm及300mm角缝节点的三个整体模型,做拟静力分析与地震动力反应分析。结合有限元法、高等混凝土、抗震工程学等理论,重点对现浇楼板的有效宽度、普通框架节点的破坏机制、开角缝后节点的破坏特征、结构整体抗侧移刚度及楼板挠度的变化几方面进行研究。总结汶川地震框架柱的震害得出:框架结构在剧烈的地震作用下,柱的破坏明显重于梁,框架梁未遭受严重损伤。柱内纵筋屈服,箍筋拉断,上部梁、板倾斜。底层框架柱的弯曲或剪切破坏,引起结构的整体坍塌。框架柱的严重震害,需引起高度的重视。计算结果表明,现有的钢筋混凝土框架结构,在实际水平地震作用下,均表现为“强梁弱柱”,按柱铰机制发生脆性破坏,抗震规范要求的多道设防效果没有实现。对于梁柱节点,在采用楼板开角缝的措施之后,梁受力主筋屈服明显提前,梁端提前出现塑性铰,消耗输入到结构中的地震波能量,延迟框架柱的破坏,柱混凝土裂缝明显减少,梁、柱塑性铰出现时间间隔增加。首层柱柱脚处塑性铰的出现延后,更加接近总体机制破坏。开设角缝措施对结构弹塑性层间最大位移角、对现浇楼板跨中挠度的影响均很小,可以忽略。用有限元软件对整体框架结构做动力时程分析,能有效弥补拟静力试验加载与真实地震作用的差异及地震台试验模型缩尺效应的不足。通过研究,评价开角缝方法的效果,为今后的结构延性设计、对现有建筑结构的加固改造提供参考依据。
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