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钢筋混凝土结构的抗震构造措施

通过相应构造措施保证可能出现塑性铰的部位具有所需足够的延性,具体来说就是塑性转动能力和塑性耗能能力。

对于梁柱等构件,延性的影响因素可归纳为根本的两点:混凝土极限压应变,破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素实质都是这两个根本因素的延伸。

对于梁而言,无论是对不允许柱出现塑性铰(底层柱除外)的新西兰方案,还是允许柱出现塑性铰但控制其出现时间和程度的方案,梁端始终都是引导出现塑性铰的主要部位,所以都希望梁端的塑性变形有良好的延性(即不丧失基本抗弯能力前提下的塑性变形转动能力)和良好的塑性耗能能力。因此除计算上满足一定的要求外,还要通过的一系列严格的构造措施来满足梁的这种延性。

1.控制受拉钢筋的配筋率。配筋率包括至大配筋率和至小配筋率,前者是为了使受拉钢筋屈服时的混凝土受压区压应变与梁终破坏时的极限压应变还有一定的差距(梁的破坏一般都以受压区混凝土达到极限压应变,混凝土被压碎为标志的);后者是保证梁不会在混凝土受拉区刚开裂时钢筋就屈服甚至被拉断。

2.保证梁有一定的受压钢筋。受压钢筋可以分担部分剪力,减小受压区高度,另外在大震下,梁端可能出现正弯距,下部钢筋有可能受拉。

3.保证箍筋用量,用法。箍筋的作用有三个,一是抗剪;二是规定箍筋的至小直径,保证纵筋在受压下不会过早的局部失稳;三是通过箍筋约束受压混凝土,提高其极限压应变和抗压强度。

4.对截面尺寸的要求。规范规定框架梁截面尺寸宜符合下列要求:

(1)截面宽度不宜小于200mm;

(2)截面高度与宽度的比值不宜大于4;

(3)净跨与截面高度的比值不宜小于4。一般我们把跨高比小于5的梁称为深梁,深梁的抗弯和抗剪机理与一般的梁(跨高比大于5的梁)有所不同,所以我们在设计中能避免设计成深梁。

柱除了受弯距和剪力以外,还要承受轴力(梁的轴力一般都很小,在设计中都不予以考虑),尤其是高层建筑,轴力就更大了,所以柱还有对轴压比的限制,其中对不同烈度下有着不同延性要求的结构有着不同的轴压比限值;另外,柱端箍筋用量的控制条件不是简单的用体积配箍率,而是用配箍特征值,它同时考虑了箍筋强度等级和混凝土强度等级对配箍量的影响。


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