1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计目 录摘要2关键词21 研究背景 3 1.1 汶川地震简介 31.2 汶川地震中的框架结构震害 3 1.3 抗震规范关于“强柱弱梁”屈服机制的规定及考虑的因素71.4 未实现强柱弱梁屈服机制的原因 8 2 根据建筑原型用 PKPM进行建模，计算和设计9 2.1 工程基本情况 9 2.2 次梁的布置 9 2.3 结构层数的确定 9 2.4 荷载的取值计算和输入10 2.4.1 楼面和屋面荷载 10 2.4.2 楼梯荷载 10 2.4.3 其他荷载 10 2.5 框架梁柱截面调整10 12.6 结构设计计算参数 11 2.7 模型的分类11 3 VB编程分析典型节
2、点数据 12 3.1 VB程序的主要功能 123.2 编程思路 12 4 典型节点分析和讨论 13 5 结论和建议 14参考文献15附录16致谢435.12汶川大地震中钢筋混凝土框架柱铰形成机理分析摘要：本文首先介绍了汶川地震中钢筋混凝土框架结构的主要震害现象，并进行了简要分析。然后重点针对地震中框架结构未出现抗震设计所预期的“强柱弱梁”屈服机制的现象，进行深层次的分析。本文以海南昌江某综合楼一栋六层混凝土框架结构建筑作为研究的原型。首先假定该建筑分别位于抗震设防烈度为 6度，7 度（0.1g）地区，并均按照抗震等级为三级，依据现行相关规范，用 PKPM软件对该建筑进行结构计算和设计。然后用
3、VB编写计算程序，用于计算某一榀框架典型节点处柱梁抗弯承载力之比，并分别按中国规范和美国规范进行节点核芯区抗剪验算，再计算出考虑 P- 效应后不同侧移时柱的附加弯矩。最后把用 VB程序计算出的各个节点数据文件进行对比分析。最后得出结论： 在此设防烈度和抗震等级下，依据中国现行规范进行结构设计的框架结构建筑物，底层有些柱子确实达不到“强柱弱梁”的要求，而且节点核心区抗剪验算也无法满足。建议设计人员也应充分注意所设计结构可能无法充分实现“强柱弱梁”的因素，在结构设计中给予充分的考虑。2关键词：汶川；地震；震害 ；框架；梁柱节点；强柱弱梁；所提供毕业论文模板写的很好，格式值得借鉴，请大家务必按照这篇
4、论文的格式书写论文，但注意不可以抄袭内容，更不可以在网上直接下载，出现大面积抄袭现象，否则论文不予通过，后果自负！(注：提供模板只是用于参考格式规范，不存在文理科及专业区别）注意：专/本科学员评审表的区别！封皮及评审表请到个人平台毕业论文功能模块处下载！以平台下载为准！1 研究背景1.1汶川地震简介2008 年 5 月 12 日 14 时 28 分 04 秒 ， 中 国 四 川 省 汶 川 县 发 生 了 里 氏 8 级 地震 。 这 是 新 中 国 成 立 以 来 破 坏 性 最 强 、 波 及 范 围 最 大 的 一 次 地 震 。 地 震 重 创 约50 万 平 方 公 里 的 中 国
5、大 地 这 次 地 震 的 震 级 为 里 氏 震 级 8.0 级 ， 矩 震 级 7.9 级 ； 地 震 最大烈度为 11度；震中位置在四川省汶川县映秀镇。汶川地震的地震烈度分布图如下：3图 1汶川地震烈度分布图1.2汶川地震中的框架结构震害汶川地震是我国建国以来最为强烈的一次地震。这次地震中，钢筋混凝土框架结构的主要震害现象有：(1) 柱端出现塑性铰，未实现“强柱弱梁”屈服机制（图 2j） (2) 柱剪切破坏（图 2d、e），梁柱节点区破坏（图 2f）； (3) 填充墙不合理设置或错层)成短柱剪切破坏（图 2b，图 2c）；(4) 填充墙不合理设置造成结构实际层刚度不均匀，导致底部楼层侧移
6、过大（图2g），并导致倒塌（图 2h）；或导致结构实际刚度偏心使结构产生扭转地震响应（图 2i）；(5) 围护结构和填充墙严重开裂和破坏（图 2a）。4(a)填充墙破坏(b)填充墙造成框架柱形成短柱剪切破坏 (c)错层造成短柱剪切破坏(d) 框架柱剪切破坏 (e) 柱端出现塑性铰后产生剪切破坏(f)梁柱节点区破坏 (g)底层侧移过大(h)底层坍塌5(i)填充墙平面内不均匀布置造成平面刚度偏心，产生扭转地震响应的破坏(j)柱端产生塑性铰形成层屈服机制图 2 框架结构的震害情况围护结构和填充墙等非结构构件的严重开裂和破坏，也会造成一定的人员伤亡，并导致人们的恐惧心理，且震后修复工作量很大，费用很高
7、。目前，规范对“可修”没有明确定义，也没有具体的控制指标。根据这次地震中框架结构的围护结构和填充墙的破坏情况，对“可修”定义应考虑非结构构件的损坏程度。窗间填充墙的不合理布置（或错层）造成框架柱形成短柱，产生剪切破坏的问题，本文以下将专门讨论。6柱剪切破坏，梁柱节点区破坏，大多属于配箍不足，箍筋拉结或弯钩等构造措施不到位等原因造成，规范规定的最小配箍率可能也需要考虑提高。值得注意的是，在柱的强剪弱弯方面，即使柱端首先发生弯曲破坏而形成塑性铰，巨大的轴压容易使混凝土压溃而发生剥离脱落（本次地震竖向振动很大），从而严重削弱柱端的抗剪能力，而柱端出铰并不会减小其所受到的地震剪力，因而很容易引起剪切破
8、坏，见图 1e。因此，需要考虑压弯破坏对柱端抗剪承载力降低的影响，提出切实可行实用的配筋构造技术，如连续箍筋技术，防止柱端混凝土强度严重退化，充分保证“强剪弱弯”。底部楼层侧移过大，主要原因是由于底层作为商用或公共停车场等大空间使用，上部楼层为住宅或宾馆（图 2g, h），填充墙使上部楼层的层刚度增大，形成柔性底层结构，个别因施工质量很差则导致底层倒塌（图 2h）。这类问题需在结构整体抗震方案中，将填充墙等非结构构件在结构抗震分析中给予充分考虑。这次汶川地震中砌体结构的震害基本是唐山地震的再现。震害调查表明，按 89抗震规范要求进行抗震设计，并采取圈梁和构造柱抗震措施的砌体结构，大多震害较轻，
9、很少发生脆性破坏式的倒塌。因此，对于砌体结构的抗震，主要是如何落实抗震规范执行的问题，特别是落实圈梁和构造柱抗震措施，相应需要进一步研究的工作可能并不是很多。而这次汶川地震中框架结构震害给抗震结构研究人员印象最深的主要是，(1)填充墙等非结构构件严重开裂和破坏；(2)几乎没有看到设计规范所要求的“强柱弱梁”破坏机制。建筑抗震设计规范（GB50010-2001）（以下简称抗震规范）6.2.2 条文说明指出，地震作用下框架结构的变形能力与其破坏机制密切相关。国内外大量的研究表明，“强柱弱梁”屈服机制，可使整个框架结构有较大的内力重分布能力，有尽可能多的结构构件参与整体结构抗震，地震能量可分布于所有
10、楼层耗散，耗能能力大，是框架结构抗震设计所期望的屈服机制。 “强柱弱梁”屈服机制属于整体型结构屈服机制，具有较大的抗震鲁棒性，而“弱柱强梁”屈服机制属于局部型结构屈服机制，结构抗震鲁棒性小，极易导致地震能量集中在局部楼层耗散，形成楼层屈服机制，造成局部楼层倒塌（图 2g）。本论文重点分析未能实现“强柱弱梁”7屈服机制的原因，并提出有关改进建议。几乎没有看到设计规范所要求的“强柱弱梁”破坏机制。1.3 抗震规范关于“强柱弱梁”屈服机制的规定及考虑的因素抗震规范主要考虑梁端抗弯纵筋可能的超配筋、钢筋强化和地震作用不确定性等影响，通过保证梁柱节点处柱梁抗弯承载力比，对“强柱弱梁”设计作了以下规定：对
11、二级和三级框架结构应符合， Mc= c Mb （1a）对一级框架结构及 9度时尚应符合， Mc= c Mbua （1b）其中， Mc为节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配； Mb为节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和，一级框架节点左右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零； Mbua为节点左右梁端截面反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和，根据实配钢筋面积（计入受压筋）和材料强度标准值确定； c为柱端弯矩增大系数，一级取 1.4，二级取 1.2，三级取 1.1。上述(1)式主要考虑了钢筋和混凝
12、土等材料强度的变异性、地震的复杂性以及钢筋屈服强度超强等因素给出的实现“强柱弱梁”机制所需的梁柱端抗弯承载力级差系数 c，(1a)式的 c是基于不超过 10%梁端钢筋超配条件给出的。其中材料强度的变异性和钢筋屈服强度的超强等因素具有相对可靠的统计指标，可以比较准确的估计，但地震的复杂性包括了地震地面运动输入的随机性和结构地震反应的动力效应等多方面因素，影响十分复杂，难以准确考虑。此外，(1a)式考虑的 10%梁端钢筋超配也没有正确反映目前我国建筑工程设计的实际情况，这在下文中还将详细讨论。8需要指出的是，考虑了上述所有不确定因素的柱端增大系数 c都只能保证在梁柱节点的局部，梁端先于柱端出现塑性
13、铰，并且如抗震规范6.2.2 条文说明所说，“只在一定程度上减缓柱端的屈服”，而并不能保证在结构整体中不出现柱端塑性铰，从而不能保证预期的梁铰机制的出现。这是因为局部的梁柱端抗弯承载力级差并不能从整体结构层面上反映结构形成某种屈服机制后的受力状态。1.4 未实现强柱弱梁屈服机制的原因由于在实际工程设计中，许多因素未在(1)式中得到充分反映或设计人员没有充分考虑，本次地震中框架结构大多未能实现“强柱弱梁”屈服机制的设计目标。根据现场震害调查分析，主要有以下几方面原因：(1) 填充墙等非结构构件的影响；(2) 楼板对框架梁的承载力和刚度增大影响；(3) 框架梁跨度和荷载过大，使梁截面尺寸增大，梁端
14、抗弯承载力增大；(4) 梁端超配筋和钢筋实际强度超强；(5) 柱轴压比限值规定偏高，柱截面尺寸偏小；(6) 柱最小配筋率和最小配箍率偏小；(7) 大震下结构受力状态与结构弹性受力状态存在差异；(8) 梁柱可靠度的差异。由于目前对框架结构“强柱弱梁”屈服机制的研究大多针对纯框架结构进行，因此确定(1)式中的柱端弯矩增大系数 c时，主要考虑了以上(4)和(7)两个因素（因素(7)考虑并不充分），而对其它影响因素虽然有所考虑，但因规范未给出具体规定和方法，使得这些因素在设计中未被充分考虑。本论文主要针对上述（2）和（4）原因以及对节点核芯区的抗剪验算还有 P- 效应的影响，对本次地震中框架结构未能充
15、分实现“强柱弱梁”屈服机制的问题进行深入分析。2 用 PKPM软件建立各抗震设防烈度下不同的模型 2.1 工程基本情况9海南昌江某综合楼，位于海南昌江矿建小区内，建筑设计方案已经完成，并由建设单位报经有关城建主管部门批准。该工程拟建地上 6层，第一层层高 4.5 m，其它各层层高 3.9 m。 建筑室内 0.000 m 标高相当于秀英高程 5.500 m (1996年版)。 建筑总高度为 24 m。2.2次梁的布置次梁的布置依据建筑的使用要求，各层有所不同。首先依柱网布置纵横向主梁，然后在 7.29m的空间布置十字交叉次梁，在 7.25.9m的空间布置一道横向次梁，次梁截面尺寸统一为 2005
16、00 。隔墙下布置次梁。次梁不通过内走廊，为了使建筑上简约整齐，次梁不通过内走廊。主次梁体系平均折算厚度小，重量较轻，结构受力清楚，传力明确。并且次梁把较大的板块划分为经济跨度板块（跨度约 34 米），支撑隔墙的重量，传递楼面荷载。2.3 结构层数的确定模型按 8个结构层建立，其中建筑主体为 6层，人为增加地下层 1层，上屋面的楼梯算 1层。下面详细介绍：建筑首层层高 4.5m，结构层高算至基础顶面为 5.5m，标准层高为 3.9m。由于当柱端约束条件不变，且柱截面和混凝土强度等级不变时，柱的抗侧移刚度与层高的 3次方成反比，以至首层的侧移刚度只有相邻上层的 36，成为典型的薄弱层。因此，人为
17、添加地下梁（截面 300600，梁顶标高0.100m） ，将首层在结构上分作两层，层高分别为 0.9m和 4.6m。这样，首层侧移刚度增加为相邻上层的 61，显著改善了首层的薄弱程度。另外，该梁的设置可以取代墙下的龙骨，支撑首层的砌体墙。屋顶花架为非结构构件，建立模型的时候不单独设层，而是把花架的荷载作为梁上集中荷载或者节点荷载加在屋面上（第 7层）即可。上屋面楼梯间为第 8层。由于建筑要求的不同，每层的隔墙布置都不相同，所以荷载各不相同，8 层的结构就有 8个标准层。2.4 荷载的取值计算和输入2.4.1楼面和屋面荷载楼面和屋面的恒荷载包括板自重，面层装修，以及找坡防水隔热层的自重。其中板自
18、重由程序自动计算，楼面装修层荷载取 1.5 kN/m2屋面装修层荷载取 3.0 kN/m2。10依据建筑结构荷载规范选取楼面、上人屋面活荷载为 2.0 kN/m2，一般资料室、走廊活荷载为 2.5 kN/m2。2.4.2楼梯荷载楼梯荷载输入时，修改楼梯间板厚为零，恒荷载取 7.0 kN/m2。该楼梯作为消防楼梯，属“人流可能密集”的楼梯，依据规范活荷载取 3.5 kN/m2。2.4.3其他荷载梁上恒载输入时，考虑梁上墙体、窗户、栏杆的线荷载，或者花架传来的集中荷载。柱上荷载，节点荷载亦根据实际情况计算并输入。梁柱自重程序自动计算。基本风压为 0.75kN/m2。2.5 框架梁柱截面调整梁柱截面
19、调整是为了满足结构侧移、柱轴压比规范要求的同时严格控制梁柱的超筋超限，使结构既安全 又合理。该框架结构模型严格按照规范要求建立，并尽量与规范规定的最低要求相接近。结构在正常使用时，框架梁主要承受和传递竖向荷载。地震时，框架梁与框架柱相联系共同抵抗水平地震作用。地震层剪力由下到上逐层递减，梁截面也应随层数增加而减小。因此，梁截面也要做相应的变化。2.6 结构设计计算参数1) SATWE数据前处理调整信息中勾选“按抗震规范（5.2.5）调整各楼层地震内力” 。此为规范的强制条文，必须执行。2) 中梁刚度放大系数。考虑到楼板对框架梁抗弯刚度的提高，一般将中梁和边梁的刚度分别放大到原框架梁矩形截面刚度
20、的 2倍和 1.5倍。3) 结构周期折减系数采用 0.9。框架结构由于填充墙的存在，使结构的实际刚度变大，周期变小，算出的地震作用偏小，结构偏于不安全，所以要对结构的计算周期进行折减。4) 混凝土柱的计算长度系数计算执行混凝土规范 7.3.11-3条。指的是当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的 75%以上时，框架柱的计算长度 l0可按下列两个公式计算，并取两者中的较小值。l0=1+0.15( u+ l)H ( 7.3.11-1 )l0=(2+0.2 min)H (7.3.11-2 ) 式中 u、l柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各11梁线刚度之和的比值min比值 u、l
21、中的较小值；5) 柱配筋计算原则可勾选“单偏压”或“双偏压”。一般的规则结构，中柱接近轴压，边柱是典型的单偏压，角柱是典型的双偏压。计算中发现，按“双偏压”计算，柱的配筋有较大增加。在特殊构件要定义角柱，因为角柱的构造要求和内力调整系数和普通柱相比有较大差别。2.7 模型的分类在建模计算过程中，参数的选取对计算结果有一定影响，在一定条件下可能会有很大的影响。在建立模型时，将这些影响分为两类，凡使得梁配筋增大或柱配筋减小的因素称为“有利梁” ；使柱配筋增大或梁配筋减小的因素称为“有利柱” 。 计算中发现(2)(3)两条对柱配筋有明显影响。有利梁 (1) 中梁刚度放大系数取 2.0(2) 柱配筋按
22、单偏压计算(3) 柱计算长度系数按层（底层 1.0H，其余各层 1.25H）有利柱 (1) 中梁刚度放大系数取 1.5(2) 柱配筋按双偏压计算(3) 柱计算长度系数按公式( 7.3.11-1 )和( 7.3.11-2 )计算(4) 梁柱重叠部分简化为刚域(5) 考虑 P 效应3用 Visual Basic 编程分析典型节点数据3.1 VB程序的主要功能程序的主要功能就是用来计算：左右震情况下某节点左右梁的抗弯承载力，并区分实际配筋和计算配筋；不考虑轴力计算上下柱的抗弯承载力；偏心受压下上下柱的抗弯承载力；考虑梁柱偏心时上下柱的抗弯承载力；柱按偏压无扭转，梁按计算配筋和实际配筋两种情况时左右震
23、下的梁柱抗弯承载力比；按中国规范进行节点核芯区抗剪验算；按美国规范进行节点核芯区抗剪验算，并区分实际配筋和计算配筋；P- 效应下求不同侧移时柱的附加弯矩。具体的程序代码见附件。3.2 编程思路12总体思路是以节点为单位，输入计算所需的各种参数，如梁柱截面尺寸，梁柱的配筋面积，混凝土和钢筋强度，板的有效宽度，层高等等。然后依次完成所需计算，显示计算结果。一个节点计算完成后，生成 text文档保存该节点数据，便于分析对比。3.2.1 梁的抗弯承载力计算以左震时节点右侧梁端抗弯承载力的计算为例。地震力方向向右，右梁下拉上压。考虑楼板与梁整体浇筑，按 T形截面梁计算，楼板充当 T形梁的翼缘。板的有效宽
24、度按中国规范取值，板内参与计算的钢筋数量依据新西兰规范取用。分析计算的依据为：1) 平截面假定 2) 非均匀受压的混凝土极限压应变为 0.0033计算步骤：第一步，判断是否为第一类 T形截面。对于第一类 T形截面，假定受拉钢筋屈服，求出受压钢筋应变（用 x表示，x 表示截面受压区）高度，进而得到受压钢筋应力。列平衡方程，求出 x 。若受压钢筋应力 fs fy，则取 fs=fy, 重新计算受压区高度 x 。第二步，计算界限受压区高度 xb。若 xxb, 则取 xxb，计算梁的抗弯承载力，并显示“超筋！” 。对于第二类 T形截面，只是混凝土的受压区为 T形，计算过程不变。SATWE计算的配筋结果按
25、梁的支座和跨中分别给出，但实际配筋时往往将梁底钢筋拉通，在支座锚固。所以除了区分左震和右震，梁的抗弯承载力计算还考虑了程序计算配筋和实际配筋的差异。如果梁底跨中计算配筋大于梁底支座计算配筋，将跨中钢筋拉通锚固在支座，那么就相当于支座处梁底钢筋超配，增加了梁端的抗弯承载力。同样地，对于梁顶受拉梁底受压的情况，考虑板内钢筋参与梁顶受拉也会增加梁端的抗弯承载力。因此，梁的抗弯承载力应分别按照“计算配筋”和“实际配筋”两种情况来计算。3.2.2 柱的抗弯承载力计算对节点的上柱和下柱，分别计算了三种情况下的抗弯承载力： 1) 不考虑轴力，也就是纯弯情况下 2) 考虑轴力，按照偏心受压计算 3) 考虑梁柱
26、偏心受扭。柱的计算依据同梁相似。与梁的计算不同的是，没有准确求出柱混凝土相对受压区高度，而是采用了迭代的方法，求出柱抗弯承载力的近似值。考虑梁柱偏心导致柱受扭时计算柱的抗弯承载力，就是把抗扭纵筋面积计算出来，并按照柱周边配筋情况均匀地减去配筋面积，由剩下的柱纵筋面积来计算柱的抗弯承载力。13求出柱的抗弯承载力之后，便可得到“梁按计算配筋”和“梁按实际配筋”两种情况下的柱梁抗弯承载力之比。3.2.3 节点核芯区抗剪验算依据中国规范，按照实际配筋计算节点剪力设计值 Vj和节点抗剪承载力 Vjmax，求出比值 Vj/Vjmax ，还计算出节点抗剪所需的箍筋面积。然后依据美国规范按照计算配筋和实际配筋
27、两种情况用求出节点剪力设计值 Vj和节点抗剪承载力 Vjmax ，从而得到 Vj/Vjmax 并计算出节点抗剪所需的箍筋面积。3.2.4 P- 效应下柱的附加弯矩分别计算出侧移为柱高的 1/550, 1/130, 1/70, 1/50时柱的附加弯矩，用于分析附加弯矩对柱承载力的影响。4 典型节点数据分析结果及讨论4.1 典型节点计算数据分析（1）由 6度三级有利梁底层 4.6m模型下角节点 1A-118-L2的计算结果我们发现，对于角柱来说，按规范设计，它不仅满足柱梁抗弯承载力比的要求，而且依据中国规范，美国规范（按实际配筋和计算配筋两种情况）进行节点核芯区抗剪验算也都满足要求，并且 7度 3
28、级情况下也是一样。因此，我们可以得出，在 6度三级和 7度三级的抗震等级下，角柱按照中国的规范进行结构设计是可以满足“强柱弱梁”的要求的，并且梁柱节点核芯区的抗剪也满足要求。（2）由 6度三级有利梁底层 4.6m模型下边节点 1A-119-L2和 1A-119-L3的计算结果我们发现，与角节点相比，边节点不仅柱梁抗弯承载力比达不到要求而且依据美国规范（按实际配筋和计算配筋两种情况）进行节点核芯区抗剪验算也都不满足要求。但由这两个节点的柱梁抗弯承载力比值，我们发现对于同一位置的节点来说 3层比 2层的节点更容易满足“强柱弱梁”的要求。（3）由 6度三级有利柱底层 4.6m模型下节点 1A-119
29、-L2的计算结果我们发现，与有利梁模型相比，柱梁抗弯承载力比满足了“强柱弱梁”的要求，即比值大于 1。但依据美国规范（按实际配筋和计算配筋两种情况）进行节点核芯区抗剪验算跟有利梁模型一样还是不满足要求。不过，我们还是可以得出如下结论，按有利柱模型进行结构设计同有利梁模型相比，能更好的满足柱梁抗弯承载力比即“强柱弱梁”14的要求。这些结论在 7度三级的模型里也都成立，因为在这两种烈度下结构内力都是风在起控制作用，而且抗震等级又一样，所以六度七度没什么区别。（4）由 6度三级有利梁底层 5.5m模型下节点 1A-119-L2的计算结果，我们发现，和底层 4.6m的模型一样，虽然柱梁抗弯承载力比达不
30、到要求而且依据美国规范（按实际配筋和计算配筋两种情况）进行节点核芯区抗剪验算也都不满足要求，但此时的情况更糟，柱梁抗弯承载力比更小。并且，此时 P- 效应对柱的影响更大（见表二） ，更容易形成薄弱层。（5）由 7度三级有利梁底层 4.6m模型下节点 1A-119-L2的计算结果我们发现，与6度三级有利梁模型相比，此的梁抗弯承载力却比满足了“强柱弱梁”的要求。这就说明在抗震设防烈度高的地区，如果按规范进行结构设计，能更好的满足“强柱弱梁”的要求。这一点从霍晶所做的 8度二级的模型中可以得到很好的体现，他模型下的节点几乎都能满足“强柱弱梁”的要求。4.2 典型节点数据汇总 表一15注：1.节点编号
31、 1A-119-L2表示建筑图上 A轴这一拼框架上与 19轴线相交的第二层节点。其他节点编号也与此相同。2. 有利梁模型就是在 PKPM的设计信息中将中梁刚度放大系数调为 2.0，柱配筋计算原则按单偏压计算。有利柱模型就是在 PKPM的设计信息中将中梁刚度放大系数调为 1.5，柱配筋计算原则按双偏压计算，梁柱重叠部分简化为刚域，考虑 P- 效应。底层 5.5m模型就是首层没有添加地下梁，首层层高按其结构层高 5.5m计算。3.Vj表示节点剪力设计值；Vjmax 表示节点抗剪承载力 表二注：1.单位均是 kN*m2.h表示住高5 结论及建议模型描述 节点编号 柱梁抗弯承载力之比节点核心区验算（V
32、j/Vjmax）（左震）梁按计算配筋（右震）梁按计算配筋（左震）梁按实际配筋（右震）梁按实际配筋按中国规范按美国规范（实际配筋）按美国规范（计算配筋）1A-118-L2 3.77 3.33 2.74 2.33 0.45 0.85 0.591A-119-L2 1.33 1.23 0.97 0.92 0.94 1.74 1.286度 3级有利梁底层4.6m 1A-119-L3 1.39 1.28 1.01 0.96 0.94 1.74 1.286度 3级有利柱底层4.6m 1A-119-L2 2.03 2.03 1.43 1.51 0.99 1.84 1.286度 3级有利梁底层5.5m 1A-1
33、19-L2 1.25 1.25 0.88 0.88 0.99 1.84 1.287度 3级有利梁底层4.6m 1A-119-L2 1.89 1.89 1.36 1.51 0.77 1.55 1.10模型描述 柱位置柱顶弯矩柱底弯矩h/550侧移时柱的附加弯矩6度 3级有利梁底层高 4.6米 1A-119-L2节点下柱 45.5 46.8 13.446度 3级有利梁底层高 5.5米 1A-119-L2节点下柱 4.1 4.7 13.7716（1）楼板对框架梁的刚度和承载力，特别是负弯矩的承载力的影响很大。我国现行抗震规范中的“强柱弱梁”设计规定无法充分保证“强柱弱梁”屈服机制的实现，需考虑楼板配
34、筋对梁抗弯能力的提高，或进一步提高框架柱梁强度比取值以涵盖楼板对梁的增强作用。（2）按我国现行抗震规范设计的框架结构，在实际结构中并不一定能保证“强柱弱梁”的破坏机制。由于楼板参与梁端抗弯，实际带楼板的框架结构右可能出现“强柱弱梁”的破坏机制，严重影响框架结构的整体变形性能和塑性耗能能力。（3）考虑楼板钢筋参与受弯，可将其考虑为“超配”钢筋，并进一步框架的柱梁强度比值，以保证实际抗震结构中带楼板的梁端抗弯承载力小于柱端抗弯承载力，其具体取值仍需进一步深入研究。(4)在设计中考虑楼板的影响时，也可将带楼板框架梁等效为 T型或者倒 L型梁进行设计计算；实际配筋时可考虑降低梁端负弯矩区配筋面积或提高
35、柱端配筋面积以实现“强柱弱梁” 。楼板的有效影响宽度影响因素较多，我国规范若采用该方法等效考虑楼板影响，对不同节点的有效宽度的具体取值还需要进一步深入总结研究。同时计算柱端抗弯承载力时需考虑柱轴力对其影响。（5）实际结构导致框架梁框架梁刚度和承载力增大而框架柱刚度和承载力减小的因素很多，如楼板，填充墙，梁柱实际刚度比，P- 效应，柱扭转等，需进一步开展分析研究。同时，设计人员也应充分注意所设计结构可能无法充分实现“强柱弱梁”的因素，在结构设计中给予充分的考虑。最后总结一下，实际工程中有很多的因素使得框架梁的抗弯承载力和刚度增大，而框架柱无依无靠，几乎没有什么因素能增加框架柱的抗弯承载力和刚度，
36、如果这些因素没有在设计中给予充分的考虑，就会使得框架结构强柱弱梁的屈服机制的计算条件无法满足。由于实际工程中能够增加框架柱的抗弯承载力和刚度的因素很少，规范应给框架柱留有足够的储备，最简单的方法是控制框架柱轴压比，增大柱的最小截面尺寸。设计人员应该充分的认识到，框架柱在整体结构抗震能力中的地位特别重要，任何过多的关注和增加柱的截面积配筋的考虑都不会过分，至少会弥补目前框架柱在地震作用下的安全问题。17参考文献1 中华人民共和国国家标准 GB50011-2001, 建筑抗震设计规范S. 北京:中国建筑工业出版社, 2001.2 马千里，叶列平，陆新征，马玉虎，现浇楼板对框架结构柱梁强度比的影响研
37、究，汶川地震建筑震害分析与重建研讨会论文集，中国建筑工业出版社，2008，北京3 建筑结构荷载规范GB 500092001（2006 年版）中国建筑工业出版社4 建筑抗震设计规范（GB50010-2001）中国建筑工业出版社5 汶川大地震中框架结构震害分析-四川建筑科学研究2008 年 04期18附 录 VB程序代码Option Explicit 强制显示声明所有变量，不能使用隐式声明Private Sub Command1_Click() 左梁的抗弯承载力(按支座配筋)(右震)Dim a!, b!, c!, d!, e!, f!, g!, h!, i!, x!, xb!, m!, n!, b
38、s!, cs!, fs!, gs!, fy!a = Val(Text3.Text) 梁混凝土抗压强度设计值fy = Val(Text57.Text) 梁纵筋抗拉强度设计值b = Val(Text4.Text) 左梁宽c = Val(Text5.Text) 左梁高d = Val(Text6.Text) 梁顶钢筋面积e = Val(Text7.Text) 板内钢筋f = Val(Text8.Text) 梁底支座钢筋g = Val(Text9.Text) 梁底跨中钢筋h = Val(Text10.Text) 板有效宽度i = Val(Text12.Text) 板厚bs = 35If d / (b *
39、 c) = 0.01 Then bs = 60 bs表示梁顶部 ascs = 35If f / (b * c) = 0.01 Then cs = 60 cs表示梁底部 as19m = fy * fn = a * h * i + (d + e) * fyIf m fy Then 若顶部受压筋屈服，则重新计算 xx = (f - (d + e) * fy / (a * h)End Ifxb = 660 * (c - cs) / (1.25 * fy + 825) xb为界限受压区高度If x xb ThenText11.Text = a * h * xb * (c - cs - xb / 2) +
40、 (d + e) * (660 - 528 * bs / xb) * (c - cs - bs)Text67.Text = “超筋！“End IfElse 第二类 T形截面x = (f * fy - 660 * (d + e) - a * (h - b) * i + Sqr(f * fy - 660 * (d + e) - a * (h - b) * i) 2 + 4 * a * b * 528 * bs * (d + e) / (2 * a * b)gs = 660 - 528 * bs / x gs为顶部受压筋应力If gs fy Then 若顶部受压筋屈服，则重新计算 xx = (f -
41、 (d + e) * fy - a * (h - b) * i) / (a * b)End Ifxb = 660 * (c - cs) / (1.25 * fy + 825) xb为界限受压区高度If x xb ThenText11.Text = a * b * xb * (c - cs - xb / 2) + a * (h - b) * i * (c - cs - i / 2) + (d + e) * (660 - 528 * bs / xb) * (c - cs - bs)Text67.Text = “超筋！“End IfEnd IfEnd SubPrivate Sub Command2_
42、Click() 左梁的抗弯承载力(按支座跨中计算配筋的较大值)(右震)Dim a!, b!, c!, d!, e!, f!, g!, h!, i!, x!, xb!, m!, n!, bs!, cs!, fs!, gs!, fy!, max!a = Val(Text3.Text) 梁混凝土抗压强度设计值fy = Val(Text57.Text) 梁纵筋抗拉强度设计值b = Val(Text4.Text) 左梁宽c = Val(Text5.Text) 左梁高20d = Val(Text6.Text) 梁顶钢筋面积e = Val(Text7.Text) 板内钢筋f = Val(Text8.Text
43、) 梁底支座钢筋g = Val(Text9.Text) 梁底跨中钢筋h = Val(Text10.Text) 板有效宽度i = Val(Text12.Text) 板厚bs = 35If d / (b * c) = 0.01 Then bs = 60 bs表示梁顶部 ascs = 35If g / (b * c) = 0.01 Then cs = 60 cs表示梁底部 asmax = gIf f g Then max = fm = fy * maxn = a * h * i + (d + e) * fyIf m fy Then 若顶部受压筋屈服，则重新计算 xx = (max - (d + e)
44、 * fy / (a * h)End Ifxb = 660 * (c - cs) / (1.25 * fy + 825) xb为界限受压区高度If x xb ThenText13.Text = a * h * xb * (c - cs - xb / 2) + (d + e) * (660 - 528 * bs / xb) * (c - cs - bs)Text70.Text = “超筋！“End IfElse 第二类 T形截面x = (max * fy - 660 * (d + e) - a * (h - b) * i + Sqr(max * fy - 660 * (d + e) - a *
45、(h - b) * i) 2 + 4 * a * b * 528 * bs * (d + e) / (2 * a * b)gs = 660 - 528 * bs / x gs为顶部受压筋应力If gs fy Then 若顶部受压筋屈服，则重新计算 xx = (max - (d + e) * fy - a * (h - b) * i) / (a * b)End Ifxb = 660 * (c - cs) / (1.25 * fy + 825) xb为界限受压区高度If x xb ThenText13.Text = a * b * xb * (c - cs - xb / 2) + a * (h -
46、 b) * i * (c - cs - i / 2) + (d + e) * (660 - 528 * bs / xb) * (c - cs - bs)Text70.Text = “超筋！“End If21End IfEnd SubPrivate Sub Command4_Click() 右梁的抗弯承载力(梁顶受拉筋考虑板内钢筋，梁底受压筋取支座和跨中较大值)(右震)Dim a!, b!, c!, d!, e!, f!, g!, h!, i!, x!, xb!, bs!, cs!, fs!, gs!, max!, fy!a = Val(Text3.Text) 梁混凝土抗压强度设计值fy = Val(Text57.Text) 梁纵筋抗拉强度设计值b = Val(Text4.Text) 右梁宽c = Val(Text5.Text) 右梁高d = Val(Text6.Text) 梁顶钢筋面积e = Val(Text7.Text) 板内钢筋f = Val(Text8.
