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高层建筑框架梁的受压区高度与延性

【摘要】:图6-3 受拉钢筋配筋率对梁截面弯矩—曲率关系曲线的影响在适筋破坏的框架梁中,梁弯曲破坏的延性大小还有不同。实际上,影响梁的延性大小的主要因素是混凝土截面受压区高度ξ,减少受拉配筋,或配置受压钢筋,或采用T形截面及提高混凝土强度等级等,都能减小混凝土压区相对高度,都能增大梁的延性。图6-4是由试验结果整理得到的混凝土相对压区高度与延性的关系。

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图6-3 受拉钢筋配筋率对梁截面弯矩曲率关系曲线的影响(清华大学

在适筋破坏的框架梁中,梁弯曲破坏的延性大小还有不同。图6-3是对受拉钢筋配筋率不同的梁进行试验得到的截面弯矩—转角曲线[48],由试验可见,梁的受拉钢筋配筋率ρ越小,混凝土压区相对高度ξx/h0)也小,截面的塑性变形愈大。实际上,影响梁的延性大小的主要因素是混凝土截面受压区高度ξ,减少受拉配筋,或配置受压钢筋,或采用T形截面及提高混凝土强度等级等,都能减小混凝土压区相对高度,都能增大梁的延性。图6-4是由试验结果整理得到的混凝土相对压区高度与延性的关系。

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图6-4 曲率延性比和截面受压区高度的关系(清华大学)

框架结构中,塑性铰应当首先出现在梁端部,抗震等级愈高的框架,要求梁的延性愈大,因此对梁端部截面受压区高度限制愈严,要求配置的受压钢筋数量也愈多,规范的要求是:

一级框架梁 978-7-111-47838-6-Chapter06-6.jpg

As′/As≥0.5 (6-3b)

二、三级框架梁 978-7-111-47838-6-Chapter06-7.jpg

As′/As≥0.3 (6-4b)

式中 x——混凝土受压区高度,计算x值时,应计入受压钢筋;

hb0——梁截面有效高度;

AsAs′——梁端负弯矩时(塑性铰区)顶面受拉钢筋面积和底面受压钢筋面积。

一、二、三级框架梁塑性铰区以外的部位,四级框架梁和非抗震框架梁,只要求不出现超筋破坏,即满足式(6-1)的要求。

从以上分析可见,在延性框架中过多配置梁的受拉钢筋对延性不利(不宜在计算钢筋面积以外再加大配筋),过多的受拉钢筋一方面会减小梁的弯曲塑性铰延性,另一方面会加大屈服时相应的剪力