外廊式RC框架破壞機理及倒塌原因分析

黃思凝

（中國地震局工程力學(xué)研究所，哈爾濱150080）

外廊式RC框架破壞機理及倒塌原因分析

黃思凝

（中國地震局工程力學(xué)研究所，哈爾濱150080）

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)因具有施工簡單、傳力路徑清晰和建筑平面布置靈活等優(yōu)點，已成為現(xiàn)有建筑的主要部分。然而抗震性能較好的鋼筋混凝土框架在極震區(qū)卻出現(xiàn)大量倒塌，造成重大人員傷亡。如何使RC框架結(jié)構(gòu)具有更良好的抗震性能，做到超大震不倒塌，這將是未來很長一段時間內(nèi)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震研究的主要目標。鑒于此，本文量化了填充墻在框架抗震中的影響，對比了框架節(jié)點梁筋錨固不足的破壞現(xiàn)象，分析了外廊式框架倒塌的機理及原因，總結(jié)出框架倒塌的臨界方程。主要研究工作如下：

（1）設(shè)計框架填充墻模型進行振動臺試驗?？偨Y(jié)結(jié)構(gòu)一階頻率隨著地震動輸入峰值遞增的衰減規(guī)律，根據(jù)頻率衰減情況結(jié)合結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)，判斷填充墻所處的破壞階段。并將填充墻的破壞分為4個階段，確定了填充墻破壞各階段的層間位移極限值。

（2）以漩口中學(xué)為例，對外廊式框架的震害過程、倒塌形式和漩口中學(xué)倒塌的教學(xué)樓與周圍未倒塌的RC框架震害的差異性進行詳細闡述，針對相關(guān)震害現(xiàn)象進行倒塌原因的初步分析。

（3）將節(jié)點梁筋標準錨固模型與節(jié)點梁筋錨固不足模型進行試驗對比研究。根據(jù)對兩模型節(jié)點破壞位置、時刻及節(jié)點上裂縫的發(fā)展模式的總結(jié)，從節(jié)點受力機理及傳力路徑角度，分析了兩種模型在節(jié)點上裂縫出現(xiàn)的原因。確定了節(jié)點梁筋錨固不足對結(jié)構(gòu)最終破壞形式的影響。

（4）設(shè)計外廊式框架模型進行振動臺試驗，再現(xiàn)了漩口中學(xué)教學(xué)樓的破壞模式及倒塌過程，通過對試驗現(xiàn)象的分析，揭示漩口中學(xué)框架倒塌的機理。根據(jù)布置在柱中部的應(yīng)變片結(jié)果，量化了由傾覆彎矩引起的動軸壓力的大小，討論了動軸壓力引起一榀框架上各柱的軸壓比變化情況。根據(jù)布置在一層柱頂?shù)膽?yīng)變片結(jié)果，結(jié)合試驗破壞現(xiàn)象，對漩口中學(xué)教學(xué)樓倒塌的原因作出了分析。

（5）通過對模型中柱受力進行分析，建立力學(xué)平衡方程，得到模型中柱首層臨近倒塌時刻的最大變形量，確定了模型結(jié)構(gòu)基于最大位移量理論的倒塌臨界方程。將應(yīng)用臨界方程求得的中柱最大位移結(jié)果與實驗結(jié)果相對比，驗證了臨界方程的可行性。

外廊式框架結(jié)構(gòu)；填充墻破壞；節(jié)點錨固不良；倒塌機理；倒塌臨界方程

（作者電子信箱，黃思凝：qtthsnxf＠163.com）

TU352.1；

A；

10.3969／j.issn.0235-4975.2013.04.013