不同剪跨比钢筋混凝土框架振动台倒塌试验研究

摘要

震害调查显示，薄弱层的破坏是造成钢筋混凝土框架结构倒塌的主要原因之一，且框架柱剪跨比与柱的破坏形式密切相关。实际地震动往往呈现三维特征，而三维地震动下不同剪跨比钢筋混凝土框架的抗倒塌性能仍有待研究。对此开展了三维地震动下3个不同剪跨比的缩尺钢筋混凝土框架薄弱层振动台倒塌试验研究。试验结果表明：不同剪跨比的框架柱破坏形式存在明显差异，随着剪跨比的增大，柱子由锚固破坏和压剪破坏为主的脆性破坏变为延性较好的压弯破坏；对楼层加速度放大系数、柱平均轴力及平均动轴压比的分析表明，竖向地震动作用下柱轴力可能出现剧烈波动，使得框架柱更易发生受压和剪切破坏。基于试验结果给出如下抗倒塌建议：在竖向地震作用风险较高的地区，钢筋混凝土框架结构的薄弱层框架柱宜适当减小轴压比限值，或在轴压比计算时适当考虑竖向地震动的影响；当剪跨比较小时建议沿柱身全长配置加强箍筋，避免柱子在非箍筋加密区出现受压和剪切破坏；我国《建筑设计抗震规范》(GB 50011—2010)对RC框架的抗倒塌侧移角限值(1/50)均低于本次试验中各框架极限状态下的最大层间侧移角，具有较好的安全冗余度。

关键词

RC框架结构薄弱层 / 剪跨比 / 振动台试验 / 三向地震动加载 / 倒塌机制