&&柱轴压比对我国RC框架结构抗地震倒塌能力的影响&&---工程抗震与加固改造
工程抗震与加固改造/Earthquake
Resistant Engineering and Retrofitting, ): 26-35.
ATC-63IDA247CMR
of Axial Compression Ratio to the Seismic Collapse Resistance of RC Frame
Structures
Tang Dai-yuan, Lu
Xin-zheng, Ye Lie-ping, Shi Wei
Department of Civil
Engineering, Tsinghua University, Key Laboratory of Structural Engineering
and Vibration of China Education Ministry, Beijing 100084
The seismic collapse resistances of 24 reinforced concrete
(RC) frame structures (in 7-degree seismic intensity zone, with different
span, storey height and storey number) which are designed according to the
Chinese Seismic Design Code are analysis with fiber-beam element model and
incremental dynamic analysis (IDA) that is recommended by ATC-63 Report. The
results show that the axial compression ratio of columns is the most important
factor affecting seismic collapse resistance of these structures and there
is a negative linear correlation between axial compression ratio of columns
and collapse margin ratio of structures. The upper limit of current seismic
design code is too big which mostly results in the lack of collapse resistance
of frame structures. Then, the axial compression ratio of all structures is
unified by adjusting their column size and the modified structures are analyzed
again, which shows that by controlling the axial compression ratio, the seismic
collapse resistance is obviously improved.
axial compression ratio
2008[1] [2]
2 基于IDA的结构抗倒塌能力分析
Incremental Dynamic AnalysisIDA
2.1 IDA方法和地面运动强度指标
IDAIDAPushoverATC-63ATC-76[3]
PGAPGVSa(T1)PGA[4]
[5] Sa(T1)PGA[4] [5]
[7] ATC-63[3] Sa(T1)
2.2 大量地震波输入的统计分析
IDAIDAATC-6320ATC-632227[3] NtotalNcollapseNcollapse/NtotalCollapse PossibilityCollapse Fragility Curve
IDAATC-6322El-Centro23
2.3 结构的倒塌储备系数
ATCCollapse Margin
RatioCMR[3]
Sa(T1)50CMR
& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
，Sa(T1)50%50Sa(T1)Sa(T1)Sa(T1)Sa(T1)=aT1,·g，aT1,T15.1.4-1g
CMRATC-63IDACMR[3] CMRCMRCMR
2.4 THUFIBER程序和倒塌判断准则
1/50MSC.MARCTHUFIBERTHUFIBER[9] [10]
3 结构模型及其分析
3.1 结构模型的设计参数
GB[12] PKPM24II76mC30HRB335HPB2357kN/m22kN/m2241
THUFIBER1.0+0.5PKPM程序荷载导出结果等效为梁上均布荷载和柱顶集中荷载。分析模型只考虑了框架梁柱等结构构件，暂未考虑楼板和隔墙等非结构构件。
表1 各结构方案详细参数
Tab.1 Parameters of each structural model
柱截面尺寸
梁截面尺寸
5层以上C30
5层以上C30
5层以上C30
5层以上C30
5层以上C30
5层以上C30
3.2 典型倒塌模式
1(a)(b)(c)8m4m6m
Fig.1 Deformation and plastic hinges of representative structures during collapse
3.3 倒塌概率曲线
2。ATC-63[3] 7102.302211[1] [2]
(g) 2.8m12
(h) 3.6m12
2 不同跨度结构倒塌概率曲线比较
Fig.2 Comparison for collapse fragility curves of structures with different
3.4 倒塌储备系数CMR和柱轴压比的关系
(1)CMR2ATC-6310CMR2.3024mCMR2.306m8mCMR2.30
2 结构的倒塌储备系数CMR
Tab.2 Collapse margin ratios of structures
3CMRPKPMCMR2.8m0.48CMR3.6m0.62CMR6.3.70.80.9
&(b)& 3.6m
Fig.3 Relationship between CMR and axial compression ratio of the middle column
of first floor
4 轴压比的影响分析
4.1统一轴压比模型的设计参数
30.40.54m14m30.460.4290.53120.52360.49120.53C30
3 统一轴压比模型柱截面尺寸（mm×mm）和最大设计轴压比
Tab.3 Column size and maximum designed axial compression ratio of models that
unified axial compression ratios
1000×1000
4.2 典型倒塌模式
(a) 3.6m4m6
(b) 3.6m6m6
(c) 3.6m8m6
Fig.4 Deformation and plastic hinges of representative structures that unified
axial compression ratios during collapse
4.3 倒塌储备系数CMR
CMR4CMR2.30ATC-63CMR24CMR5.12.71.8824CMR0.6124CMR4.81.04.8024CMR1.00CMRCMR
Tab.4 Collapse margin ratios of structures that unified axial compression
4.4 大震、巨震下的倒塌概率及其分析
5ATC-63[3] 10%244m10%6m8m10%8m10%240%
5 Sa(T1)=Sa(T1)
Tab.5 Collapse possibilities of structures under major earthquake
78911Sa(T1)=2.0Sa(T1)96244m20%6m8m50%8m50%30%20%
6 Sa(T1)=2.0Sa(T1),
Tab.6 Collapse possibilities of structures under great earthquake
5 结论及需进一步研究的问题
[3] Quantification of
building seismic performance factors, ATC-63 Project Report (90% Draft), FEMA
P695 / April 2008
[6] Vamvatsikos D, Cornell
C A. Incremental dynamic analysis. Earthquake Engineering and Structure Dynamics,
): 491-514.
[7] Shome N, Cornell
CA. Probabilistic seismic demand analysis of nonlinear structures. Report
No. RMS-35, Reliability of Marine Structures Program, Department of Civil
Engineering, Stanford University, Stanford, CA, 1999.
建筑工程抗震性态设计通则[S].
GB, Code for seismic design of buildings [S], Beijing: China
Architecture and Building Press, 2001.
陆新征, 赵世春, 李易.
框架结构抗地震倒塌能力的研究——汶川地震极震区几个框架结构震害案例的分析. 建筑结构学报,
Ye LP, Lu XZ, Zhao SC, Li Y, Seismic collapse resistance
of frame structures----Case studies on the seismic damages of several frame
structures under extreme ground motion in Wenchuan Earthquake, Journal of
Building Structures, Accepted.建筑结构分区
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一星助理工程师, 积分 95, 距离下一级还需 5 积分
框架剪力墙，高度60M之内，为乙类，6度设防烈度，场地类别了3类
地下3层，地上15层
PKPM的模型标准层3的柱子轴压比超了，如下图
3级抗震的短柱轴压比为0.85，为什么程序是 说我0.83&0.8了呢？？？？
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可能是你倾覆力矩 没有达到框剪结构降低的要求一级的要求吧、
如梦无痕PKPMv3.1视频教程下载地址
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五星助理工程师, 积分 362, 距离下一级还需 138 积分
柱节点的梁也太多了吧，钢筋太多了，难施工。
听众数收听数自我介绍
最后登录注册时间主题精华0积分244帖子
四星助理工程师, 积分 244, 距离下一级还需 6 积分
你查看下计算书，框架倾覆力矩是否超过50%，若超过，框架部分应按框架结构查抗震等级，即为二级，短柱轴压比限值为0.85-0.05=0.80。
听众数收听数最后登录注册时间主题精华0积分95帖子
一星助理工程师, 积分 95, 距离下一级还需 5 积分
回复求助...柱子轴压比问题 地板 的帖子
没有，最大的才41%
听众数收听数最后登录注册时间主题精华0积分95帖子
一星助理工程师, 积分 95, 距离下一级还需 5 积分
回复求助...柱子轴压比问题 沙发 的帖子
柱子的倾覆力矩没有超过50%
听众数收听数自我介绍交一些志同道合的结构工作者最后登录注册时间主题精华0积分105帖子
二星助理工程师, 积分 105, 距离下一级还需 45 积分
回复求助...柱子轴压比问题 主贴 的帖子
你是不是把抗震构造措施提高一级了？
听众数收听数最后登录注册时间主题精华0积分95帖子
一星助理工程师, 积分 95, 距离下一级还需 5 积分
回复求助...柱子轴压比问题 7# 的帖子
没有................
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技术员, 积分 34, 距离下一级还需 16 积分
三楼正解 楼主先弄清楚问题出在哪里 再解决问题
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一星助理工程师, 积分 96, 距离下一级还需 4 积分
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2011年岩土工程师辅导资料之异形柱的受力性能及其轴压比控制
发表时间：日14:41 来源：中大网校
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天津大学的试验研究结果表明：异形柱的延性比普通矩形柱的差。轴压比、高长比（即柱净高与截面肢长之比）是影响异形柱破坏形态及延性的两个重要因素。
异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低
作为异形柱延性的保证措施，必须严格控制轴压比，同时避免高长比小于４（短柱）。控制柱截面轴压比的目的，在于要求柱应具有足够大的截面尺寸，以防止出现小偏压破坏，提高柱的变形能力，满足抗震要求。广东《规程》按建筑抗震设计规范（GBJ11&89）中所规定的柱子轴压比降低0.05取用（按截面的实际面积计算）；天津《规程》则根据箍筋间距与主筋直径之比、箍筋直径及抗震等级共同确定，其要求比广东《规程》严格，例如，对s/d＝５、４（即箍筋间距s＝100mm，纵筋直径d分别为20mm、25mm的情况），箍筋直径dv＝8mm，抗震等级为三级的L形截面，其轴压比限值分别为0.60，0.65。异形柱是从短肢剪力墙向矩形柱过渡的一种构件，柱肢截面的肢厚比（即肢长／肢宽）不大于４。《高规》（JGJ3&91）第5.3.4条，&抗震设计时，小墙肢的截面高度不宜小于3bw&，&一、二级剪力墙的小墙肢，其轴压比不宜大于0.6&。根据上述分析，为便于应用，建议在６度设防区，对于异形柱框架结构，L形截面柱的轴压比不应超过0.6（按截面的实际面积计算，下同），T形截面柱的的轴压比不应超过0.65，十字形截面柱的轴压比不应超过0.8；对于异形柱框架&剪力墙（或核心筒）结构，由于框架是第二道抗震防线，所以框架柱的轴压比限值可放宽到0.65（L形）、0.70（T形）、0.90（＋字形），但对于转换层下的支承柱，其轴压比仍不应超过0.60。
短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏，设计中应尽量避免出现短柱。根据高长比不宜小于４，在梁高为600mm的前提下，当标准层层高为3.0m时，异形柱的最大肢长可为600mm；底层层高为4.2m时，肢长可为900mm。
（中大网校下辖注册岩土工程师考试辅导权威机构），以顶尖的师资力量、领先的课件技术、严谨的教学态度、灵活的教学模式，为广大考试学员服务，通过名师辅导、视频授课、专家答疑等多种手段，提供分阶段、全方位优质服务，旨在帮助广大学员轻松过关 。
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二级框架柱轴压比限值是多大？
提问者：丁飞章|
时间： 10:16:42
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所有回答：&2451
框架柱轴压比的限值 && && && && &&
抗震等级：
框架柱：0.7、0.8、0.9
框支层柱：0.6、0.7、0.8
回答数：17678|被采纳数：24
所有回答：&17678
轴压比：柱（墙）的轴向设计压力值与柱（墙）的截面积和混凝土轴心设计抗压强度值乘积的比值。轴压比反映了柱（墙）的受压情况，在《建筑抗震设计规范》（）和《混凝土结构设计规范》（）中都对柱的轴压比做了限制。其计算公式为：
　　u=N/(A×fc)， &&
　　u—轴压比，规范规定非抗震地区u=0.9 &&；
　　N—轴向力设计值；
　　A—柱的截面面积；
　　fc—混凝土抗压强度设计值；
回答数：13301|被采纳数：14
坏坏小男人
所有回答：&13301
轴压比的定义为柱的轴向压力设计值与混凝土抗压强度和截面面积的乘积的比值。公式是N/（fc*A）。N为柱的轴压力，fc为砼抗压强度设计值，A为柱的截面面积。
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