于 婧，劉小軍，趙玉慧

（1. 西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，陜西 西安 710055; 2. 西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司 陜西 西安 710018)

對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)[1]是對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載力設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，保證結(jié)構(gòu)的整體承載力儲(chǔ)備和變形能力，增加結(jié)構(gòu)的冗余度和整體性，采取有效措施使結(jié)構(gòu)形成合理的屈服機(jī)制，利用設(shè)計(jì)盡量形成多道抗震防線，提高框架結(jié)構(gòu)抗倒塌能力．

對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，目前一致認(rèn)為“強(qiáng)柱弱梁”屈服機(jī)制是比較理想的破壞模式．但是，文獻(xiàn)[1-4]指出，地震中大量的框架結(jié)構(gòu)均發(fā)生柱鉸破壞機(jī)制，所有倒塌的框架結(jié)構(gòu)也基本是以層屈服機(jī)制形式出現(xiàn)的，絕大部分框架結(jié)構(gòu)未能實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的破壞機(jī)制．因此，需要對(duì)規(guī)范在保證結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整體屈服機(jī)制方面的有關(guān)規(guī)定進(jìn)一步完善研究．

汶川震害調(diào)查表明[1]漩口中學(xué)教學(xué)樓B和教學(xué)樓E框架柱底部施工縫連接構(gòu)造存在問(wèn)題，框架柱的承載能力未得到充分發(fā)揮，加劇了層屈服機(jī)制發(fā)生的可能性，因此，比教學(xué)樓A和教學(xué)樓C倒塌得更徹底．北川職教中心教學(xué)樓雖然僅為單跨結(jié)構(gòu)，冗余度不大，但因?qū)崿F(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”屈服機(jī)制，再加上實(shí)心磚填充墻的貢獻(xiàn)，以及結(jié)構(gòu)本身層數(shù)不多，重量又比較輕，避免了倒塌．

施工縫一般出現(xiàn)在框架結(jié)構(gòu)的柱端，是受力較大的部位，且是關(guān)鍵構(gòu)件之間連接的部位．目前對(duì)施工縫的研究更多的集中在對(duì)其基本力學(xué)性能，尤其是抗拉和抗剪等方面的試驗(yàn)研究．結(jié)果表明施工縫處的抗拉和抗剪能力低于整澆混凝土．關(guān)于施工縫對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抗震性能影響方面的研究文獻(xiàn)不多．陳遠(yuǎn)峰等[5]對(duì)兩個(gè)單榀兩層兩跨框架進(jìn)行了低周反復(fù)荷載下的擬靜力試驗(yàn)，兩個(gè)框架為1:3縮尺模型，帶縫框架的施工縫留設(shè)在頂梁的下端、一層梁的上下端及柱腳，另一個(gè)框架整澆．結(jié)果表明兩個(gè)框架的力-位移滯回曲線形狀相近；整澆框架的承載力比帶縫框架高約 14 %，而帶縫框架的延性稍好；施工縫明顯降低了框架的變形恢復(fù)能力，降低了結(jié)構(gòu)的初始剛度．

張衛(wèi)東等[6]在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，接著對(duì)施工縫留設(shè)位置不同的帶縫框架用ANSYS軟件進(jìn)行了計(jì)算分析，文中說(shuō)明施工縫用Combin39彈簧單元并組合進(jìn)行模擬，但是沒有給出選用這種單元的依據(jù)和單元參數(shù)的設(shè)置．結(jié)果表明作者改進(jìn)后的施工縫留設(shè)方式，即同一層柱的施工縫位置不在一條水平線上，其延性、承載力與耗能能力均變好．

魏春明[7]同樣對(duì)兩個(gè)兩層兩跨的鋼筋混凝土框架進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)，試驗(yàn)仍然是對(duì)帶施工縫框架與整澆框架進(jìn)行對(duì)比研究．帶縫框架的施工縫留設(shè)在每根柱的底部與梁相交處．試驗(yàn)對(duì)比了兩種框架的破壞形態(tài)，并對(duì)滯回曲線、承載力、變形能力和耗能能力等參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，分析施工縫造成的影響．最后給出了由試驗(yàn)中得到的帶縫框架的整體恢復(fù)力模型，并用于時(shí)程分析得出一些結(jié)論．

課題組對(duì)帶施工縫柱進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究[8-10]，結(jié)果表明施工縫使構(gòu)件的開裂荷載降低，接縫面處有明顯的應(yīng)力集中，沿縫發(fā)生的剪切錯(cuò)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致剪切變形分量增大，柱底的縱筋滑移量增大，最終表現(xiàn)為破壞區(qū)域集中，塑性鉸長(zhǎng)度減?。?/p>

可見，僅有的少量試驗(yàn)研究表明，施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能確有影響，至于影響的程度和范圍，限于試件數(shù)量和試驗(yàn)方法等問(wèn)題，并沒有得到較明確的結(jié)論．現(xiàn)有的研究成果中比較缺乏考慮施工縫影響的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方面的研究，無(wú)法系統(tǒng)地分析施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響的一般性規(guī)律，更無(wú)法在設(shè)計(jì)中考慮施工縫影響．

應(yīng)用課題組提出的施工縫模型[11]，主要對(duì)一般性帶縫RC規(guī)則框架的抗震性能進(jìn)行數(shù)值研究．在抗震設(shè)防烈度8度區(qū)設(shè)計(jì)3種不同高寬比的規(guī)則框架進(jìn)行非線性數(shù)值分析，對(duì)帶縫框架抗震性能的變化規(guī)律進(jìn)行縱向?qū)Ρ妊芯?，以期得到施工縫對(duì) RC規(guī)則框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響的一般性規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)建議．

1 數(shù)值模型的建立

按照現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[12]在8度區(qū)分別設(shè)計(jì)了三種不同高寬比鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，分別為0.58（2層）、1.11（4層）和 2.18（8層 ）．框架結(jié)構(gòu)縱向跨度6 m×6 m×6 m，橫向跨度4.5 m×4.5 m×4.5 m，底層層高4.2 m，其余各層3.6 m．設(shè)計(jì)地震分組第1組，場(chǎng)地類別Ⅱ類，特征周期0.35，場(chǎng)地粗糙度類別 B，基本風(fēng)壓 0.35 kN/m2，雪壓 0.25 kN/m2．屋面恒載和活載分別為 6.5 kN/m2，2.0 kN/m2；樓面恒載和活載分別為 5.0 kN/m2，2.0 kN/m2，恒載不包括構(gòu)件自重．梁柱縱筋采用HRB400，梁柱箍筋和板筋采用HRB335，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，板厚120 mm．

采用PKPM軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)控制底層柱軸壓比、層間位移角、構(gòu)件配筋率、裂縫和撓度等不超過(guò)規(guī)范限制，小震下的層間位移角接近但不超過(guò)規(guī)范限值．選筋時(shí)除因設(shè)計(jì)習(xí)慣而導(dǎo)致的配筋增大外盡可能不再增大鋼筋面積，各層柱配筋按上下端配筋較大值貫通布置，每層梁柱配筋不歸并．可以認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)出的框架滿足規(guī)范的最小要求且處于偏不利的受力狀態(tài)．各框架的梁柱截面尺寸及配筋見表1所示．

表1梁柱尺寸及配筋Tab. 1 Dimension and reinforcement of columns and beams

5 4■22+8■18 4■22+8■20 2■25+2■22 3■22 2■25+2■22 3■22 6 4■18+8■16 4■22+8■20 2■25+1■22 3■22 2■25+1■22 3■22 7 4■18+8■16 4■18+8■16 2■25+1■22 3■22 2■25+1■22 3■22 8 4■18+8■16 4■18+8■16 2■25+1■22 3■22 2■25+1■22 3■22

對(duì)框架結(jié)構(gòu)數(shù)值模型進(jìn)行非線性動(dòng)力時(shí)程分析,目的是考察施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響．因此，采取兩種非線性模型進(jìn)行對(duì)比分析，一種是考慮施工縫影響的框架結(jié)構(gòu)模型，簡(jiǎn)稱“帶縫框架”，即在每層柱的底部（梁上頂面標(biāo)高處）加入施工縫模型[11]；另外一種是不考慮施工縫影響的框架結(jié)構(gòu)模型，簡(jiǎn)稱“整澆框架”，是目前慣用的一種對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的方法．“整澆框架”與“帶縫框架”的梁柱構(gòu)件均用非線性梁柱單元模擬，樓板采用剛性假定．計(jì)算在 OpenSees軟件平臺(tái)上完成，參數(shù)選取及模型建立的內(nèi)容見文獻(xiàn)[11]．

該施工縫模型是基于纖維截面(fiber section)提出的零長(zhǎng)(指單位長(zhǎng)度)截面單元，表示施工縫只是混凝土不連續(xù)澆筑而形成的一個(gè)接縫面，在軸向沒有幾何尺寸．另外該模型能同時(shí)考慮切向剪力性能和法向拉壓力性能．法向受力性能由“界面拉壓彈簧”描述，切向受力性能由“界面剪切彈簧”描述．“界面拉壓彈簧”的屬性通過(guò)定義纖維截面模型實(shí)現(xiàn)，對(duì)混凝土纖維和鋼筋纖維分別選擇符合施工縫接縫混凝土力學(xué)特點(diǎn)和穿過(guò)縫面鋼筋力學(xué)特點(diǎn)的材料本構(gòu)．

應(yīng)用該模型對(duì)課題組所做擬靜力試驗(yàn)中的底部帶施工縫懸臂柱進(jìn)行數(shù)值計(jì)算[11]，結(jié)果顯示無(wú)論最大荷載還是滯回曲線走勢(shì)規(guī)律均與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了該施工縫模型的有效性和合理性．

2 地震動(dòng)輸入的確定

地震波的選取對(duì)時(shí)程分析結(jié)果至關(guān)重要，計(jì)算中，對(duì)每種框架結(jié)構(gòu)按照雙頻段選波法[13]選擇3條實(shí)際地面運(yùn)動(dòng)記錄和按照ARMA模型擬合的2條人工波．對(duì)各框架選取的地震波的彈性反應(yīng)譜曲線如圖1所示．

圖1各框架所選地震波的彈性反應(yīng)譜Fig. 1 Elastic response spectrums of waves adopted

3 計(jì)算結(jié)果及分析

對(duì)各烈度區(qū)框架結(jié)構(gòu)分別建立“帶縫框架”模型和“整澆框架”模型，輸入選定的地震動(dòng)記錄，進(jìn)行大震下的非線性時(shí)程分析．從結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移、層間位移角、關(guān)鍵構(gòu)件的反應(yīng)等方面進(jìn)行對(duì)比分析，研究施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響程度與范圍．

3.1 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移

頂點(diǎn)位移的變化在一定程度上反映了結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)輸入下的綜合動(dòng)力特征．各框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大水平位移見表2所示．

表2不同框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大位移平均值Tab. 2 The maximum top displacement of frame

可見，在小震下，帶縫框架的頂點(diǎn)水平位移與整澆框架幾乎相同，時(shí)程曲線變化規(guī)律也相似；在中震和大震下，帶縫框架的頂點(diǎn)水平位移比整澆框架略大，但是對(duì)不同高寬比框架的影響程度不同．對(duì)高寬比為0.58的2層框架影響最大，高寬比為1.11的4層框架次之，高寬比為2.18的8層框架最?。?這主要與各框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的安全儲(chǔ)備有關(guān)．各烈度區(qū)框架的層間位移角分布也遵循此規(guī)律，下面將給出具體的數(shù)據(jù)．

3.2 層間位移角平均值

層間位移角是判斷結(jié)構(gòu)抗震性能的一個(gè)重要指標(biāo)，從層間位移角在各層的分布可以看出結(jié)構(gòu)的薄弱層所在位置，當(dāng)某一層的層間位移角超過(guò)一定限值時(shí)即認(rèn)為該層結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌，整體結(jié)構(gòu)失效．與前文相同，選取每條地震波時(shí)程分析中層間位移角最大的兩個(gè)時(shí)刻，并求5條地震波計(jì)算的平均值．兩個(gè)時(shí)刻分別計(jì)為“時(shí)刻1”和“時(shí)刻2”，對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)位移達(dá)到最大值時(shí)和最大層間位移角達(dá)最大值時(shí)．頂點(diǎn)位移達(dá)到最大值的時(shí)刻往往與最大層間位移角達(dá)到最大的時(shí)刻并不相同．

3種不同高寬比框架結(jié)構(gòu)的兩種計(jì)算模型在小震、中震和大震輸入下，各層層間位移角平均值如圖2所示．圖中框架編號(hào)“kj-2z/f -時(shí)刻1”指“2層框架在時(shí)刻1的層間位移角平均值”，“2”指2層，“z”指整澆，“f”指帶縫，以下各編號(hào)意義均與此類似．各框架的最大層間位移角及出現(xiàn)的樓層見表3所示．

圖2 不同高寬比框架最大層間位移角平均值Fig. 2 The average of maximum interstory drifts of frames

表3各框架最大層間位移角Tab. 3 The maximum interstory drifts of frames

可見，對(duì)于2層框架，在小震下，整澆與帶縫框架的層間位移角分布一致，最大層間位移角出現(xiàn)在頂層，曲線幾乎重合，施工縫沒有造成影響；在中震下，兩者的層間位移角分布略有差異，主要體現(xiàn)在頂層，帶縫框架的層間位移角較大；在大震下，帶縫框架的層間位移角仍然比整澆框架大，最大層間位移角均出現(xiàn)在底層，均滿足規(guī)范限值要求．

對(duì)于4層框架，在3個(gè)不同的地震烈度水準(zhǔn)下，整澆和帶縫框架的層間位移角分布規(guī)律一致，最大層間位移角出現(xiàn)的樓層一樣．小震下，施工縫幾乎沒造成影響；中震和大震下，施工縫使結(jié)構(gòu)的層間位移角增大，但最大值沒超過(guò)規(guī)范限值．

對(duì)于8層框架，在小震下，整澆與帶縫框架的層間位移角分布相差極小，可忽略不計(jì)；在中震和大震下，整澆與帶縫框架的層間位移角分布不同，整澆框架的最大層間位移角出現(xiàn)在4層，而帶縫框架的最大層間位移角出現(xiàn)在底層．除此之外，兩者的最大層間位移角幾乎相等，且值都非常?。?/p>

可見，施工縫對(duì)不同高寬比框架結(jié)構(gòu)在3種不同地震烈度水準(zhǔn)下的影響規(guī)律并不一致．總體來(lái)說(shuō)，在小震下，施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)的層間位移角基本沒有影響；在中震和大震下，施工縫會(huì)使框架結(jié)構(gòu)的層間位移角增大，而且對(duì)于高寬比較大的結(jié)構(gòu)，會(huì)改變其層間位移角分布．但是，最大層間位移角均未超過(guò)規(guī)范限值．

3.3 關(guān)鍵構(gòu)件的反應(yīng)

非線性分析中發(fā)現(xiàn)，底層柱下端是最容易出現(xiàn)塑性鉸的部位．因此，底層柱作為結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件，其底部截面的彎矩-曲率關(guān)系可以衡量結(jié)構(gòu)的局部反應(yīng)．時(shí)程分析中記錄下各框架底層邊柱底部截面的彎矩-曲率滯回曲線，其中4層框架底層邊柱底部截面的彎矩-曲率滯回曲線如圖3所示，其余框架的規(guī)律與此類似，限于篇幅從略．

圖3 4層框架底層柱底端截面彎矩-曲率關(guān)系Fig. 3 The moment-curvature curves of columns in ground floor

分析可知，對(duì)于2層和4層框架，在小震情況下，底層邊柱的下端截面處于彈性狀態(tài)，彎矩-曲率關(guān)系呈線性，此時(shí)施工縫幾乎沒有影響；在中震情況下，截面開始進(jìn)入塑性階段，彎矩-曲率關(guān)系出現(xiàn)非線性，施工縫的影響不顯著；在大震下，截面進(jìn)入較強(qiáng)的非線性階段，彎矩-曲率關(guān)系呈滯回曲線狀，向一個(gè)方向發(fā)生偏移，其中帶縫框架的底層柱截面發(fā)生更明顯的偏移，施工縫的影響明顯．

對(duì)于8層框架，在小震與中震下，底層柱截面均基本處于彈性狀態(tài)，彎矩-曲率關(guān)系呈線性，施工縫的影響幾乎可以忽略不計(jì)；在大震下，截面開始進(jìn)入塑性階段，但是非線性的程度不高，且整澆與帶縫框架均是一致的規(guī)律，此時(shí)施工縫的存在造成了一定的影響，但是并不顯著．

可見，施工縫對(duì)不同高寬比框架的影響程度不同，對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件局部反應(yīng)的影響規(guī)律與前述的頂點(diǎn)位移和層間位移角影響規(guī)律一致．造成這種差別的原因?qū)⒃谙乱还?jié)給出分析說(shuō)明．

3.4 計(jì)算結(jié)果分析

由上述結(jié)算結(jié)果對(duì)比可知，在小震下，施工縫對(duì)不同高寬比框架結(jié)構(gòu)的抗震性能均幾乎沒有影響，可以對(duì)其不做考慮．在中震和大震下，施工縫對(duì)不同高寬比框架的影響規(guī)律不同．主要表現(xiàn)在，對(duì)2層框架的影響最明顯，使頂點(diǎn)位移增大，使層間位移角增大，使關(guān)鍵構(gòu)件的局部反應(yīng)加重；對(duì) 4層框架的影響比較明顯，使頂點(diǎn)位移增大，層間位移角增大，關(guān)鍵構(gòu)件的局部反應(yīng)加重；對(duì)8層框架的影響甚微，雖然使層間位移角分布有所改變，但是最大層間位移角并沒有增大，對(duì)頂點(diǎn)位移和關(guān)鍵構(gòu)件的局部反應(yīng)也基本沒有影響．

究其原因，同為按照抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的8度區(qū)的規(guī)則框架結(jié)構(gòu)，按照規(guī)范規(guī)定，2層和4層框架的抗震等級(jí)為二級(jí)，8層框架由于高度超過(guò)24 m，抗震等級(jí)為一級(jí)．因此，8層框架的抗震構(gòu)造措施要嚴(yán)格的多．另外，2層框架的基本自振周期約為0.47s，與Ⅱ類場(chǎng)地計(jì)算罕遇地震時(shí)的特征周期0.4s很接近，地震作用較大．在遭遇設(shè)防烈度地震時(shí)即開始進(jìn)入塑性，在罕遇地震下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入較強(qiáng)的非線性．而8層框架的基本自振周期約為1.04s，與場(chǎng)地特征周期相差甚遠(yuǎn)，地震作用較?。诤庇龅卣鹣拢?層框架結(jié)構(gòu)的首層樓層的水平地震作用約為8層框架結(jié)構(gòu)的首層樓層的水平地震作用的6倍．因此，8層框架在遭遇罕遇地震時(shí)，仍然有較高的安全儲(chǔ)備，施工縫的影響甚微，幾乎可以忽略不計(jì)．4層框架介于兩者之間．

總結(jié)施工縫對(duì)RC規(guī)則框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響主要與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)入非線性的程度有關(guān)．如果結(jié)構(gòu)處于彈性受力階段，施工縫基本沒有影響；如果結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性受力階段，則施工縫的影響開始凸顯，主要會(huì)使結(jié)構(gòu)的變形增大，位移分布形式發(fā)生改變等．而且，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性的程度越深，施工縫的影響作用越明顯．

4 帶縫RC規(guī)則框架抗震設(shè)計(jì)建議

總結(jié)施工縫對(duì)RC規(guī)則框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在某些條件下，施工縫會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定不利影響，因此，有必要從抗震設(shè)計(jì)角度給予考慮．

施工縫一般位于關(guān)鍵構(gòu)件框架柱的端部，在此處與梁連接，在設(shè)計(jì)中屬于重點(diǎn)加強(qiáng)的部位．應(yīng)確保實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)直至倒塌仍可保持整體受力，即保證所有連接的構(gòu)件應(yīng)發(fā)揮其預(yù)定的設(shè)計(jì)能力，不能提前喪失承載力．施工縫留設(shè)的位置由于受力較大，往往鋼筋綁扎密集，使混凝土的澆筑和振搗變得困難，容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題，這無(wú)疑會(huì)使施工縫的不利影響加?。鸷φ{(diào)查中也發(fā)現(xiàn)有部分施工縫震害主要是由于施工質(zhì)量不合格造成的，如箍筋綁扎嚴(yán)重偏移、混凝土澆筑不實(shí)等．這些又很難在設(shè)計(jì)中加以考慮．

對(duì)于無(wú)法保證通過(guò)在施工中提高新老混凝土結(jié)合性能來(lái)避免施工縫的不利影響的情況，需要將其作為一個(gè)受力薄弱面，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮．根據(jù)上述計(jì)算分析研究，給出設(shè)計(jì)建議．

按照施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響的研究，在小震下，施工縫并不會(huì)造成不利影響，因此，可以不作考慮．在中震和大震下，施工縫的影響與結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性的程度和結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備有關(guān)．結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性的程度越強(qiáng)，施工縫的影響就會(huì)越明顯，而如果結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施比較嚴(yán)格，與大震下的地震作用相比，具有足夠的安全儲(chǔ)備，此時(shí)施工縫的影響可以不作考慮．具體可歸結(jié)為以下幾條建議：

a.小震下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性分析時(shí)，可不考慮施工縫的影響；

b.對(duì)于抗震等級(jí)為一級(jí)的 RC框架結(jié)構(gòu)，由于構(gòu)造措施比較嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)具有較好的延性性能和安全儲(chǔ)備，可不考慮施工縫的影響；

c.對(duì)于抗震等級(jí)為二級(jí)及以下的RC框架結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行大震下的非線性分析時(shí)宜考慮施工縫的影響．如果結(jié)構(gòu)的基本自振周期與場(chǎng)地特征周期一致或比較接近，地震作用較大，而結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備不高，此時(shí)應(yīng)在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)非線性分析時(shí)考慮施工縫的影響．

目前我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范采用的是“兩階段三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)方法．計(jì)算分析的方法可按以下步驟進(jìn)行：

a.第一階段設(shè)計(jì)是基于彈性理論的承載力設(shè)計(jì)，此階段可不考慮施工縫的影響．

b.第二階段設(shè)計(jì)是基于彈塑性理論的變形驗(yàn)算，需要判斷是否考慮施工縫的影響．如果在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震下的變形驗(yàn)算時(shí)，結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)的延性較好，安全儲(chǔ)備高出20%以上，可以不再進(jìn)行考慮施工縫影響的驗(yàn)算．如果結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備較低，即最大層間位移角大于1/60，此時(shí)建議考慮施工縫的影響進(jìn)一步進(jìn)行大震下的變形驗(yàn)算．具體方法是在框架柱的端部加入施工縫模型，重新進(jìn)行彈塑性分析，并將計(jì)算結(jié)果與規(guī)范的限值進(jìn)行比較．也可以將計(jì)算的最大層間位移角直接增大 20 %來(lái)近似考慮施工縫的影響．

對(duì)于需要考慮施工縫不利影響的 RC框架結(jié)構(gòu)，可以以薄弱層彈塑性最大層間位移角為控制指標(biāo)進(jìn)行大震下的計(jì)算分析．施工縫可能會(huì)使結(jié)構(gòu)在大震下的最大層間位移角增大，其作用在于能進(jìn)一步考慮地震中不利的因素，更加充分的估計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)入強(qiáng)非線性后性能退化的風(fēng)險(xiǎn)．以最大層間位移角為控制指標(biāo)，可以綜合反映施工縫對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的不利影響．

5 結(jié)論

(1)在小震下，施工縫對(duì)RC規(guī)則框架結(jié)構(gòu)的抗震性能均沒有影響，可以不做考慮．在中震和大震下，施工縫對(duì)不同高寬比框架的影響規(guī)律不同．對(duì)2層框架的影響最明顯，使頂點(diǎn)位移增大，使層間位移角增大，使關(guān)鍵構(gòu)件的局部反應(yīng)加重；對(duì)4層框架的影響次之；對(duì)8層框架的影響最小，使層間位移角分布略有改變，但是其它方面均未產(chǎn)生明顯影響．

(2)總結(jié)施工縫對(duì)RC規(guī)則框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響規(guī)律，給出應(yīng)該在設(shè)計(jì)中考慮施工縫影響的范圍．在小震下進(jìn)行彈性分析時(shí)可以不考慮其影響．在大震下進(jìn)行彈塑性分析時(shí)，對(duì)于抗震等級(jí)二級(jí)及以下，并且基本自振周期與場(chǎng)地特征周期接近的框架，如果安全儲(chǔ)備較低，則需要考慮施工縫的不利影響．

(3)針對(duì)需要考慮施工縫不利影響的規(guī)則框架結(jié)構(gòu)，提出相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)建議．

References

[1] 葉列平, 陸新征, 趙世春, 等. 框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2009, 30(6): 67-76.YE Lieping, LU Xinzheng, ZHAO Shichun. Seismic collapse resistance of RC frame structures [J]. Journal of Building Structure, 2009, 30(6): 67-76.

[2] 陸新征, 葉列平. 基于 IDA 分析的結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力研究[J]. 工程抗震與加固改造, 2010, 32(1): 13-18.LU Xinzheng, YE Lieping. Study on the seismic collapse resistance of structural system [J]. Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting, 2010, 32(1): 13-18.

[3] 李英民, 劉立平. 汶川地震建筑震害與思考[M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2008.LI Yingmin, LIU Liping. Disaster investigation and study report of Sichuan Wenchuan Earthquake [M]. Chongqing:Chongqing University Press. 2008.

[4] 中國(guó)赴日地震考察團(tuán).日本阪神大地震考察[M]. 北京：地震出版社, 1996.China to Japan earthquake investigation team.Investigation of the Kobe earthquake in Japan [M].Beijing: Seismological Press, 1996.

[5] 陳遠(yuǎn)峰，王振波，楊春和.考慮施工縫影響的框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 工業(yè)建筑，2006, 36(2): 28-30.CHEN Yuanfeng, WANG Zhenbo, YANG Chunhe.Experimental study on seismic performance of concrete frame considering the effect of construction joints under low cycle reversed loading [J]. Industrial Construction,2006, 36(2): 28-30.

[6] 張衛(wèi)東，王振波，朱方之. 施工縫位置對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[J]. 低溫建筑技術(shù), 2007,(4):46-48.ZHANG Weidong, WANG Zhenbo, ZHU Fangzhi.Influence of position of construction joint on seismic resistance behavior of reinforced concrete frame [J]. Low Temperature Architecture Technology, 2007,(4):46-48.

[7] 魏春明. 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工縫抗震性能[D].大連：大連理工大學(xué)，2006.WEI Chunming. Seismic behavior of cast in-situ reinforced concrete frame structure with constructure joints [D]. Dalian: Dalian University of Technology,2006.

[8] 李英民，于婧，夏洪流.施工縫對(duì)框架柱抗震性能影響的試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2011,44（增Ⅰ）：81-86.LI Yingmin, YU Jing, XIA Hongliu. Experimental research on seismic behavior of frame columns with construction joint[J]. China Civil Engineering Journal,2011,44(suppⅠ): 81-86.

[9] 于婧，李英民，夏洪流. 帶施工縫鋼筋混凝土柱剪切恢復(fù)力模型試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2011, 32(9):84-91.YU Jing, LI Yingmin, XIA Hongliu. Hysteretic shear model for RC columns with construction joint [J]. Journal of Building Structure, 2011, 32(9): 84-91.

[10] 李英民，于婧，夏洪流，等. 施工縫力學(xué)特性及對(duì)RC柱抗震性能影響分析[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2013, 43(5): 65-70.LI Yingmin, YU Jing, XIA Hongliu, et al. Mechanical properties of construction joint and influence on seismic behavior of RC column [J]. Building Structure, 2013,43(5): 65-70.

[11] 李英民，于婧，韓軍, 等. 施工縫模型及在鋼筋混凝土柱非線性分析中的應(yīng)用[J]. 土木建筑與環(huán)境工程，2011, 33(5): 1-6.LI Yingmin, YU Jing, HAN Jun. Construction joint modeling and its application in nonlinear analysis of RC columns[J]. Journal of Civil, Architectural &Environmental Engineering, 2011, 33(5): 1-6.

[12] GB 50011-2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.GB 50011-2010 Code for seismic design of buildings [S].Beijing: China Architecture & Building Press, 2010.

[13] 楊溥，李英民，賴明. 結(jié)構(gòu)時(shí)程分析法輸入地震波的選擇控制目標(biāo) [J]. 土木建筑與環(huán)境工程，2000, 33(6):33-37.YANG Pu, LI Yingmin, LAI Ming. A new method for selecting inputting waves for time-history analysis[J].Civil Engineering Journal, 2000, 33(6): 33-37.