楼板参与作用对RC框架结构抗倒塌能力影响

【引言】历次震害表明，建筑物在地震作用下的倒塌是造成地震灾害的主要原因之一。因此，如何避免结构在极端灾害下的倒塌是研究者和工程师必须面临的挑战。由于目前抗震规范均基于承载力设计，使得结构遭遇罕遇地震时按弹性地震力设计的经济代价太高，通常采用强度折减系数R( 或结构系数C)将弹性地震作用折减，并利用构件的塑性变形来耗散地震能量以达到“大震不倒”的目标。对于设计合理的结构，其实际抗侧承载力要高于小震弹性地震力，即存在超强系数Ω。因而，一个优秀的结构体系设计，就是在R 已规定的情况下，使结构体系尽可能有效地获得更大的超强系数和变形耗能能力。作为结构的重要组成部分，现浇楼板一般与框架梁结合良好，共同工作能力强，可显著提高框架梁的抗弯刚度和承载力，即在正弯矩区，楼板与框架梁形成T 形梁或Γ 形梁，有效增加了框架梁的受压区宽度; 而在负弯矩区，与梁平行的板内分布筋相当于增加了梁顶配筋，提高了梁端负弯矩承载力。然而，现浇楼板与梁的这种共同作用可能导致框架柱端出现“塑性铰”，以致对结构的抗倒塌能力产生影响。已有多位学者在震后调研中发现，设计时未考虑楼板对梁端截面抗弯承载力的提高作用是汶川地震中RC 框架结构出现“强梁弱柱”型破坏的一个主要因素。鉴于此，我国《建筑抗震设计规范》( GB50011—2010) ( 简称《抗规》) 提高了柱端弯矩增大系数。下面从结构整体承载力和变形能力两方面对楼板的参与作用进行评定，采用Pushover 方法识别结构的倒塌模式，以确定其对结构抗侧向倒塌能力的影响。