粉煤灰陶粒混凝土框架结构动力弹塑性分析:1立方米陶粒混凝土配比
摘要：粉煤灰陶粒混凝土具有自重轻，保温隔热性能好等优点，其力学性能与普通骨料混凝土相似，本文以一工程实例为依托，分析粉煤灰陶粒混凝土框架结构的抗震性能。 关键词：粉煤灰 弹塑性时程分析
一、工程实例
1.工程为五层框架结构办公楼，采用独立基础。抗震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，场地类别为II类。建筑抗震设防类别为丙类。建筑安全等级为二级。
2. 该建筑物柱网为6.0m×7.5m，总高18m，层高3.6m。气混凝土砌块，内墙砌块厚度为200mm，重度为7kN/m3 ，外墙砌体厚度为300mm，重度为12kN/m3。楼面活荷载为2.0kN/m2，二次装修面荷载标准值为2.0kN/m2，屋面恒载为4.0 kN/m2，雪荷载为0.5kN/m2。楼板厚度为100mm，混凝土梁、柱强度为C35普通混凝土或者LC35粉煤灰陶粒混凝土，楼面及屋面板混凝土强度为C30或者LC30。
二、混凝土框架结构动力弹塑性时程分析
本文对几种不同材料的混凝土框架结构进行了非线性动力时程分析，在非线性动力时程分析中选取有代表性的EL Centro (1940年，南-北分量)地震记录、TAR-TARZANA地震记录及一条人工波来考察不同材料框架结构体系的抗震性能。
1、顶点位移
框架结构在地震波作用下的最大顶点位移，可以得出，在EL Centro波作用下，LC35混凝土在地震波作用下的顶点位移比C35混凝土在地震波作用下的顶点位移增大16.6%；在TAR-TARZANA波作用下，顶点位移增大9.2%；在人工波作用下，顶点位移增大38.4%。
2、基底剪力
框架结构在地震波作用下的最大基底剪力，可以得出，在EL Centro地震波作用下，LC35混凝土在地震波作用下的基底剪力比C35混凝土在地震波作用下的基底剪力减小13.6%；在TAR-TARZANA地震波作用下基底剪力减小39.4%；在人工模拟地震波作用下基底剪力减小15.6%。
3、层间位移
两类框架结构在三种地震波的作用下得到的层间位移，在EL Centro地震波作用下，LC35混凝土在地震波作用下的层间位移及层间位移角比C35混凝土在地震波作用下的层间位移及层间位移角分别增大31.5%及30.8%；在TAR-TARZANA地震波作用下，分别增大7.1%及7.2%；在人工模拟地震波作用下，增大19.8%及19.9%。
4、框架结构部分构件的内力
选取C35和LC35混凝土框架结构中一层边跨梁和一层角柱，分析它们在三种地震波的作用下内力反应。
框架结构在地震波作用下一层边跨梁跨中最大弯矩在EL Centro地震波作用下，LC35混凝土框架结构在地震波作用下的框架梁跨中弯矩比C35框架结构在地震波作用下的框架梁跨中弯矩减小7.6%；在TAR-TARZANA地震波作用下，LC35混凝土框架结构在地震波作用下的框架梁跨中弯矩比C35框架结构在地震波作用下的框架梁跨中弯矩减小40.1%；在人工地震波作用下，LC35混凝土框架结构在地震波作用下的框架梁跨中弯矩比C35框架结构在地震波作用下的框架梁跨中弯矩减小22.3%；
框架结构在地震波作用下的最大轴力在EL Centro地震波作用下，LC35混凝土框架结构在地震波作用下的一层框架角柱轴力比C35混凝土框架结构在地震波作用下的一层框架角柱轴力减小8.2%；在TAR-TARZANA地震波作用下，LC35混凝土框架结构在地震波作用下的一层框架角柱轴力比C35混凝土框架结构在地震波作用下的一层框架角柱轴力减小32.0%；在人工地震波作用下，LC35混凝土框架结构在地震波作用下的一层框架角柱轴力比C35混凝土框架结构在地震波作用下的一层框架角柱轴力减小17.3%。
三、小结
1、粉煤灰陶粒混凝土框架结构在地震波作用下顶点位移并没有因为自重的减轻而减小，由于粉煤灰陶粒混凝土自身弹性模量的降低，导致其自身抗侧移刚度的降低，所以在地震的作用下，其顶点位移相比普通混凝土有所增加。
2、粉煤灰陶粒混凝土框架结构在地震波作用下基底剪力因其自重的减轻而减小。
3、粉煤灰陶粒混凝土框架结构在地震波作用下层间位移及层间位移角并没有因为自重的减轻而减小，由于粉煤灰陶粒混凝土自身弹性模量的降低，导致其自身抗侧移刚度的降低，所以在地震的作用下，其层间位移及层间位移角相比同强度普通混凝土有所增加。
4、粉煤灰陶粒混凝土框架结构在地震波作用下构件内力反应相比普通混凝土减小，可推测其构件的配筋量也会降低，在进行房屋的基础设计时，基础相应的配筋也会减少，自然的会取得良好的综合经济效益。
参考文献：
[1]混凝土结构设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社2005.01
[2]余萍.粉煤灰陶粒混凝土的性能研究[D].大连交通大学 2009.06
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