短柱抗震分析

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2、RNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFSCIENCEANDECHNOLOGYNo．11996，{、9

3、鋼筋混凝土框架短柱抗震性能的試驗(yàn)研究、傳‘．一，一～．·t一‘／／摘要本文通垃l8錒赫掘凝土框架壕柱在周期反復(fù)荷鞋怍用下的試驗(yàn)．研宄了配箍率、配蟾查式廈軸向壓力對(duì)幫蘑漶凝土框槊艋柱抗震性船的影響．并提出了相應(yīng)酊計(jì)h．’’，趣一-￡?蘋一分類號(hào)Tu3755桃讎料艘黜張。罐】／翟i影響鋼筋混凝土框架短柱(以下簡(jiǎn)稱RCF短柱)抗震性能的因索較多，也很復(fù)雜。RCF短柱的根H本同題是變形能力很差，在地震中容易引起脆性的I剪切破壞致引起建筑物的倒塌。近些年來，

4、國(guó)內(nèi)ll外的許多學(xué)者關(guān)于RCF短柱的研究雖然取得一定f的研究成果，但迄今尚未見到就能否避免RCF短ll柱在壓、彎、剪復(fù)合作用下的脆性剪切破壞做出較l為明確的結(jié)論。本文對(duì)此進(jìn)行了探討。十—tl試驗(yàn)概況畫畫一推RCF短柱試件共十八根，試件型式及尺寸見圖1(“)。該試件能夠提供一個(gè)十分理想的做為框架一部分的RCF短?。噩F(xiàn)其在框架中的受力狀態(tài)。試專—兩驗(yàn)數(shù)為：兩刊配箍型式——方箍和復(fù)合螺旋箍；三種配箍率一一0．94％，1．26％．1_57％；三種囝1{)試件詳圉(B)加載制度軸壓比一”。一Ⅳ／bh=0．3，0．5，0．7o剪跨比均為1，75，縱筋配筋率均為1．26％

5、．砼立方抗壓強(qiáng)度一18．2～30．7N／mm。試驗(yàn)在仿收稿日期1995一㈦24彭偉錒筋混凝土框架姐柱抗震性能的試壁研究55建研式加載設(shè)備上進(jìn)行，加載制度如圖l(6)所示。試驗(yàn)時(shí)按各個(gè)試件所設(shè)計(jì)的軸壓比首先在柱頂施加軸向壓力．然后在柱端施加反復(fù)水平荷載，由水平位移控制2試驗(yàn)結(jié)果分析DZ—lA#2．1試件的破壞形態(tài)本次試件均為彎曲破壞，大致表現(xiàn)為兩—筍r一一種形式：彎曲受壓破壞(簡(jiǎn)記F·c)和彎曲受壓粘結(jié)開裂破壞(簡(jiǎn)記F·c·B)配箍型式．配箍率，軸壓比及循環(huán)加載過程都對(duì)破壞形態(tài)有影響F·C和，·c·B破壞都是逐漸發(fā)展的，破壞之前均產(chǎn)生了較大?。非彈性變形，其結(jié)果

6、是柱的抗剪能力和剛度的逐漸衰減。試驗(yàn)終了時(shí)柱仍然能承受設(shè)計(jì)的軸向荷載。在，·c型的破壞中，由于柱兩端的砼保護(hù)層逐漸被壓碎剝落，主筋壓曲甚至折斷而導(dǎo)致柱抗剪能力和剛度發(fā)生衰減；?在F·c·B型的破壞中，抗剪能力和剛度的損失主要是縱筋和砼之間牯結(jié)的逐漸破壞，拄外層砼保護(hù)層的逐漸剝落在反復(fù)循環(huán)加載過程中柱兩端最大彎矩點(diǎn)附近區(qū)段·鋼筋和砼的塑性變’性急尉增圇2試件在反復(fù)循環(huán)荷裁作用下加以及它們之間粘著力產(chǎn)生嚴(yán)重破壞．形成一△關(guān)系曲線了柱端塑性鉸區(qū)，因而使試件的抗側(cè)剛度大大降低，這明顯地表現(xiàn)在水平荷載V一位移△關(guān)系曲線上(圖2)的斜率變化由于柱軸向荷載的作用，限制丁塑性

7、鉸的充分轉(zhuǎn)動(dòng)，且隨著軸壓比的增大．柱軸向剛度的退化加劇超過彈性變形階段的反復(fù)循環(huán)加載，雖然次數(shù)不多t也會(huì)引起柱承載能力和剛度的下降，這就是低周疲勞。低周疲勞的根源在于砼開裂、滑移和剝落。但試驗(yàn)證明，箍筋強(qiáng)有力的約束有效地限制了砼低同疲勞的發(fā)展。隨著變形增大和循環(huán)次數(shù)的增加，強(qiáng)度降低和剛度退化均較緩慢(見圖2)，直到破壞時(shí)，滯回環(huán)才呈發(fā)散狀變形為零處滯回環(huán)線厚度較大，說明試件的能量吸收較好。這些試件均為彎曲型破壞，證實(shí)了較高配箍率及其型式對(duì)保證柱端塑性鉸上的剪力傳遞是有顯著作用的。引起住彎曲受壓粘結(jié)開裂破壞的原因大概是：由于RCF柱具有反彎點(diǎn)，縱箭在很短的距離上

8、拉．口主應(yīng)力變化幅度較大，致使受拉縱筋錨固不足：螺紋鋼筋凸出的棱與砼間反復(fù)滑移；縱筋由于受壓向其垂直方向上的擴(kuò)張。不論是F·C型破壞．還是F·C·B型破壞，試驗(yàn)終了時(shí)，復(fù)合螺旋柱情形均較方箍柱好．這是由于復(fù)合螺旋箍能在四角和柱中同時(shí)約束砼。主要試驗(yàn)結(jié)果見表l。56成都科技大學(xué)學(xué)報(bào)1996年1期綜合本次試驗(yàn)及文獻(xiàn)[1][2]上的試驗(yàn)結(jié)果可以看到：RCF短柱當(dāng)其值較低時(shí)呈剪切斜拉破壞；當(dāng)其肌值中等時(shí)呈剪壓破壞i當(dāng)其值較高時(shí)呈彎曲破壞這里是影響RCF短柱破壞形態(tài)的主要因素之一。從RCF短柱的剪切破壞到其彎曲破壞．這中間應(yīng)有一個(gè)臨界配箍率。令剪切破壞時(shí)的剪力等于彎曲破

9、壞時(shí)的剪力，可推出臨界配箍率·公式如下