配箍率对λ=3型钢高强混凝土柱在反复荷载作用下受力性能影响的试验研究

摘要

随着现代建筑的发展，建筑物的高度、跨度不断增加，传统的钢筋混凝土结构已经满足不了现代建筑的要求。因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大，如仍采用普通的钢筋混凝土柱，由于受到轴压比的限制，导致柱截面尺寸非常大，不仅影响使用功能，而且往往形成不利于结构抗震的短柱．大量试验表明，在型钢混凝土柱中，由于型钢分担了部分轴力，可以有效减小混凝土部分的轴压比，提高柱的抗震性能。因此，高强混凝土柱，特别是型钢高强混凝土柱在现代建筑中得到了较为广泛的应用。反复荷载作用下的试验研究表明：体积配箍率是影响型钢高强混凝土柱抗震性能的重要指标；随着体积配箍率的增加试件的延性越来越高，抗震性能也越来越好。因此，实际工程中必须对型钢高强混凝土柱的体积配箍率有个合理的配置范围，以有利于结构的抗震需要。 本文先通过4个混凝土强度为73.3MPa～81.9MPa的型钢高强混凝土柱低周反复加载试验，得到了型钢高强混凝土柱在不同体积配箍率下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能指标以及强度衰减规律等；然后分析型钢混凝土柱的抗剪机理及抗剪承载力计算；最后粗略计算得到型钢与混凝土之间的粘结应力。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1型钢高强混凝土结构的特点

1.2高强混凝土的发展与应用

1.2.1高强混凝土的发展情况

1.2.2高强混凝土的应用

1.2.3高强混凝土的主要特点

1.3型钢混凝土结构的特点

1.4型钢混凝土结构的研究发展与应用状况

1.4.1日本型钢混凝土结构的研究发展状况

1.4.2欧美型钢混凝土结构的研究发展状况

1.4.3前苏联型钢混凝土结构的研究发展状况

1.4.4我国型钢混凝土结构的研究发展状况

1.5型钢高强混凝土柱的研究状况

1.5.1抗震性能的研究状况

1.5.2抗剪性能的研究现状

1.6本文主要研究目的

1.7本章小结

2试验设计

2.1试验参数

2.2试验材料性能

2.2.1混凝土强度

2.2.2钢材强度

2.3试件设计及制作

2.3.1试件设计

2.3.2测点布置图

2.3.3试件制作

2.4加载装置及制度

2.4.1加载装置

2.4.2加载制度

2.5竖向荷载的确定

2.5.1型钢混凝土柱实验轴压比与设计轴压比之间的换算关系

2.5.2竖向荷载确定

2.6本章小结

3试验现象和分析

3.1各试件的试验现象

3.1.1试件SRHC-5

3.1.2试件SRHC-9

3.1.3试件SRHC-11

3.1.4试件SRHC-12

3.1.5试验现象总结

3.2试验结果分析

3.2.1滞回曲线

3.2.2骨架曲线

3.2.3延性

3.2.4耗能性能

3.2.5强度衰减

3.3本章小结

4型钢高强混凝土柱抗剪机理和抗剪承载力计算

4.1型钢混凝土抗剪性能研究现状

4.2影响抗剪承载力的主要因素

4.3型钢高强混凝土柱的抗剪机理分析

4.3.1粘结破坏的抗剪机理

4.3.2弯曲破坏的工作机理

4.4框架柱的斜截面受剪承载力计算及分析

4.5本章小结

5反复荷载作用下型钢混凝土柱的粘结应力探索

5.1型钢混凝土粘结性能的研究现状

5.2型钢混凝土柱中粘结应力的计算

5.2.1基本假定

5.2.2粘结应力的基本方程

5.3荷载上升阶段粘结应力的分布

5.3.1型钢翼缘等效应力的分布曲线

5.3.2型钢翼缘粘结应力的分布规律

5.4反复荷载作用下粘结应力的退化

5.4.1荷载循环次数对粘结应力的影响

5.4.2粘结应力退化机理

5.5本章小结

6结论及后续工作

6.1主要结论

6.2后续研究工作的展望

致 谢

参考文献

附 录