几种区域约束混凝土柱的往复荷载试验对比分析

摘要

区域约束混凝土是在约束混凝土的基础上提出的一种全新概念。对于柱子，它是利用纵向钢筋和箍筋形成的钢筋骨架加强对其包围范围内的混凝土的约束效果，在柱截面角部形成强约束区。强约束之间通过中间混凝土和箍筋相连，强约束区和弱约束区形成了一个有机的整体。
　　钢筋—槽钢区域约束混凝土柱和槽钢区域约束混凝土柱是在钢筋区域约束混凝土柱的基础上提出的两种新型截面形式的区域约束混凝土构件。前一种截面是将区域约束混凝土角部纵向钢筋用槽钢代替，利用槽钢宽大的翼缘更好的加强对混凝土的约束效果，后一种截面不仅用槽钢代替角部纵筋，而且代替中部纵筋。与钢筋相比，槽钢具有更大的侧向刚度及更好的混凝土约束效果，能有效提高柱的抗震性能。
　　本文在两种新型截面形式的区域约束混凝土在设计轴压比为1.1、1.3以及1.6下的往复荷载试验基础上，通过滞回曲线、骨架曲线、刚度退化以及延性和耗能能力分析，深入讨论了型钢区域约束混凝土柱的抗震性能，同时在试验的基础上利用 ABAQUS有限元软件对试件进行了模拟分析。
　　研究结果表明，两种新型截面混凝土在高轴压比下仍具有较好的抗震性能。其中，钢筋—槽钢区域约束混凝土的抗震性能随着轴压比的增加而降低，槽钢区域约束混凝土的抗震性能随着轴压比的增加则先上升后下降，其最佳轴压比在1.3左右。
　　两种新型的区域混凝土柱在高轴压比作用下能够提高混凝土的延性和耗能能力，其极限应变及层间位移角远大于《高层建筑混凝土结构技术规程》要求，能有效降低柱子截面及解决“短柱”问题，应用前景广阔。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 约束混凝土

1.3 区域约束混凝土

1.4 本课题研究的主要内容、方法和意义

第2章 区域约束混凝土柱低周往复试验

2.1 试验目的及设计

2.2 试验材料

2.3 试件制作

2.4 试验设备和加载方案

2.5 测量内容

2.6 试验现象

2.7 试验现象小结

第3章 试验结果分析

3.1 滞回性能分析

3.2 骨架曲线

3.3 刚度退化

3.4 耗能能力

3.4 延性

3.5 本章小结

第4章 有限元分析

4.1 有限元方法简述

4.2 利用ABAQUS软件对试件进行有限元分析

4.3 有限元结果与试验结果比较

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

致谢

附录一：攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目