钢筋混凝土宽肢异形柱受剪承载力试验及理论研究

摘要

近年来，异形柱小高层住宅越来越多。异形柱小高层框架结构体系中，由于自重的增加，柱轴力加大。为了满足柱轴压比的要求，需增大异形柱的肢宽，当柱肢宽厚比为4~5时，则成为宽肢异形柱。目前，对宽肢异形柱的研究还很少，且尚无适用的设计规范，这限制了该结构体系的发展。为了适应宽肢异形柱结构体系的发展要求，对其进行研究己成必然。由于宽肢异形柱的脆性破坏特征更为明显，研究抗剪性能具有重要意义。
　　对24根（11根L形和13根T形）宽肢异形柱进行低周往复荷载作用下受剪承载力的试验研究。结果表明，宽肢异形柱的受剪性能和受剪承载力均与加载角和柱肢宽度密切相关，肢宽厚比对受剪承载力的影响不大。另外，分别得出了L形和T形截面宽肢异形柱沿两个主轴方向的抗剪承载力分量的相关曲线。
　　通过普通异形柱的受剪承载力设计公式在宽肢异形柱设计中的适用性研究，认为用该公式计算宽肢异形柱偏于安全，可以用来进行宽肢异形柱受剪承载力的设计。通过对异形柱受剪承载力的影响因素进行灰色关联度分析，得出异形柱受剪承载力的影响因素中，关联度依次是按轴压比、配箍率、肢宽厚比、混凝土抗拉强度、纵筋配筋率。通过对宽肢异形柱受剪承载力进多元线性回归分析，得出宽肢异形柱受剪承载力的计算公式，并通过对回归计算公式进行偏下限处理，得到适用于往复加载时的宽肢异形柱受剪承载力建议设计公式。
　　对L形和T形宽肢异形柱建立了有限元分析模型，计算结果和试验结果吻合，计算模型能较好的模拟混凝土柱的受剪破坏情况，有利于对宽肢异形柱的受剪承载力进行进一步的分析。
　　对异形柱进行了考虑地震作用效应组合时的承载力计算公式可靠度分析，计算所得可靠指标能满足抗震要求。对异形柱受剪承载力计算公式可靠指标受各因素的影响规律进行了研究，结果表明，计算公式可靠指标随剪跨比和配箍率增大而减小，随混凝土强度、截面面积、荷载比等的增大而提高。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2异形柱及其结构体系在国内、外的研究现状及研究水平

1.3宽肢异形柱研究中存在的问题

1.4本文研究的内容

第二章 宽肢异形柱受剪承载力试验

2.1试验模型设计

2.2试件的制作

2.3测试内容和方法

2.4加载设备

2.5柱横向力的施加

2.6试验现象及试验结果

2.7试验现象分析

第三章 宽肢异形柱受剪承载力试验结果及分析

3.1极限荷载和位移

3.2滞回曲线与骨架曲线

3.3宽肢异形柱受剪承载力的影响因素分析

3.4钢筋应变

3.5混凝土截面的应变

3.6本章小结

第四章 宽肢异形柱受剪承载力计算

4.1普通异形柱受剪承载力公式对宽肢异形柱的适用性

4.2受剪承载力影响因素的灰色关联度分析

4.3宽肢异形柱受剪承载力计算公式的回归分析

4.4本章小结

第五章 宽肢异形柱受剪性能的有限元分析

5.1有限元法概述

5.2有限元模型的建立

5.3计算结果

5.4本章小结

第六章 考虑地震作用的异形柱受剪承载力计算公式可靠度研究

6.1可靠度及可靠指标

6.2异形柱受剪承载力极限状态方程

6.3荷载效应变量统计参数的确定

6.4 结构抗力R的统计参数及概率分布

6.5异形柱受剪承载力计算公式可靠度分析

6.6本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

附录A：试件裂缝图

参考文献

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