钢筋混凝土箱型柱在拟静力荷载作用下的破坏形态的试验研究

发布时间：2020-06-09 01:05

【摘要】：为了研究钢筋混凝土箱型柱在地震作用下的破坏形态及其影响因素,本文对6个缩尺构件进行了拟静力试验和相关的理论分析,通过试验数据与理论分析结果的对比,研究了翼缘和腹板宽高比、配筋率和截面高宽比对钢筋混凝土箱型柱破坏形态的影响;其次,基于试验数据建立了以翼缘与腹板宽高比为控制参数的恢复力模型,并编写了该模型的计算程序;最后利用大型非线性分析软件ABAQUS对试验内容进行模拟,验证了所述分析模型的正确性和可行性后对恢复力模型的适用性进行探究,并验证了水平极限承载力的计算公式。研究结果如下:(1)提高箱壁配筋率能够有效提升构件的承载力和耗能能力,但延性性能与变形能力会有一定幅度的下降。(2)减小截面高宽比会降低构件的延性性能和耗能能力,同时承载力会有小幅度下降,刚度退化加快;增大翼缘宽高比能够较大幅度提升构件的延性能力、耗能能力与水平极限承载力并减缓刚度的退化;增大腹板宽高比能够一定幅度的提升构件的延性能力和耗能能力,但对水平极限承载力和刚度的退化影响较小。(3)基于试验数据并结合理论分析给出了钢筋混凝土箱型柱的水平极限承载力的计算公式。(4)恢复力模型的建立能够较为便捷的求得结构与破坏形态相关的特征量的值如结构的屈服点、承载力极限点和刚度折减系数等,从而为以壁厚改变为设计控制参数的同类型构件快速分析破坏提供了一种较优的辅助手段。本文通过拟静力试验研究,结合相关理论分析及有限元模拟,得到钢筋混凝土箱型柱的破坏形态及其影响因素,进而分析了这些因素的作用效果,对后续研究和工程应用具有一定的参考价值。
【图文】：

加载设备,制度,加载,逐级加载

表 2-3 混凝土材料性能表混凝土等级立方体抗压强度,( )cu kf MPa轴心抗压强度( )ckf MPa轴心抗拉强度( )tkf MPa弹性模量4E 10 ( MPa)C40 38.57 25.80 2.39 3.252.2.2 试验加载设备与加载方案单向拟静力试验所使用的设备为四连杆。水平荷载加载前，按设计轴压比计算竖向恒载（6 个设计试件均为 0.1）并按恒载的 50%进行预加载循环俩次后对试件的竖直方向缓慢加载至竖向恒载的 100%。水平荷载的加载采用力(荷载)—位移控制的方法[28-30]：试件开裂前按 20kN/40s 逐级加载，开裂后按 10kN/20s 逐级加载并循环三次直至屈服，屈服后按屈服位移的 0.2 倍逐级加载，当极限承载力下降 10%~15%时，对试件停止加载。加载设备和加载制度如图 2-2 所示。

混凝土应变,位置,应变片,固端

土应变片的布置为前后腹板，左右翼缘对称布置。具体编号见图 2-3。（2）钢筋应变片的布置：钢筋应变片的编号开头为 A 和 B，分别布置在距钢筋底部 400mm（与构件固端齐平）处以及距底部 1000mm（与构件距固端 600mm 处的截齐平）处，钢筋应变片的布置为受拉翼缘与受压翼缘对称布置，前后腹板对称布置。具体编号见图 2-4。（a）其余试件固端应变片（b）其余试件距固端 600mm 应变片
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U446.1

【参考文献】