配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究
钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究
文章编号:1004-9762(2007)03-0261-05钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究Ξ李云云,李 斌(内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,内蒙古包头 014010)关键词:钢骨高强混凝土;柱;轴压力系统中图分类号:T U31113 文献标识码:A摘 要:通过6根钢骨高强混凝土柱在低周反复水平荷载作用下的试验研究,分析了轴压比、配箍率及钢骨形式对柱抗震性能的影响,研究发现,钢骨高强混凝土柱的抗震性能除对轴压力系数敏感外,钢骨形式也是一个重要的影响因素,对于钢骨形式不同的钢骨高强混凝土柱,可适当调整其轴压力系数限值,而配箍率的影响则不显著1Study on the effects of seismic beha vior ofsteel r einforced high 2strength concrete columnsLI Y un 2yun ,LI Bin(A rchitecture an d C ivil E ng ineerin g Sch o ol ,In ner M ong olia U niversity of Science and T echn ology ,Baotou 014010,China )K ey w or ds :s teel rein forced high 2streng th concrete ;column ;ax ial compression ratioAbstract :By testing 6steel rein forced h igh 2strength concrete columns under level load of low cycle reverse ,th e effects of d ifferen t ax ial com 2press ion rati o ,s tirru p ratio and steel form on the an ti 2seismic behav ior of the columns w ere analyzed.It is found that the anti 2seismic behavior o f the columns is a ffected n ot on ly by ax ial compression ratio ,but by steel form as w ell.T he ax ial compression ratio o f the steel rein forced high 2strength concrete columns with d ifferen t steel forms may b e adjusted ,w hile the stirrup ratio has very little in fluence on the anti 2seism ic behavi or o f the columns. 钢骨混凝土结构(Steel Rein forced C oncrete ,简称SRC )是指在钢骨周围配置钢筋,并浇筑混凝土形成的结构.SRC 构件的内部钢骨与外包混凝土形成整体,共同受力,其受力性能优于钢和混凝土两种结构的简单叠加1钢骨高强混凝土结构(Steel Rein forced H igh 2S trength C oncrete ,简称SRHC )是将高强混凝土应用于SRC 结构中,由于混凝土强度等级的提高,进一步提高了构件的承载能力,因而SRHC 结构在实际工程中得到了越来越广泛的应用[1,2]1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越来越不能胜任了1因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大,如仍采用钢筋混凝土柱,因受轴压比的限制,导致柱截面尺寸非常大,这不仅影响使用功能,而且往往形成不利于结构抗震的短柱1大量试验表明,钢骨混凝土柱由于钢骨分担了部分轴力,可以有效减小混凝土部分的轴压比,提高柱的抗震性能[3,4]1轴压力系数是影响SRH C 柱抗震性能的重要指标,国内许多学者对其进行了不同程度的研究,但大多是对内配工字钢的SRC 柱进行研究,而对于SRH C 柱以及内配十字型钢骨的SRC 柱却研究甚少,基于此,本文根据试验结果对钢骨高强混凝土柱的抗震性能进行研究,并分析了轴压力系数、体积配箍率、钢骨形式等因素对钢骨高强混凝土柱抗震性能的影响12007年9月第26卷第3期内蒙古科技大学学报Journal o f Inner M on golia Univers ity of Science and T echn ology Septemper ,2007Vol.26,No.3Ξ收稿日期65作者简介李云云(3),女,内蒙古包头人,内蒙古科技大学讲师,硕士,主要从事钢与混凝土组合结构研究1:2007-0-1:197-1 试验研究111 试验概况试验是在内蒙古科技大学结构实验室进行的1本试验为低周反复水平荷载作用下钢骨高强混凝土柱的抗震性能试验,试件6根,截面尺寸为200mm ×200mm,柱高800mm,剪跨比212,试件钢骨用普通热轧Q235型钢焊接而成1钢骨形式采用带翼缘的十字形钢骨和不带翼缘的十字形钢骨2种,带翼缘的十字形钢骨由两个I10拼制、焊接而成,钢骨参数为:翼缘48mm×716mm,腹板8418mm×415mm;不带翼缘的十字形钢骨由2块120mm×10mm钢板焊接而成,钢骨参数为:交差板的截面尺寸120m m ×10mm1试件形式见图1,设计参数见表11图1 试件截面尺寸Fig.1 Sectio nal dimension o f test2pi eces表1 试件参数T a ble1 Pa ra meter s o f test2pieces试件编号f cu/MPa轴压力系数钢骨形式含钢率ρss/%纵筋箍筋ρsv/%SRH C169170141带翼缘5164Φ12Φ6@80018 SRH C271180145带翼缘5164Φ12Φ6@80018 SRH C372150145带翼缘5164Φ12Φ6@40116 SRH C474110141带翼缘5164Φ12Φ6@40116 SRH C574140140不带翼缘6104Φ12Φ6@80018 SRH C674140141不带翼缘6104Φ12Φ6@40116 试验时,首先由柱顶的竖向千斤顶一次性施加竖向荷载到预定值,并在整个试验过程中保持为定值1水平往复荷载由水平千斤顶施加1整个试验过程中,用水平往复荷载和柱顶水平位移的滞回曲线监控1加载制度为:构件屈服前,以荷载控制,分级加载,每级荷载为预计极限荷载的10%,约20kN,每级荷载循环一次;构件屈服后,由柱顶水平位移控制加载,每次增加位移为屈服位移的15倍,每级位移下,荷载循环一次1本试验需量测的参数有柱顶竖向荷载、柱顶水平荷载、柱顶水平位移及柱上、下两端预计破坏截面附近纵筋、箍筋和钢骨的应变值1加载装置见图21图2 加载装置简图Fig.2 Lo a ding instr ument di a gra m112 试验结果低周反复水平荷载作用下的试验表明,轴压力系数和钢骨形式是影响钢骨高强混凝土柱抗震性能的决定性因素,配箍率对钢骨混凝土柱的工作性能也有一定的影响111 轴压力系数的影响钢骨高强混凝土柱的轴压力系数标准值为[5]262内蒙古科技大学学报2007年9月 第26卷第3期:121:n k =N kf ck A c +1.28f ssy A ss,(1)式中,N k 为柱承受的轴压力标准值;f ck ,A c 分别为柱中混凝土部分的棱柱体抗压强度标准值和截面积;f ssy ,A ss 分别为柱中钢骨部分的屈服强度和截面积1轴压力系数是影响钢骨高强混凝土柱抗震性的重要因素1图3为钢骨形式相同、配箍率相同、轴压力系数不同的试件(SRH C3和SRH C4)的骨架曲线的比较1由图3可知,试件SRH C4的骨架曲线下包面积大,且下降段比试件SRH C3骨架曲线的下降段平缓1可见,轴压力系数低的构件耗能能力强,过最大荷载后,强度和刚度衰减缓慢,变形能力和延性性能较好;相反,轴压力系数较高的构件耗能能力弱,过最大荷载后,强度和刚度衰减较快,变形能力和延性性能较差1同样,从图4可看出,轴压力系数n k 较小的试件(SRHC4)的滞回曲线比相同条件下的轴压力系数n k 大的试件(SRHC3)的滞回曲线饱满,且过最大荷载后,轴压力系数n k 小的试件(SRHC4)承载力下降较缓慢,亦即,当荷载达到最大值后,随轴压力系数n k 的增大,试件强度衰减加快,抗震性能减弱,耗能能力下降1图3 轴压力系数对柱骨架曲线的影响Fig.3 E ffect o n skeleton cur ves o f columns under diff er entaxi al compr ession ra tio图4 试件的滞回曲线Fig.4 H ysteresis chara cter istic of test 2pieces11212 配箍率的影响图5是配箍率不同的试件(SRH C1和SRHC 4)的骨架曲线对比1在钢骨高强混凝土柱中,箍筋对柱的核心混凝土具有一定的约束作用,使核心混凝土得到加强而更好地与钢骨协同工作,从而改善构件的抗震延性1从图5可以看出,在加载初期,两条曲线基本重合,说明此时箍筋还没有发挥作用,箍筋的作用一般在混凝土开始破坏时才逐渐发挥,过最大荷载后,箍筋的约束作用更趋明显,配箍率大的试件(SR )的骨架曲线下降段平缓,延性好,强度和刚度退化慢,362李云云等:钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究HC4而配箍率小的试件(SRH C1)的骨架曲线下降段较陡峭,说明延性较差,强度和刚度衰减快,且配箍率大的试件的变形能力、耗能能力也较好1图5 配箍率对柱骨架曲线的影响Fig.5 E ffect on skeleton c ur v es of co lumns under di ffer ent stirr up r atio11213 钢骨形式的影响图6为其它条件相同,钢骨形式不同的试件(SRH C4和SRCH6)的骨架曲线对比1由图6可知,在加载初期,两条曲线基本重合,在混凝土开始破坏时,不同钢骨形式的试件表现出不同的性能:采用带翼缘十字形钢骨的试件S RH C4的变形能力、延性性能和耗能能力都较好,而采用不带翼缘的十字形钢骨的试件SRHC6的抗震性能却相对较差1这主要是因为带翼缘的十字形钢骨的约束能力强,钢骨内包混凝土受到钢骨的双向约束,即使达到最大荷载后,外包保护层混凝土剥落,其内包混凝土也能与钢骨继续共同工作,从而改善了构件的抗震性能;而不带翼缘的十字形钢骨的约束能力弱,过最大荷载后,钢骨与混凝土能否继续协同工作要靠箍筋的约束作用来实现,所以,构件的延性、变形能力相对较差1由此可见,在采用不带翼缘的十字形钢骨的试件中箍筋的约束作用更重要1本试验中,试件SRH C5由于配箍率小,箍筋的约束作用差,在加载后期,钢骨与混凝土的粘结遭到破坏,而试件SRHC6由于增加了箍筋配置,在加载后期,钢骨与混凝土仍能共同工作,试件破坏时,钢骨与混凝土的粘结未遭到破坏1但是,箍筋的约束作用是有限的,当试件的轴压力系数超过其限值时,仅靠增加配箍率不能够有效地改善构件的延性和变形能力1本次试验就证实了这一点,试件SR6由于轴压力系数已超过其限值,虽然配箍率较SR5有所增加,但延性性能并未得到改善1另外,从图可见,SRHC4的滞回曲线比SRH C6的滞回曲线饱满,同样可以说明采用带翼缘十字形钢骨的试件的抗震性能和耗能能力都较好;而采用不带翼缘的十字形钢骨的试件的却相对较差1图6 钢骨形式对柱骨架曲线的影响Fig.6 E ffect o n skeleton cur ves o f columns under diff er ent steel f or ms2 理论与试验对比分析211 钢骨高强混凝土柱的延性柱延性的大小是评价其抗震性能的主要参数,通常以位移延性系数来定量地表示试件延性的大小1位移延性系数的定义为:μΔ=Δu/Δy,式中,Δy为试件的屈服位移,即试件屈服时上端相对于下端的水平位移;Δu为试件的极限位移,取荷载下降至极限荷载p u的85%时对应的水平位移值1一般认为,在地震力作用下,构件应满足一定的延性要求,这就涉及到位移延性系数界限值的取值问题,即位移延性系数取多大值时能保证框架柱的抗震延性,关于此尚无统一说法1有的学者建议柱的位移延性系数界限值取210,有的学者则认为取310比较合适[6]1本文取位移延性系数310作用为界限值1由上述方法根据试验结果算得各试件的位移延性系数如表2所示1212 柱的轴压力系数分析通过对本次试验结果的分析,得出满足一定延性要求(μΔ≥310)的、采用带翼缘十字形钢骨的钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值:配箍率为018%、轴压力系数限值标准值nk=0142时,试件的延性要求可以得到满足;配箍率为16%、轴压力系数限值标准值=13时,试件的延性要求可以得到满足1偏于安全地取最小体积配箍率为18%时,462内蒙古科技大学学报2007年9月 第26卷第3期H C HC41n k04钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值标准值n k= 01421根据轴压力系数标准值n k和轴压力系数设计值n的关系式n=1166n k得[5],轴压力系数设计值为n=0170,以此作为二级抗震等级的SHRC柱轴压力系数限值设计值1对于一、三级抗震等级,在二级抗震等级的基础上分别各减、增011而得1由此可得采用C70混凝土,剪跨比为212,最小体积配箍率为018%的钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值,并以此为基础,推荐剪跨比在212≤λ≤215范围内,采用带翼缘十字形钢骨的钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值的取值如表3所示1表2 试件的实测位移延性系数T a ble2 Displa ce ment ductility coeff icient o f test2pieces试件混凝土强度/MPa轴压力限值系数配箍率/%位移延性系数SRH C1691701410183117SRH C2711801450182163SRH C3721501451162175SRH C4741101411163128SRH C5741401400182174SRH C6741401411162115表3 钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值设计值T a ble3 Limit design values of axi al compr ession ra tio o f S RH C columns混凝土强度等级体积配箍率ρs v/%抗震等级一级二级三级C60～C70≥018016001700180轴压力系数是影响柱抗震性能的重要指标,国内外的许多学者曾进行了不少研究,但结果差异较大1鉴于此,本文首先根据国内的理论研究和试验结果[3,4]———钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值n k=014～015进行了分析,选取轴压力系数变化范围n k=014～0145进行试验研究,并根据试验结果提出关于钢骨混凝土柱轴压比限值取值的建议1另外,利用文献[7]提出的计算模式,分析得出钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值标准值n k=0141,略小于试验值(n k=0142),这是因为在进行理论计算时没有考虑钢骨和箍筋对柱核心混凝土的约束作用所致1总体来说,钢骨高强混凝土柱轴压力系数限值的试验值与理论计算值基本相符13 结论(1)轴压力系数和体积配箍率是影响钢骨高强混凝土柱的抗震性能的2个重要参数1随轴压力系数的增加,钢骨高强混凝土柱的延性性能和耗能能力降低;而在轴压力系数一定时,提高柱的体积配箍率,可以相应地改善柱的抗震性能1(2)同等条件下,采用带翼缘十字形钢骨的钢骨高强混凝土柱的抗震性能明显优于采用不带翼缘十字形钢骨柱的抗震性能1(3)钢骨高强混凝土柱在轴压力系数超过其界限值时,即在高轴压力的状态下,仅靠增加体积配箍率不能改善构件的延性和变形能力1(4)钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值因钢骨形式的不同而异,采用带翼缘十字形钢骨的钢骨高强混凝土柱的轴压力系数限值可适当放宽1参考文献:[1] 叶列平,方鄂华1钢骨混凝土构件的受力性能研究综述[J]1土木工程学报,2000,33(5):12121[2] 赵鸿铁1钢与混凝土组合结构[M]1北京:科学出版社,20011[3] 贾金青,孙红梅,李大永1钢骨高强混凝土短柱轴压力系数限值[J]1大连理工大学学报,2002,(3):21922211 [4] 叶列平,方鄂华,周正海1钢骨混凝土柱的轴压力限值[J]1建筑结构学报,1997,(10):432491[5] Y B9082-1997,钢骨混凝土结构设计规程[S]1[6] 方鄂华1轴压比和配箍率对混凝土柱延性的影响[J]1建筑结构,1985,(3):322361[7] 程文襄,陈忠范,江 东,等1钢骨混凝土柱轴压比限值的试验研究[J]1建筑结构学报,1999,(4):542561562李云云等:钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究。
钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究
钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究钢筋混凝土柱是建筑结构中常见的一种构件，其在抗震性能方面的表现直接关系到建筑物在地震中的承载能力和安全性。
因此，对钢筋混凝土柱的抗震性能进行试验研究，能够为建筑结构的设计和改进提供重要的理论依据和实践经验。
一、试验对象本次试验选取了三根钢筋混凝土柱作为试验对象。
这三根柱子的截面尺寸都相同，为200mm×200mm，高度分别为3000mm、3500mm和4000mm。
试验选取的混凝土的强度等级为C30，钢筋采用的是HRB400级别的钢筋。
二、试验方案本次试验分为两个阶段进行，首先对柱子进行水平荷载试验，其次再进行地震模拟试验。
水平荷载试验主要是为了确定柱子的受力性能和极限承载力，地震模拟试验则是为了探究柱子在地震作用下的滞回曲线和耗能性能。
1.水平荷载试验水平荷载试验采用静力加载的方式，试验设备采用液压系统，通过活塞施加水平荷载至柱子上。
试验过程中，应根据试验标准规定的步骤和方法进行试验，记录柱子的相应荷载和位移数据。
2.地震模拟试验地震模拟试验采用振动台进行，通过振动台对柱子施加不同方向和不同加速度的地震波荷载，记录柱子的相应荷载和位移数据，并绘制出柱子的滞回曲线和耗能能力曲线。
三、试验结果分析1.水平荷载试验结果分析水平荷载试验结果表明，三根钢筋混凝土柱均能够在规定荷载范围内承载荷载，且柱子的承载能力随着柱高的增加而增加。
在试验过程中，柱子的变形主要表现为弹性变形和塑性变形两种，其中弹性变形占较大比例，但随着荷载增大，柱子的塑性变形也逐渐增加，当柱子达到极限承载力时，塑性变形达到最大值。
2.地震模拟试验结果分析地震模拟试验结果表明，三根钢筋混凝土柱在地震作用下均表现出良好的抗震性能，其滞回曲线呈现出明显的韧性破坏特征，且柱子的耗能能力随着荷载增加而增强。
在试验过程中，柱子的主要破坏形式为弯曲破坏，且破坏位置主要位于柱子的下端。
四、结论通过本次试验研究，可以得出以下结论：1.钢筋混凝土柱的抗震性能较好，能够在规定荷载范围内承载荷载，并能够在地震作用下表现出良好的韧性破坏特征。
配置高强钢筋混凝土柱抗震性能试验研究
配置高强钢筋混凝土柱抗震性能试验研究张萍;陈晓磊;薛松;傅剑平【摘要】为研究配置高强钢筋混凝土柱的抗震性能及变形能力,进行了6个配置HRB600级钢筋混凝土柱的低周反复加载试验,分析了轴压比、体积配箍率、加载方向等因素对试件破坏形态、滞回性能、骨架曲线、正截面承载能力的影响.试验结果表明:配置HRB600级纵筋柱在高轴压比下仍具有较大的极限位移角,但随轴压比增大,试件抗震性能变差;配置高强箍筋柱,在低轴压比情况下,体积配箍率变化对柱的抗震性能影响较小;在高轴压比情况下,体积配箍率较大的柱,其骨架曲线下降段更加平缓,且极限位移更大,高强箍筋能够充分发挥作用.不同加载方向对柱的承载力及变形能力有较大影响,对试件初始刚度影响较小.在试件发生正截面破坏时,受压钢筋应力能够达到屈服强度.%To study the seismic behavior and deformation capacity of reinforced concrete columns reinforced with high-strength steel,a total of 6 concrete columns reinforced with HRB600 under reversed cyclic loading tests were carried out.The effects of axial compression ratio,volume ratio and loading direction on the failure pattern,hysteresis behavior,skeleton curve,and normal section strength of the specimens were analyzed.Experimental results showed that:the concrete columns reinforced with HRB600 under high axial compression ratio have a large ultimate displacement angle,but the larger the axial compression ratio,the seismic performance of the specimens is worse;For concrete columns with high-strength stirrups,the seismic performance was less affected by the stirrup rate changes in low axial compression ratio,but when in high axial compression ratio,with a larger stirrup ratio,the skeleton curve descendingmore slowly,and the ultimate displacement is larger,high-strength stirrup can be fully used.The different loading direction has greater influence on the bearing capacity and deformation of the specimens,and has little influence on the initial stiffness of the column.When the normal section failure occurred to the specimens,the stress of compressive longitudinal bars can reach the yield strength.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】9页(P147-155)【关键词】高强钢筋;钢筋混凝土柱;抗震性能【作者】张萍;陈晓磊;薛松;傅剑平【作者单位】山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学),重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045;山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学),重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆市设计院,重庆400015;山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学),重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045【正文语种】中文为有效利用矿产资源,降低能耗,推广使用高强高性能钢筋是我国土木工程今后的发展方向。
超高层外框斜柱结构抗震性能分析与设计
超高层外框斜柱结构抗震性能分析与设计
超高层外框斜柱结构抗震性能分析与设计是一个复杂而挑战性的课题，基于近年来地震灾害的增加及人们对抗震设计理念的深入探索，关于
外框斜柱结构抗震性能的研究显得至关重要。
本文将详细阐述超高层
外框斜柱结构抗震性能分析与设计的内容，主要包括以下几点：
①研究内容包括特殊构造特性抗震设计及其抗震性能分析。
②针对超高层外框斜柱结构抗震性能，首先要从抗震动力学出发，确
定超高层外框斜柱结构的抗震基本参数，包括地震力、弹性模量、刚
度系数等；
③其次，应该研究几何尺寸和结构型式对超高层外框斜柱结构抗震性
能的影响；
④还要研究工作状态下外框斜柱结构的抗震性能，并分析外框斜柱在
工作状态下的静力行为；
⑤同时还要剖析不同非工作状态下外框斜柱结构的抗震动力学特性；
⑥对比不同超高层外框斜柱结构和不同地震力场的叠加效应，评价抗
震性能；
⑦最后，结合抗震理论和实际经验，提出加固、升级和优化超高层外框斜柱结构抗震性能的方案。
以上就是本文关于超高层外框斜柱结构抗震性能分析与设计的简要介绍，研究结果将为土木工程及工程抗震设计提供有力参考，为构筑安全坚固的建筑物提供可靠依据。
配置斜筋单排配筋混凝土双肢剪力墙抗震性能试验研究_张建伟
Experimental study on seismic behavior of ＲC coupled shear walls with single row of steel bars and inclined reinforcement
ZHANG Jianwei，WU Mengjie，CAO Wanlin，LI Wandi，CAI Chong （ Key Lab of Urban Security and Disaster Engineering，MOE，Beijing University of Technology，Beijing 100124 ，China）
表 2 钢筋力学性能 Mechanical properties of steel bars
抗拉强度 f u / MPa 830 523 608 伸长率 δ /% 3. 43 16. 77 22. 80 弹性模量 E / MPa 1. 92 ˑ 10 5 1. 82 ˑ 10 5 1. 95 ˑ 10 5
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引言
在钢筋混凝土剪力墙中开设较大洞口会对其承 ［1 ］ 载能力、 变形能力及破坏形态产生影响 。 针对高 层建筑结构中的开洞双肢剪力墙 ， 国内外学者进行 ［2 ］ 了较系统地研究 ， 如丁永君等 进行了高强钢筋高 强混凝土双连梁联肢剪力墙的抗震性能研究 ， 结果 表明双连梁联肢剪力墙能有效降低连梁内力 ， 提高 其延性； Chadchart 等 对底部配有分布交叉斜筋的 双肢剪力墙进行了抗震性能研究 ， 结果表明底部配 置分布交叉斜筋能有效限制剪力墙的剪切变形 ， 提 高其耗能能力 。为寻求可替代黏土砖多层住宅结构 体系， 课题组前期提出了单排配筋混凝土剪力墙结 ［45 ］ ， 并进行了试验研究 ， 构 包括单排配筋开洞剪力 ， 结果表明 ， 在 低轴压比和剪力墙底部留有施工缝的条件下 ， 单排 墙及其节点的抗震性能试验研究 配筋混凝土剪力墙底部易发生剪切滑移 ， 影响其抗 。 震耗能能力 89］ 为此 ， 文献［ 中开展了配置斜筋单排配筋混 凝土剪力墙抗震性能研究工作 ， 本文作者通过对 3 个开洞双肢剪力墙进行低周反复荷载试验 ， 研究配 置斜筋对单排配筋混凝土双肢剪力墙破坏机制及抗 震性能的影响 。
钢筋混凝土柱的抗震设计和施工技术
钢筋混凝土柱的抗震设计和施工技术地震是一种严重的自然灾害，对建筑物的破坏和崩塌造成了巨大的危害。
为了提高钢筋混凝土柱的抗震性能，必须在设计和施工中采取一些措施。
本文将从材料、结构和施工三个方面阐述钢筋混凝土柱的抗震设计和施工技术。
一、材料的选择1. 水泥抗震钢筋混凝土柱使用的水泥应该是具有高强度、高抗裂性、低收缩性和稳定性能的水泥。
在选用水泥的时候应该选择有资质的生产商，并要查看其检验报告。
因为水泥的低强度和质量不好会影响到整个钢筋混凝土柱的抗震性能。
2. 骨料骨料是钢筋混凝土柱中重要的组成部分，不仅承担着力学作用还起到了节约水泥、减少收缩性并且耐久性好等多种作用。
在选择骨料时应该优先选择硬度较大的、强度较高的、自然含水少的优质骨料。
3. 钢筋钢筋在抗震钢筋混凝土结构中起到了关键作用，它能有效的增加构件的承载力、刚度和稳定性。
选择机械性能好的钢筋，特别是要注重钢筋的抗拉强度和抗弯强度。
二、结构设计的要点1. 常规构造设计抗震钢筋混凝土柱所具有的抗震性能主要来自其结构的设计。
在构造设计过程中，应该根据地震灾害发生的可能性进行各种灾变模拟进行针对性的设计。
避免一般化和简化的设计来提高钢筋混凝土柱的抗震性能。
2. 构件尺寸的设计构件尺寸的大小应该根据荷载、材料强度等因素进行认真的计算和研究。
在设计构件时，应该采取合理的设计方案，借鉴已有的先进经验，并根据实际情况进行适当的调整。
3. 基础设计基础设计是抗震钢筋混凝土柱抗震性能的重要组成部分，应该根据震区土地的稳定性，以及周围环境情况的大小来进行适当的基础设计。
基础设计应该以能满足地震力要求为原则，并考虑基础施工时的便利性。
三、施工技术1. 混凝土浇筑在抗震钢筋混凝土柱的混凝土浇筑过程中，应该注重以下几点：（1）控制混凝土的配合比，避免配合比过大或过小，以保证混凝土的强度和稳定性；（2）严格执行配合比和浇筑层数，防止出现重力分隔缝；（3）保障混凝土的气密性和密实性，要求现浇结构表面不得出现渗漏和细小空隙；（4）在施工期间，应该合理的进行养护，以保证混凝土的完整性和稳定性。
钢筋混凝土柱抗震性能试验研究
钢筋混凝土柱抗震性能试验研究一、研究背景钢筋混凝土柱是建筑结构中最常见的构件之一，其在地震作用下承受着巨大的力学作用。
因此，钢筋混凝土柱的抗震性能对于建筑结构的安全和稳定性具有重要意义。
为了保障建筑结构的抗震性能，需要对钢筋混凝土柱进行抗震性能试验研究。
二、研究目的本研究旨在通过对钢筋混凝土柱的试验研究，探究其在地震作用下的抗震性能，为钢筋混凝土柱的设计和施工提供科学依据。
三、研究方法1.试验样本准备首先，需要选择一定数量的钢筋混凝土柱，按照设计要求制作试验样本。
试验样本应具有代表性，样本的尺寸、材料、配筋等应符合设计要求。
2.试验设备试验需要使用地震模拟台进行，地震模拟台的主要组成部分包括振动台、控制系统、传感器等。
在试验中，需要通过地震模拟台模拟地震作用，对试验样本进行振动。
3.试验过程将试验样本放置在地震模拟台上，通过控制系统设置不同的地震波参数，对试验样本进行振动。
通过传感器对试验样本的变形、位移、加速度等参数进行监测和记录，获得试验数据。
4.数据处理通过对试验数据的处理和分析，得出不同试验样本的抗震性能指标，如屈服强度、极限承载力、抗震位移等。
四、研究内容1.试验样本设计本研究选择了10个钢筋混凝土圆柱进行试验，试验样本尺寸为400mm×800mm。
试验样本的混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级别。
2.试验参数设置本研究选择了不同的地震波参数进行试验，包括不同的地震波周期、峰值加速度等。
试验过程中，控制系统需要对地震波参数进行实时调整，以模拟不同强度的地震作用。
3.试验数据处理和分析通过对试验数据的处理和分析，得出不同试验样本的抗震性能指标。
试验结果显示，不同地震波参数对试验样本的抗震性能有着明显的影响。
在相同地震波参数下，不同试验样本的抗震性能也存在差异。
五、研究结论通过对钢筋混凝土柱抗震性能试验的研究，得出以下结论：1.地震波参数对钢筋混凝土柱的抗震性能有着显著的影响，不同地震波参数下，钢筋混凝土柱的抗震性能存在明显差异。
钢筋混凝土柱—钢梁混合框架抗震性能及设计方法研究
钢筋混凝土柱—钢梁混合框架抗震性能及设计方法研究钢筋混凝土柱—钢梁混合框架抗震性能及设计方法研究随着现代城市的迅速发展，高层建筑的兴起成为了一种趋势。
然而，高层建筑所处的地理位置以及面临的自然灾害，如地震，给其结构安全带来了严峻的挑战。
因此，如何提高高层建筑的抗震性能成为了一个重要的课题。
钢混合结构是现代高层建筑中常用的结构形式，其具有较好的承载能力和韧性，能够有效减轻地震对建筑物的破坏。
在钢筋混凝土柱与钢梁相结合的钢混合结构中，柱和梁的配合关系对整个结构的抗震性能起着关键作用。
因此，针对钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能和设计方法进行研究是非常有意义的。
首先，钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能可以通过多种方法进行评估。
常用的方法之一是基于强度和刚度的能量法原理，即通过计算结构的弯矩和剪力能量来评估结构的抗震性能。
另一种方法是基于结构的振动特性的地基反应谱分析法，即通过考虑结构与土层的相互作用来评估结构的抗震性能。
其次，针对钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的设计方法需要综合考虑结构的承载能力、韧性和稳定性。
在设计过程中，需要确定柱和梁的尺寸、钢筋及配筋方式，并根据设计要求进行合理的抗震设计。
对于柱的设计，应综合考虑弯矩、剪力、轴力以及局部压力等多种荷载作用，采用合理的构造形式和钢筋配筋方式。
对于梁的设计，应综合考虑弯矩、剪力、挠度等荷载作用，采用适当的截面形式和钢筋配筋方式。
在钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能研究中，还需要考虑结构的边界条件和连接形式。
边界条件主要包括结构的基础、支座和预应力控制等，而连接形式则包括柱与梁之间的节点连接以及节点处的钢筋配筋等。
这些因素对结构的整体性能和稳定性起着重要的影响，需要在设计和施工过程中予以充分考虑。
在实际工程中，钢筋混凝土柱—钢梁混合框架的抗震性能和设计方法需要在综合考虑结构特点的基础上进行研究和改进。
同时，在设计施工过程中还需要注意工程质量的控制和监督，保证结构的稳定性和安全性。
暗斜撑对型钢-高强混凝土低矮剪力墙抗震性能影响的研究
击８ ５ ＠１０ 西８ ０ ＠１０ １５× ０ ２ ２０ １ｏ ０Ｏ
６ ４ ６１
本 次 试 验 ３片 型 钢 一高 强 混 凝 土 低 矮 剪 力 墙 试 件 依 次 为 ：Ｒ Ｗ — Ｉ（ 设 斜 撑 ） Ｓ Ｈ Ｗ — ｌ 内 设 钢 筋 斜 支 Ｓ ＨＣ 未 、Ｒ Ｃ Ｉ（
性 能 的影 响 。
试 件 编号 图 １ 剪 力墙 试 样 表 １ 试 件 各 参 数 明 细 表 Ｓ Ｈ Ｗ — Ｉ Ｓ ＨＣ 一 Ⅱ Ｓ ＨＣ 一Ⅲ ＲＣ Ｒ Ｗ Ｒ Ｗ
１ ２
梅件正立面图
墙宽宽度 （ ｉ） ａ ｒｎ
墙 体 厚 度 （ ｍ） ｍ
１０ ００
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暗 支撑箍筋
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基础 梁 主筋 基础 梁箍 筋 高 （ ｍ） ｌ ｉ ｆ
宽 （ ｍ） ａ ｒ
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三个试件最 终破坏状态见 图 ３试件裂缝 发展与破坏过 ，
１０ ６
四川建筑
第３ ２卷 ３期
２ １ ．６ ０ ２０
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程为：
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（ ） Ｒ Ｗ —Ｉ和 Ｓ Ｈ Ｗ —Ｉ破坏特征基本相似 。试 １ Ｓ ＨＣ ＲＣ Ｉ 件开裂后进 入位移控制加载阶段 ， 裂缝 迅速开展 ， 快贯通 ， 很
１ 试 验概 况
研究表 明 ： 普通混凝 土剪力墙 ， 通过合理的设置支撑 （ 如 型钢支撑 、 钢筋暗柱斜撑） 可形成抗震性能较好 的普通混凝 ， 土剪力墙。因此 ， 本文考虑在高强 混凝 土低矮剪力 墙暗柱 中
Q460高强型钢-混凝土组合柱抗震性能试验研究
超， 等： Ｑ ４ ６ ０高 强 型 钢 一混 凝 土 组 合 柱 抗 震 性 能 试 验 研 究
Ｑ ４ ６ Ｏ高强型钢 一混凝土组 合柱抗震性 能试验研究 术
龚 超 ＇ 侯 兆新 王玉银 杨怡 亭 李 国强 邱 林 波。
（ １ ． 中冶建筑研究总院有限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ８ ； ２ ． 哈 尔 滨 工 业 大 学 ，哈尔 滨 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ） １ ５ ０ ０ ９ ０ ； ３ ． 北京科技大学 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； ４ ． 同济大学 ， 上海
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ２ ０ ６ ／ ｊ ． 函ｇ ２ ０ １ ７ ０ ３ ０ ０ ５
ＥＸＰＥＲＩ ＭＥ ＮＴＡＬ Ｓ ＴＵＤＹ ｏＮ Ｔ ＨＥ Ｓ Ｅ Ｉ Ｓ ＭＩ Ｃ Ｂ ＥＨＡＶＩ ｏＲ ｏＦ Ｑ４ ６ ０ ＨＩ ＧＨ
ＳＴＲＥＮ ＧＴＨ ＳＴＥＥＬ Ｓ Ｒ Ｃ Ｃｏ ＬＵＭ Ｎ
Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆＢ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ （ ＧＢ ５ ０ ０ １ １ —２ Ｏ １ Ｏ ） ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ，ａ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ
摘 要 ： Ｑ ４ ６ ０钢 是 能 够 满 足 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ —２ ０ １ Ｏ 《 建 筑 抗 震 设 计 规 范》 屈 强比和延伸率要求的高强度建筑结构用钢 ， 对
Ｑ ４ ６ ｏ高 强 型 钢 一混凝 土组 合 短 柱抗 震 性 能进 行 试 验 研 究 ， 通 过 ２根 Ｑ ４ ６ ０高 强 型 钢 一混 凝 土 柱 １ ： ３ 缩 尺 模 型 的 滞 回性 能试 验 ， 对Ｑ ４ ６ ０ 高 强型 钢 一混凝 土 柱 的 承 载 力 、 刚度 、 延 性 和 耗 能 性 能 等 抗 震 性 能指 标 进 行 研 究 。 结 果 表 明 ， Ｑ ４ ６ ０高强 型 钢 一混 凝 土组 合 短 柱在 试 验 中表 现 出优 良的 抗 震 性 能 ， 试 件 层 间 弹 性 位 移 角 和 弹 塑 性 位 移 角 平 均 值 分 别 为１ ／ ８ ７ 、 １ ／ ２ ５ ， 优于 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ —２ Ｏ １ Ｏ对 于 多 高层 钢 结 构 在 多遇 和 罕 遏 地 震 下 的要 求 。 关键词 ： 高强 钢 ；钢 一混 凝 土 组 合 柱 ；滞 回 性 能 ； 抗 震 性 能
钢筋混凝土柱侧向变形和抗震性能分析的开题报告
钢筋混凝土柱侧向变形和抗震性能分析的开题报告一、选题背景和意义钢筋混凝土结构中柱是承受纵向荷载和扭矩，同时又是抵抗地震作用最重要的构件，因此对于钢筋混凝土柱的侧向变形和抗震性能的分析显得十分重要。
在地震发生时，钢筋混凝土柱容易因为偏心受力而产生较大的侧向变形，如果超出一定的变形限制，柱将可能失效。
因此，研究钢筋混凝土柱的侧向变形和抗震性能，能够为工程结构的安全运行提供参考，具有重要的理论和应用价值。
二、研究现状和进展目前国内外对于钢筋混凝土柱的侧向变形和抗震性能的研究已经比较深入，研究结果表明，钢筋混凝土柱的侧向变形是由板层剪滞变形、混凝土压碎变形和钢筋弯曲破坏三种变形机制共同作用而产生的，柱的抗震性能受很多因素的影响，如柱截面类型、受力状态、荷载形式等。
在研究钢筋混凝土柱的侧向变形和抗震性能方面，一些学者使用数值模拟方法，如有限元模拟和离散元模拟等，还有一些学者使用实验方法，如钢筋混凝土柱的受压性能试验等，这些方法能够较为真实地反映钢筋混凝土柱在地震作用下的实际情况。
三、研究内容和方法本文的主要内容是对钢筋混凝土柱的侧向变形和抗震性能进行分析，并通过数值模拟和实验方法进行研究，具体研究内容包括以下几个部分：（1）钢筋混凝土柱的侧向变形机制分析（2）影响钢筋混凝土柱抗震性能的因素分析（3）数值模拟计算分析钢筋混凝土柱的侧向变形和抗震性能（4）钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究（5）数值模拟计算结果与试验结果对比分析四、预期结果和创新点通过本次研究，预期能够深入理解钢筋混凝土柱的侧向变形机制和抗震性能，对于提高钢筋混凝土结构抗震能力具有一定的理论和实际意义。
本次研究的创新点主要是使用数值模拟和试验方法相结合的研究方法，能够较为真实地反映钢筋混凝土柱的实际情况，能够为实际工程结构的设计和施工提供一定的参考。
钢筋混凝土斜支撑-框架结构抗震设计分析
钢筋混凝土斜支撑-框架结构抗震设计分析发布时间：2021-02-04T14:53:43.603Z 来源：《基层建设》2020年第27期作者：全纯[导读] 摘要：当前建筑行业飞速发展，对建筑物质量与安全的要求不断提升。
佛山市顺德区顺茵绿化设计工程有限公司广东省佛山市 510000摘要：当前建筑行业飞速发展，对建筑物质量与安全的要求不断提升。
建筑结构承受的荷载分为水平与竖向两个方面。
在高层建筑中，水平荷载作为主要控制因素，使结构抗侧移能力成为主要矛盾。
在当前工程应用中，应采取有效措施提高斜撑框架结构的抗震能力，确保建筑物安全稳定。
关键词：钢筋混凝土；斜支撑-框架；抗震设计1、混凝土斜支撑-框架结构与同类结构的分析对比1.1与混凝土框架结构的对比本结构比混凝土框架结构增加了一个支撑框架系统，多了一道抗震防线。
支撑框架抗侧力刚度较大，与延性框架协同抗震，比纯框架结构抗震性能高很多，抗倒塌能力强很多。
斜撑对提高框架结构抗震能力起到重要的作用，这点已经在钢框架一偏心支撑结构中得到了证实。
钢框架增加斜撑后，房屋适用最大高度增加一倍以上。
本结构相当于纯混凝土的框架一偏心支撑结构，房屋适用最大高度比混凝土框架结构也可提高50%以上。
框架增加斜撑对建筑使用有一些影响，例如门窗的布置，但房屋适用高度提高了，比框架结构的应用范围更广泛了。
框架上增加斜撑，包含混凝土框架上增加混凝土斜撑和钢支撑，钢框架上增加中心支撑、偏心支撑和屈曲约束支撑，都是提高结构抗侧向力能力的有效措施。
如果结构不受地震和风荷载等侧向力的作用，斜撑是多余的。
增加斜撑就是增加结构的赘余度，增加结构的安全储备。
房屋结构的安全关系到人们生命财产的安全，房屋抗震以预防为主，如果房屋立足于大震不倒，框架上增加斜撑是非常必要的。
1.2与钢支撑一混凝土框架结构的对比虽然两种结构都是在混凝土框架中加斜撑，但本结构增加的是混凝土斜撑，与混凝土框架同属一种材料，构件刚弹性一致，构件的变形、结构的位移也能协调一致，两钢支撑与混凝土框架是两种不同的材料，不同材料的组合结构构件共同工作协调性较差。
柱脚设角钢的高强钢棒混凝土方柱抗震性能研究
柱脚设角钢的高强钢棒混凝土方柱抗震性能研究蔡佳芮;郑达;赵华;汪素停;魏丞瑾【期刊名称】《世界地震工程》【年(卷),期】2024(40)2【摘要】以低粘高强钢棒作为主筋的混凝土柱,能在直至大变形阶段均具有稳定增长的承载力和较小的残余变形,有良好的自复位性能,但耗能能力较延性柱弱。
该研究在高强钢棒混凝土方柱的柱脚配置角钢,在保证高强钢棒混凝土柱良好自复位性能的基础上提高其水平承载力和耗能能力。
设计并制作了4根柱脚配置角钢和1根无角钢的高强钢棒混凝土方柱,进行低周往复加载试验,研究柱脚有无角钢、角钢厚度和轴压比、剪跨比对柱水平承载力、残余变形和耗能能力的影响。
试验结果表明:所有高强钢棒柱加载直至位移角4%仍保持持续增长的承载力,加载位移角为2%和4%时的残余位移角分别在0.5%和1%以内,构件可修复概率分别能达100%和50%;与无角钢柱相比,相同轴压比的柱脚配置角钢的混凝土柱受弯承载力提升率达47%,单循环耗能提升最大达94%,累积耗能提升达24%;随着剪跨比的增加,试验柱的承载力下降;随角钢厚度的增大,承载力提升率增大,而耗能提升率减小。
【总页数】13页(P65-77)【作者】蔡佳芮;郑达;赵华;汪素停;魏丞瑾【作者单位】地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)【正文语种】中文【中图分类】TU4【相关文献】1.高强箍筋约束高强混凝土方柱轴压性能数值试验研究2.GFRP加固高强混凝土方柱抗震性能的试验研究3.高轴压比柱脚拉杆约束方钢管超高强混凝土柱抗震性能试验4.不同空心率对高强轻质混凝土角钢组合空心柱抗震性能影响5.高强钢棒螺旋箍筋约束混凝土圆形截面柱受力性能试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钢筋混凝土柱抗震性能的数值模拟研究
钢筋混凝土柱抗震性能的数值模拟研究一、研究背景和意义钢筋混凝土柱作为结构体系中承受纵向荷载和扭转荷载的主要构件，其抗震性能的研究具有重要的理论和应用价值。
在地震作用下，钢筋混凝土柱可能出现轴心受压破坏、弯矩破坏和剪力破坏等多种破坏形式，因此，钢筋混凝土柱的抗震性能研究能够为工程实践提供重要的参考依据。
数值模拟技术是研究钢筋混凝土柱抗震性能的主要手段之一，其能够在实验数据较少或难以获取的情况下，通过建立数值模型对柱的力学性能进行预测和分析，为优化结构设计和加强抗震能力提供支持。
二、数值模拟方法数值模拟方法是利用计算机对结构进行建模、计算和分析的一种方法，其基本思想是将结构分解为有限个小单元，通过建立数学模型对单元的力学行为进行描述和计算，从而得出结构的力学性能。
在钢筋混凝土柱抗震性能的数值模拟中，常用的方法有有限元方法、非线性动力分析方法和基于等效静力分析的方法。
1. 有限元方法有限元方法是一种广泛应用的数值模拟方法，其基本思想是将结构划分为有限个小单元，对每个小单元建立数学模型，通过求解小单元的力学方程，得出结构的全局响应。
在钢筋混凝土柱的有限元模拟中，需要考虑材料的非线性性、几何非线性和边界条件等因素，对于柱的破坏形态和受力性能的预测具有较高的精度。
2. 非线性动力分析方法非线性动力分析方法是利用地震波作用下结构的动力响应来评估其抗震性能的一种方法，其基本思想是将结构的动力行为和非线性材料行为综合考虑，通过求解结构的动力方程，得出结构的响应特征。
该方法在钢筋混凝土柱的抗震性能研究中，能够考虑结构的动力响应和材料的非线性特性，对于柱的破坏模式和受力性能的预测具有较高的准确性。
3. 基于等效静力分析的方法基于等效静力分析的方法是一种简化的数值模拟方法，其基本思想是将地震作用下的动力响应转化为等效静力作用下的静力响应，通过求解结构的静力方程，得出结构的受力性能。
该方法在钢筋混凝土柱的抗震性能研究中，能够简化计算过程，提高计算效率，但对于柱的破坏模式和受力性能的预测具有一定的误差。
高轴压比下型钢混凝土柱抗震延性性能的研究
高轴压比下型钢混凝土柱抗震延性性能的研究我国城市轨道交通建设已经进入到了一个高速发展的阶段,特别是地铁建设所占比重更多。
由于城市轨道本身结构的特性,大量使用到高轴压比框架柱,而在地震作用下,高轴压比的柱子的破坏将会更为严重,尤其在柱脚破坏明显。
因此,高轴压比柱子的抗震延性性能是城市轨道建设中,特别是地铁建设中必须克服的难题。
为了提高结构的安全性,目前,在我国已有的城市轨道中,特别是地下车站的建设中,大量使用到型钢混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱。
型钢混凝土柱的应运也使得高轴压比柱的危害相对减少。
但是当柱子承受较大竖向荷载时,其是自身的变形能力将会降低,所以有必要对型钢混凝土柱延性性能在高轴压比的情况下进行研究。
本文主要工作内容包括以下几点:(1)通过对国内外研究结果数据的收集与分析,并对框架柱的震害调查,总结得到轴压比、剪跨比、配箍率和箍筋形式、含钢量、及混凝土强度以及栓钉等影响因素对型钢混凝土柱抗震性能影响。
本文主要研究高轴压比对抗震延性性能的影响。
(2)通过线性内插法得到各个混凝土强度等级下的折减系数以及变异系数,从而计算出普通钢筋混凝土柱在各个混凝土强度等级下的轴压比的计算关系,并计算出型钢混凝土柱的设计轴压比与试验轴压比的关系,从而确定试验加载过程中所需的竖向荷载。
(3)设计2个高轴压比为0.57和0.7的型钢混凝土柱,进行拟静力加载试验(低周往复加载试验),得到型钢混凝土柱的滞回曲线和骨架曲线。
通过滞回曲线计算出其耗能指标等效粘滞阻尼系数和功比指数;由骨架曲线得到其极限位移和屈服位移,从而得到其抗震延性性能指标位移延性系数。
(4)根据规范对混凝土塑性损伤本构进行计算,利用ABAQUS对轴压比为0.57和0.7的型钢混凝土柱进行数值分析,并将数值分析结果与试验结果拟合;将轴压比扩充为0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3,通过变参分析,得到型钢混凝土柱在高轴压比下的耗能性能和抗震延性性能的变化规律。
钢筋混凝土柱的抗震性能评估与改进措施
钢筋混凝土柱的抗震性能评估与改进措施钢筋混凝土柱是建筑结构中常用的承重构件，其抗震性能评估及改进措施是确保建筑结构安全性的重要一环。
本文将对钢筋混凝土柱的抗震性能评估与改进措施进行详细的介绍。
首先，我们来了解一下钢筋混凝土柱的抗震性能评估方法。
常用的评估方法包括弹性静力分析法、非线性静力分析法和动力分析法等。
弹性静力分析法主要是利用线弹性假设进行分析，在地震作用下计算结构的变形和内力。
非线性静力分析法考虑了材料的非线性特性，能更准确地评估结构的荷载承受能力和变形能力。
动力分析法则通过模拟结构在地震荷载作用下的动态响应，评估结构对地震的抵抗能力。
在进行抗震性能评估时，我们需要考虑以下几个方面。
首先是柱的强度，也就是柱的抗弯强度和抗压强度。
柱的抗震性能取决于其强度是否足够，才能维持在地震作用下不发生破坏。
其次是柱的延性，即柱发生破坏前是否能够充分变形吸收地震能量。
延性好的柱能够在地震中进行塑性变形，从而减小地震带来的破坏程度。
最后是柱的稳定性，即柱在地震作用下是否能保持稳定。
柱的稳定性对于整个结构的抗震性能起着至关重要的作用。
针对钢筋混凝土柱的抗震性能评估，我们可以采取以下改进措施。
首先是增加柱的剪切抗力和延性。
可以采用增加受拉钢筋的方式来提高柱的剪切抗力和延性。
同时，也可以采用增加普通混凝土拟静强度、采用高性能混凝土或使用纤维混凝土等方式来提高柱的延性。
其次是加强柱的侧向承载力。
通过增加柱的配筋率或者采用钢筋混凝土填充管柱等方式来提高柱的抗侧承载能力，从而增加柱的抗震性能。
此外，还可以采用预应力钢筋、碳纤维布或玻璃钢等材料来加固柱，提高其抗震能力。
此外，在设计和施工过程中，我们还应该严格执行相关规范和标准，确保钢筋混凝土柱的抗震性能。
在设计阶段，应根据具体地震区域的设计地震动参数进行合理的抗震设计。
施工过程中，应注重施工质量控制，保证钢筋混凝土柱的质量和性能。
同时，还要加强结构的监测与维护，及时发现问题并采取相应措施，保证结构的安全可靠性。
钢筋混凝土墩柱抗震变形能力研究进展及综述
钢筋混凝土墩柱抗震变形能力研究进展及综述钢筋混凝土墩柱是一种常见的混凝土结构，在地震中起到了至关重要的作用。
为了提高其抗震变形能力，国内外的研究者们进行了大量的探索和实践。
本文将从材料、构造和试验三个方面，综述钢筋混凝土墩柱抗震变形能力的研究进展。
一、材料方面1、碳纤维增强筋混凝土碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐腐蚀等优良性能，因此被广泛应用于钢筋混凝土结构中。
研究表明，采用碳纤维增强筋混凝土可以显著提高墩柱的抗震变形能力，其中碳纤维布增强的钢筋混凝土墩柱更具有优势。
2、高强钢筋高强钢筋具有更高的抗拉强度和屈服强度，因此是提高墩柱抗震变形能力的有效手段。
然而，高强钢筋的应用需要满足较高的加工要求和施工过程中的技术难度，因此需要更为严格的质量控制和施工管理。
二、构造方面1、变截面墩柱变截面墩柱的截面形状和尺寸随垂直方向的变化而变化，可以有效地分散地震时产生的应力，因此具有更好的抗震变形能力。
同时，变截面墩柱还能减小结构重量，降低地基反力和震动的能量。
2、预应力墩柱预应力墩柱采用预应力钢筋进行预张力，能够有效地提高结构的初始刚度和抗震变形能力。
此外，预应力墩柱还能在地震后保持一定的残余预应力，在一定程度上延缓结构的退化。
三、试验方面1、大型试验大型试验是研究墩柱抗震变形能力的重要手段之一，能够充分考虑实际工程的复杂性和多变性。
例如，国内的“一号大桥”抗震试验和“雁栖湖”地震台试验等，为深入研究墩柱的抗震性能提供了重要数据。
2、数值模拟数值模拟是一种经济、高效的试验手段，在研究墩柱抗震变形能力方面也具有重要的应用。
通过建立精细的有限元模型或其他数值计算模型，可以分析结构变形、力学性能和破坏机制等方面的问题。
总体来说，钢筋混凝土墩柱抗震变形能力的研究已经进入了一个高水平的发展阶段。
未来，还需要进一步拓展材料和构造应用、丰富试验手段、挖掘深层次问题，为钢筋混凝土墩柱的抗震设计提供更为可靠的依据。
高强度钢筋混凝土柱抗震性能研究
高强度钢筋混凝土柱抗震性能研究随着我国城市化进程和建筑规模的不断扩张，建筑物的抗震能力越来越成为一项重要的指标。
钢筋混凝土（RC）结构作为一种主流的结构形式，一直是抗震设计的重点之一。
而高强度钢筋混凝土（HSC）结构则是RC结构的一种提高。
HSC可以大幅度提高钢筋的力学性能，使得混凝土结构在满足设计要求的情况下，尽可能地减小结构自重和占地面积，提高建筑物的安全性能。
HSC结构被广泛应用于建筑结构中，其柱的抗震性能在结构安全方面具有重要作用。
因此，HSC柱的抗震性能研究一直是一个热门研究领域。
目前，国内外学者已经进行了大量的HSC柱的抗震性能研究。
这些研究成果对于我们了解HSC柱的抗震性能、揭示其破坏机制和规律等方面，起到了重要的指导作用。
本文将就HSC柱的抗震性能研究进行详细介绍。
一、HSC柱的力学特性1.材料特性混凝土本身是一种强度较低的材料，砂和骨料中含有微细的孔隙，这些孔隙会导致混凝土表现出较差的受力性能。
而HSC材料则不同，它的压缩强度高，抗拉强度大，有较好的韧性和抗裂性能。
2.截面特性HSC材料具有高强度和高刚度的特点。
因此，HSC柱具有较小的截面尺寸和较高的承载力。
通过调整钢筋的数量、布置和配筋，可以获得更好的截面性能。
3.变形特性HSC柱的变形特性与其截面形状、纵向钢筋等有着密切的关系。
一般来说，HSC柱的截面强度一般较好，但纵向变形能力却不如传统RC柱。
HSC柱的侧向变形也相对较小，不容易产生严重的脆性破坏。
二、HSC柱的抗震性能HSC柱作为一种新型的RC结构，其抗震性能得到了广泛的关注。
根据研究表明，HSC柱的抗震性能相对于传统的RC柱要好。
1.强度与变形能力HSC柱的强度较高，抗震性能也较强。
HSC柱在地震作用下可以保持较高的刚度和强度，并且具有一定的延性，不易发生脆性破坏。
此外，HSC柱的韧性也比传统RC柱好，能够在地震中发挥更大的能力。
2.耗能能力HSC柱具有较好的纵向和侧向变形能力，能够发挥较好的耗能能力。
高强混凝土扁柱拟静力试验
“ 柱的剪跨 比宜大于 ２ ； 柱截面高度与宽度的 比值不 宜大于 ３ ； 竖向构件截面长边 、 短边 （ 厚度 ） 比值大 于
４时 ， 宜按 墙 的要求进 行设 计． ” 但对 于截 面高宽 比在 ３到 ４ 之 间 区域 的扁柱则 无 明确规 定 ， 且 目前 尚无 涉
及此类 构件 的研究 ． 理 论分 析及 试 验结 果 均 表 明 ， 随
能能力等几个方面详细分析 了试验试 件的抗震 性能． 研究结
果表明 ， 此类构件 延性较差 ， 耗能能力 差 ， 但 在合理构 造措施
外 许 多 学 者 对 高 强 混 凝 土 柱 构 件 做 了 深 入 的 研 究Ｌ ３ ］ ， 并 找到 了影 响其 抗 震 性 能 的 主要 因 素． 其 中 影 响承载 力 的因素 可归 纳为 ： 柱 端约 束 效应 、 配 箍 形
高 强 混凝 土扁 柱 拟 静 力试 验
马 泽峰 ， 陆 洲导 ， 余 江滔 ， 蔡 兹 红
（ １ ．同济大学 结构工程 与防灾研究所 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ； ２ ．上海建筑设计研究 院有 限公司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ４ １ ）
摘要 ：为研究高 强混凝 土扁柱 的抗震性 能 ， 以 ６根缩 尺模 型 为 １ ： ３的不 同轴 压 比、 混凝土 强度 、 剪跨 比扁柱试件 为研究
Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｔ ｏ ｎ ￣ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ．Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ
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配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究作者：雷拓刘伯权钱江黄华田清彪来源：《建筑科学与工程学报》2013年第03期基金项目：国家自然科学基金项目（51078037）；教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目（20100205110010）；中国博士后科学基金项目（2012M511957）作者简介：雷拓（1973），男，陕西岐山人，讲师，工学博士，Email：*****************。
摘要：为研究高层建筑转换梁节点上扁柱的抗震性能，进行了3个1∶4缩尺模型的低周反复加载试验，对其破坏形态、滞回曲线、极限承载力及延性进行了分析。
在试验基础上，利用ABAQUS软件对试件进行了有限元分析；详细讨论了有限元模型的建立、模型材料参数的定义以及斜向钢筋的影响。
结果表明：轴压的增大提高了试件的极限承载力，同时也减小了构件的延性；构件荷载位移滞回曲线饱满，具有较好的耗能能力；在相关参数合理设置的前提下，ABAQUS混凝土损伤塑性模型可用于钢筋混凝土构件的滞回分析；斜向钢筋增加了试件的极限承载力，但位移延性没有明显变化。
关键词：斜向钢筋；高强混凝土；扁柱；高层建筑；抗震性能；滞回分析；有限元中图分类号：TU352 文献标志码：A0 引言高强混凝土具有能够大幅度提升结构和构件的承载力、减小结构构件尺寸和自重、加快施工进度等优点，在工程实践中得到了越来越多的应用。
近年来，在高层、小高层结构设计中，建筑师和结构工程师为了改善室内使用空间和视觉效果，较多使用了扁柱（柱截面高宽比为2～4），从而形成扁柱框架结构或扁柱框架剪力墙结构体系[12]。
张国军等[3]、史庆轩等[4]分别就火力发电厂主厂房框架混凝土扁柱进行了缩尺模型试验研究。
冯庆兴等[5]就结构计算中扁柱的几种建模方法进行了比较。
而对于高强混凝土扁柱破坏机理的研究，目前还未见报道。
本文中笔者通过对3个配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱的低周反复加载试验研究，定量测试结构构件在较低应力水平下的滞回曲线和骨架曲线，对扁柱的强度、刚度、延性和耗能进行了分析；详细讨论了试验有限元模型的建立、模型材料参数的定义以及斜向配筋对构件滞回性能的影响，验证了扁柱构件设计的可行性。
1 试验概况1.1 试件设计与制作试件原型为某24层高等级酒店结构转换层斜交梁节点上的扁柱。
模型与原型的缩尺比例为1∶4，共制作3个试件，柱截面高宽比为3。
扁柱混凝土设计强度为C80，钢筋为HRB400级；底座为斜交梁节点形式，底座梁以及加载梁的混凝土设计强度为C45，型钢为Q345级，钢筋为HRB335级。
试件尺寸及配筋见图1，混凝土材料力学性能如表1所示。
1.2 加载制度首先，采用千斤顶施加轴压比要求的竖向荷载（试件1，2均为1 000 kN，试件3为1 300 kN），待竖向力恒定后，通过加载梁两端的滑动支座使加载梁始终保持水平，再由申科机施加水平荷载。
初期加载为力控制，采用周期为100 s的正弦波，每级荷载循环1次，加载力幅值按每级10 kN递增。
而后加载按屈服位移的整数倍逐级施加位移，每级荷载循环3次，直到试件承载力下降至极限承载力的80%左右时停止试验。
试验加载装置如图2所示。
2 试验现象及结果分析2.1 试验现象试验中首先在柱脚出现竖向裂缝，接着产生水平裂缝。
在接近屈服荷载时，竖向裂缝延伸，柱顶、柱脚混凝土开始压碎剥落；在柱身上下1/3处出现大量斜裂缝。
在接近极限承载力时，柱顶、柱脚混凝土被压碎现象较为严重，并有钢筋露出。
随着加载位移的继续增大，柱顶、柱脚混凝土完全被压碎，局部钢筋压曲、断裂；柱底、柱顶部位斜裂缝继续加密，但并未向柱体中部发展。
图3为试件的破坏形态。
2.2 结果分析试件荷载位移滞回曲线见图4。
由图4可以看出，进入塑性后，滞回环基本呈稳定的梭形，说明扁柱的耗能能力较为理想，试件表现出一定的强度退化，但并不十分明显，在下降段强度退化相对明显；随着变形的增加，试件刚度退化越来越严重。
对比3个试件，试件3的轴压力较试件1，2的大，从滞回曲线中可以看出，试件3的延性和耗能能力比试件1，2的小。
从图5可以看出，试件1，2的极限荷载在455 kN左右，试件3的极限荷载在500 kN左右；曲线在达到极限荷载后有一段平滑的过渡段，这说明该试件的延性较为理想。
表2为试验所得的主要试验结果统计，其中延性系数μ按下式计算式中：Δu为承载力下降到极限承载力的85%时对应的极限位移；Δy为构件屈服时对应的位移，按文献[6]中提出的方法确定。
3 有限元模型3.1 材料模型的选取混凝土材料模型采用ABAQUS程序的损伤塑性模型[7]。
混凝土受压应力应变曲线选用Lgeron等[8]提出的应力应变表达式，该模型可定量描述箍筋的约束效应。
笔者通过反复试算认为，箍筋约束区的混凝土必须采用约束混凝土的应力应变曲线，且约束混凝土极限压应变取为峰值应力相应应变的10倍左右。
混凝土受拉应力应变关系采用双折线简化形式，混凝土拉应力在达到单轴抗拉强度ft0（此时的应变为εt0）之前为弹性受拉，刚度取为混凝土弹性模量；之后，直到混凝土拉应变达到极限拉应变εtu之前为线性受拉软化段；拉应变超过εtu 后，混凝土抗拉强度降为0。
本文中取εtu=0.001，混凝土受拉骨架曲线见图6，其中，f为应力，ε为应变。
钢筋材料模型选用组合强化模型，钢筋受拉骨架曲线见图7，其中fy，fu分别为钢筋屈服应力和极限应力，εh为钢筋开始硬化的应变，εh=4εy；εu为钢筋极限应变，εu=25εy。
采用损伤塑性模型进行滞回分析时，最为关键的材料参数是混凝土拉、压损伤因子及刚度恢复因子的定义。
关于刚度恢复因子wc和wt的取值，暂取程序默认值1和0。
关于混凝土拉、压损伤因子，目前还没有公认的计算公式。
参考张劲等[9]及Birtel等[10]的研究，采用式（2）～（4）定义受压损伤因子dc及受拉损伤因子dt，即式中：β为混凝土塑性应变与非弹性应变的比例系数，经反复试算，本文中受压时取0.7，受拉时取0.95；εpl，εin分别为混凝土拉（压）时的塑性应变和非弹性应变；σk为混凝土应变为ε时相应的抗拉（抗压）应力，k取t，c分别表示混凝土拉伸和压缩状态；E0为混凝土初始弹性模量。
3.2 建模过程扁柱及加载梁混凝土采用C3D8R实体有限元模拟。
钢筋采用T3D2桁架单元模拟，将钢筋单元嵌入混凝土实体单元中。
根据试件的破坏情况及考虑到提高计算效率，建模时将底座梁按固定端处理，而将加载梁混凝土材料定义为弹性。
定义边界条件时，建立了参考点和加载梁顶面的运动耦合约束，通过约束参考点除竖向及水平以外的其他自由度保证加载梁不发生转动。
图8为所建立的试件的有限元模型。
3.3 有限元分析结果通过图4中计算和试验所得荷载位移滞回曲线对比情况可知，计算结果与试验结果比较吻合，计算与试验所得的极限承载力十分接近。
从试件1，2与试件3的滞回曲线来看，轴压力的增加将会提高构件的抗剪承载力，但同时会造成延性的损失。
通过进一步比较可以发现，计算得到的荷载位移滞回曲线的初始刚度偏大，且对试验后期的强度退化及捏缩现象的模拟还存在一定差异。
究其原因，有以下2个方面：①基于收敛性方面的考虑，试件的保护层混凝土未能采用素混凝土应力应变关系；②钢筋与混凝土之间的粘结滑移效应未能充分考虑。
4 斜向钢筋的影响分析本文试件中均配置了斜向钢筋，但现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）[11]中还未提供关于斜向钢筋的承载力理论计算公式。
下面通过配置斜向钢筋与不配置斜向钢筋的计算结果比较斜向钢筋在混凝土试件滞回分析中的影响（图9）。
研究发现：配置斜向钢筋后试件的极限承载力分别提高了10%～20%；而滞回曲线的形态没有明显变化，说明斜向钢筋对于试件的延性提高并不明显。
5 结语（1）试验结果表明，模型最后在柱端形成塑性铰，可认为构件薄弱点在扁柱柱端部位。
滞回曲线的反“梭形”及加载时水平裂缝的贯通及斜裂缝的发展说明构件的破坏属于弯剪型，且以弯曲破坏起控制作用。
从滞回曲线中可以看出，该构件的耗能能力较为理想。
（2）轴向力增加30%时，构件的极限抗侧承载力提高了11%；从延性来看，扁柱的延性相对较小，介于普通柱和剪力墙之间，而且随着轴向力的增加，构件的延性降低。
（3）基于ABAQUS平台，建立了该试验的精细化有限元模型。
通过滞回分析与试验结果比较，验证了该计算结果的可靠性。
斜向钢筋的配置会提高构件的承载能力，但构件的延性没有明显变化。
（4）在合理定义混凝土损伤塑性模型参数的前提下，该模型可以较好地用于混凝土构件反复荷载作用下的计算分析，但限于该模型本身的问题，如滞回规则、计算收敛性等，更为准确地计算模拟还有待于对混凝土损伤塑性模型的进一步完善。
参考文献：[1] 朱宁萍.扁柱结构在高层住宅中的应用[J].江苏建筑，2000，30（2）：15，23.[2]郝守祥，李树久.密扁柱框架结构的特点及在小高层住宅中的应用[J].辽宁建材，2005，30（5）：47.[3]张国军，吕西林.高轴压比扁柱的抗震性能试验研究[J].建筑结构，2005，35（3）：5456.[4]史庆轩，门进杰，喻磊.钢筋混凝土扁柱恢复力性能的试验研究和分析[J].防灾减灾工程学报，2007，27（增）：344349.[5]冯庆兴，张文改.TAT 软件建模时扁柱的几种处理方法比较[J].建筑结构，2002，32（11）：60，25.[6]朱伯龙.结构抗震试验[M].北京：地震出版社，1989.[7]ABAQUS Inc.ABAQUS Theory Manual[M].Warwick：ABAQUS Inc，2006.[8] LGERON F，PAULTRE P.Uniaxial Confinement Model for Normal and Highstrength Concrete Columns[J].Journal of Structural Engineering，2003，129（2）：241252.[9]张劲，王庆扬，胡守营，等.ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证[J].建筑结构，2008，38（8）：127130.[10]BIRTEL V，MARK P.Parameterized Finite Element Modeling of RC Beam ShearFailure[C]//ABAQUS Inc.2006 ABAQUS Users Conference.Boston：ABAQUS Inc，2006：95108.[11]GB 50010—2010，混凝土结构设计规范[S].《岩土工程学报》2014年征订通知《岩土工程学报》创办于1979年，是中国水利、土木、力学、建筑、水电、振动6个全国性学会联合主办的学术性科技期刊，由南京水利科学研究院承办，国内外公开发行；主要刊登土力学、岩石力学领域中能代表当今先进理论和实践水平的科学研究和工程实践成果等，报道新理论、新技术、新仪器、新材料的研究和应用；主要栏目有论文、短文、工程实录、焦点论坛、学术讨论和动态简讯等。