钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究
钢骨混凝土异形柱抗震性能的研究的开题报告
钢骨混凝土异形柱抗震性能的研究的开题报告1. 研究背景随着工程结构设计的发展，越来越多的建筑采用钢骨混凝土异形柱，其在满足建筑美观性的同时，也具有较高的安全性和抗震性能。
然而，由于结构复杂性和受力特殊性质，钢骨混凝土异形柱的抗震性能仍需深入研究。
2. 研究目的本文旨在探究钢骨混凝土异形柱的抗震性能，通过模拟实验和数值模拟方法，研究异形柱在不同荷载和突发地震情况下的应力和变形情况，为工程实践提供科学的参考。
3. 研究内容（1）钢骨混凝土异形柱的基本结构特征和力学性能分析。
（2）基于拉压性能和倾斜受力特点，建立三维有限元模型，对异形柱的受力性能进行数值分析。
（3）设计异形柱抗震试验方案，构建实验室模型，通过对不同地震作用下的变形和破坏情况进行观测和分析。
（4）对实验数据进行处理分析，通过数值模拟和试验数据验证，评估异形柱的抗震性能，并提出有效的抗震设计措施和建议。
4. 研究意义本文的研究成果将为异形柱的实际应用和抗震设防提供参考。
同时，还将为深入认识钢骨混凝土异形柱的力学特性、优化其设计和施工提供理论基础，有助于提升我国工程结构的技术水平和竞争力。
5. 研究方法采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法。
其中，理论分析主要包括对异形柱的结构特点和受力性能进行分析评估。
数值模拟则采用有限元软件进行建模和计算，考虑不同荷载和地震情况下的异形柱应力和变形情况。
实验研究则通过设计和构建的试验模型，观测异形柱在不同地震作用下的实际应变和破坏特征。
6. 预期成果（1）探究钢骨混凝土异形柱的力学特性及其抗震性能，建立数学模型，提出合理的结构参数优化方案，为工程实践提供参考。
（2）建立钢骨混凝土异形柱的三维有限元模型，并针对不同地震作用下的模拟结果进行分析，从而对其力学特性和受力性能得到更为深入的认识。
（3）设计实验室模型，通过试验方式验证数值模拟结果，对实验数据进行处理分析，制定有效的抗震设计措施和建议，提供技术支持和参考。
钢管混凝土结构构件抗震能力的研究与优化
钢管混凝土结构构件抗震能力的研究与优化由于地震的频繁发生，钢管混凝土结构的抗震能力备受关注。
在构件的设计和优化方面，有各种方法和技术可以利用来提高其抗震能力。
本文将探讨一些研究和优化方法，以提高钢管混凝土结构构件的抗震能力。
首先，钢管混凝土结构中的钢管表现出了优异的抗震能力，因为它们可以承受很大的压力和剪力，即使在较大的位移下也不会断裂或破坏。
相比之下，混凝土在弯曲和剪切力下的抗力较小。
因此，运用钢管混凝土增强构件的抗震能力已成为一种广泛应用的方法。
其次，在钢管混凝土构件中采用预应力钢筋同样可以提高其抗震能力。
通过在钢管混凝土中引入预应力钢筋，可以控制构件的形变和破坏，从而增加抗震能力。
此外，预应力钢筋强度高，可增加构件的刚度和强度，减少位移和破坏。
此举有助于改善构件的力学性能，提高其抗震性能。
第三，金属衬板的使用也是提高钢管混凝土结构构件抗震能力的方法之一。
金属衬板通过强化混凝土外表面来提高其抗震能力。
金属衬板具有很高的刚度和强度，可以承受很大的压力、剪力和弯曲力。
此举可增加构件的整体刚度和强度，提高其抗震能力。
不过，在使用金属衬板时，必须注意其与钢管混凝土之间的粘结问题，以确保整个结构的稳定性。
最后，纤维增强复合材料(FRP)的应用也是一种成熟的方法来提高钢管混凝土结构构件的抗震能力。
FRP具有轻重量比高、强度高、耐腐蚀性高等特点，它的应用可以增加钢管混凝土结构构件的自重，从而提高其频率和抗震性能。
同时，FRP的使用可以增加钢管混凝土结构构件的韧性，防止其在受到地震荷载时出现严重破坏。
总之，针对钢管混凝土结构构件的抗震能力，我们可以采用多种方法和技术来进行研究和优化。
这些方法和技术可以分别或者同时应用，以提高钢管混凝土结构构件的整体抗震性能，保障建筑的安全性。
浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素
浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素摘要：由于型钢混凝土具有刚度大，防火、防腐性能好及重量轻、延性好等优点，因此在土木工程中具有广阔的应用前景。
从抗震性能来讲，型钢混凝土结构适用于抗震烈度为6度至9度的多层、高层和一般构筑物。
本文总结出了影响型钢混凝土结构抗震性能的六大因素：轴压比、剪跨比、型钢含量和型钢形式、配箍率、混凝土强度、型钢的锚固形式。
关键字：型钢混凝土；轴压比；剪跨比；配箍率；型钢的锚固形式中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：型钢混凝土组合结构是一种优于钢结构和钢筋混凝土结构的新型结构，它分别继承了钢结构和钢筋混凝土结构的优点，克服了两者的缺点而产生的一种新型结构体系。
型钢混凝土结构充分利用钢（抗拉性能好）和混凝土（抗压性能好）的特点，按照最佳几何尺寸，组成最优的组合构件，这种组合构件具有刚度大的特点，与钢结构相比，防火、防腐性能好，具有较大的抗扭和抗倾覆能力，而且，与钢筋混凝土结构相比，具有重量轻，构件延性好，增加净空高度和使用面积，同时缩短施工期，节约模板，特别是在高层和超高层建筑及桥梁结构中使用组合构件，更加体现了它的承载能力高和能克服混凝土结构施工困难的特点。
由于型钢混凝土结构具有上述特点，因此在土木工程中具有广阔的应用前景。
从抗震角度来讲，型钢混凝土结构适用于抗震烈度为6度至9度的多层、高层和一般构筑物。
通过实验，总结出了影响型钢混凝土抗震性能的主要因素为：1、轴压比实验和工程实践表明，轴压比是影响型钢混凝土偏心受压构件破坏形式、延性、变形能力和抗震性能的最重要因素。
当轴压比超过一定限值时，无论配箍率如何提高，框架柱的延性都不能得到明显改善，在大轴压比下，框架柱承受水平荷载前已因为高轴力的存在而产生较大的预压应变，预压应变使柱截面的塑性转动能力大大降低，延性变差。
不论型钢混凝土柱的混凝土强度等级如何，随着轴压比的增加，构件延性逐渐降低。
钢骨高强混凝土柱受力性能的试验研究
第 ２ 第 ２期 ５卷
文 章 编 号 ：０４— ７２ ２０ ）２—０９ —０ １０ ９６ （０６ ０ １７ ３
钢骨高强混凝土柱 受力性能的试验研究
李 斌 ， 洋， 云云 闻 李
（ 蒙古 科 技 大 学 土 木 与 建 筑 工 程 学 院 。 蒙 古 包 头 内 内 ０ ４ １） １００
ｍ ａｓ ｆ ｅｌｅ ｆｃｄ ｉ ｓｅｇ ｏｃ ｔ Ｓ Ｈ ）ｃｌ ｎ ｎｅ ｒ ｅｔ ｏｚｎ ｌｏｄｔ ｔ ｅ ｅｕ ｏｓｈｔｈ ｕｎｅ ｆ ｘ ｅｎ ｓ ｅｒｉｏ ｅ 曲一ｒｎｔ ｃｎｒ ｅ（Ｒ Ｃ ｏ ｍ ｓ ｄｒｅ ａ ｄｈｒｏｔ ａ ｓ Ｔ ｓ ｔｈｗ ａ ｔ ｉ ｅｃ ｉ ｏ６ ｔ ｎ ｒ ｈ ｔ ｈ ｅ ｕ ｕ ｐ ｅ ｉ ａｌ ｅ ． ｒ ｌｓ ｈ ｔ ｅｎ ｌ ｆ ｏａ ａ ｌ
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｓ ｅ ｒｉ ｏｃｄ ｈ ｈ ｓ ｅ Ｏ ｏｃｅ Ｓ Ｈ ） ｃ ｌ ｎ ｘ ｌ ｏ ｐ ｓ ｏ ｔ ； ｔｒｐｒｔ ；ｓ ｅ ｒｉ ｏｃｄｆ ｍ ｅ ｏ ｄ ： ｅｌ ｅ ｆ ｅ ｉ —￣ ｎ ｈｃ ｎｒｔ Ｒ Ｃ ； ｏ ｍ ；ａｉ ｍ ｒ ｓ ｎｒｉ ｓｒ ｉ ｔ ｌ ｅ ｒ ｒ ｔ ｎｒ ｇ ｅ（ ｕ ａｃ ｅ ｉ ａｏ ｉｕ ａｏ ｅ ｎ ｅ ｏ ｆ
关键词 ： 钢骨高强混凝土 ； ； 柱 轴压比 ； 配箍 率 ； 钢骨形式
中 图 分 类 号 ：Ｕ ７ ． ：Ｕ ９ ． Ｔ ３５３ Ｔ ３２ １ 文 献 标 识 码 ： Ａ
摘
要： 通过对 ６ 根钢骨 高强混凝土柱在低周反 复水平 荷载下 的试验 研究 ， 分析 了含 钢率、 配箍 率、 轴压 比以及钢
钢骨 混凝 土 结构 是 把 型 钢 置 入 钢 筋 混凝 土 中 ， 使型 钢 、 钢筋 、 混凝 土 ３种材料 协 同工 作 以抵抗 各 种 外部效 应作 用 的一 种 结 构 形 式 ， 称 型 钢 混 凝 土结 又
钢骨混凝土结构抗震性能分析
现代物业Modern Property Management1 钢骨混凝土结构介绍钢骨混凝土结构是利用叠加原理将钢结构和混凝土结构充分结合，在性能上得到很大的提升，具有承载强度大、延性好等特点，在建筑构件上存在于柱、框架、梁等。
其截面又可分为空腹式和实腹式。
空腹式利用缀板连接钢槽，实腹式利用普通钢板直接焊接而成，主要截面形状有H、T、槽型等。
此外，还有钢混凝土框架等。
在剪力墙中设置薄钢板或者设置钢型支撑，用于高层建筑物中，使墙体的抗剪性能和延性都得到了一定程度的提升。
钢骨与混凝土二者充分结合，发挥作用，共同受力，在高层建筑中得到了广泛的应用。
2 钢骨混凝土结构的性能比较2.1 与钢结构相比钢骨混凝土结构是混凝土在钢结构的外层，对于延缓钢结构锈蚀起到了很大的作用，保证了构件的刚度，延缓破坏，使其强度得以充分发挥。
在钢骨结构中，可以比使用纯钢结构节约50%以上的钢材，同时具有更大的刚度和阻尼，使结构变形得到了有效的控制。
此外，在防火性和耐久性方面也得到了保护。
起初，欧美国家对于钢骨混凝土结构的探究就是从防火性能开始的。
2.2 与钢筋混凝土结构相比通过使用这一构件，使其承载力、性能得以提高，同时改善了结构的抗震性能，不会像以往那样倒塌，提高了建筑物的韧性。
正是由于这一点，使日本的兴业银行在地震中损失较少。
再者，钢骨架本身就具有一定的承载力，可以承受一定荷载，省去了支撑这一步骤，在钢骨架上面直接悬挂模板，无须采用其他加固措施，省时、省力，加快了施工速度，保证了施工质量，在效果上得到了提升，施工周期大大减少。
3 国内外研究现状3.1 国外研究现状钢骨混凝土结构主要是钢结构与混凝土结构相互结合的结构，充分发挥二者的优点，显著提升了建筑物构件的性能，最早研究于欧洲。
早在20世纪初期，西方工程师发现了钢结构在防火性能上的弊端，于是就在外层包裹混凝土，称为包钢混凝土结构。
他们继续进行研究，之后发现这种结构刚度的优点，保持了刚度的性能。
工程结构柱式构件的抗震性能试验研究进展
关 键 词 ： 高强 混 凝 土 柱
钢 管 混凝 土 柱
钢 骨 混凝 土 柱
抗震性能 的框 架柱 、 桥梁 的桥 墩 、 轨道 交通车 站 的立柱等 构件 中广泛使 用 高强混凝 土 、 钢 管混凝 土和 钢骨 混凝土 。这些 构件 与传统 的钢构 件或钢 筋混 凝土构 件相 比，有 着较好 的性 能和经 济优势 ，具 备广泛 的发展 和应用 前景 ， 因此 ，对这 些构 件 的研 究也 必将 受到越来 越多 的重视 。本文 对高 强混凝土 柱 、钢 管混 凝土柱 、钢骨 混凝 土柱进 行 了总结和 分析 。
延性 破坏还 是脆性破 坏 的主导 因素 ；构件 随着轴 压 比的增加其 延性 降低 ：随着 箍筋强度 的增
加 ，构件 的延 性增加 ；随着 混凝 土强度 的提高 ，框架柱 要获得 较好 的延 性 ，箍 筋强度等 级必 须提 高 ；增加 配箍 率 ，采取 合理配 箍形式 ，可 以增 加构件 的延性 。 高强混凝 土框架 柱 的试 验研 究在 国内外 已有不 少 ，但 大部分 的研 究方 法是基 于普通混 凝 土理 论基础 上 的 。例 如 ，国家标 准 《 凝土 结构设 计规 范 （ ５ ０ ０２ ０ ） 混 ＧＢ ０ １．０ ２ 》给 出 了箍 筋加 密 区的最小配 箍率 ，其理 论根据就 是基 于中 、低 强度等 级的混凝 土 ，而 对高强 混凝土是 否适
１ 有 关 高 强 混凝 土 柱 的研 究
目前 ，在世 界 范围 内基 本上 以标号 Ｃ ０及 以上等 级混凝 土作 为高强 混凝土 。高强混凝 土 ５ 的重要特 点是耐 久性好 、强 度高 、变形 小 ；同时 ，高强混凝 土 也存在 以下致 命 的缺 点 （ 国 张 军 ， ０ ３ ：受 压时呈 高度脆 性 ，延 性很 差 ；抗 拉强度 、抗剪 强度 和粘 结强度虽 然均 随抗压 强 ２０ ） 度 增加而 增加 ，但 与抗 压强度 的比值却 随强度 提高而 变得 愈来 愈小 ；在相 同的横 向约束 力作 用 下 ，纵 向承载 力 的改善要 比普通 强度混 凝土稍 差 ；受压 时还有 易遭劈 裂 的倾 向。 高 强混 凝土 的脆性 使 得人 们 对其 用 于抗 震 结构 产 生 了顾 虑 ： 欧美 虽然 已用 强 度 很高 的 Ｃ ０－ ２ 等级 混凝土 修建 了许多 高强钢筋 混凝 土 的超 高层 建筑 ， ８ － Ｃ１ ０ － － 但一般 都不 在抗震 设防 区 ； 在 日本 一直严 格 限制应用 钢筋 混凝土 高层 结构 ；高强 混凝土 的脆性 导致 了混凝 土抗力 迅速 下
钢骨混凝土柱受力性能研究
钢骨混凝土柱的受力性能研究[摘要] 通过钢骨高强混凝土柱的承载力试验和在低周反复水平荷载作用下的试验研究，分析了长细比对柱受力性能的影响以及轴压比、配箍率及钢骨形式对柱抗震性能的影响。
由试验得出钢骨高强混凝土长柱的承载能力随试件长细比的增大而降低，随混凝土强度等级的提高而提高，破坏的突然性随长细比的增大而俞益明显；另外，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，而配箍率的影响则并不显著。
[关键词] 钢骨高强混凝土柱轴压力系数长细比1.概述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，如仍采用钢筋混凝土柱，由于受轴压比的限制，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，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。
因此，钢骨混凝土柱，特别是钢骨高强混凝土柱在现代建筑中得到了较为广泛的应用。
日本是一个多地震国家，地理条件促使它必须找到一种抗震性能和适用性都比较好的结构形式，多次大地震的实践使其选择了钢骨混凝土结构。
到1985年，钢骨混凝土结构的建筑面积已经占总建筑面积的62.8%，10～15层高层建筑中钢骨混凝土结构的建筑物幢数占总数的90%左右。
钢骨混凝土构件的内部钢骨和外包混凝土形成整体、共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加。
2.试验研究2.1试验概况为评价钢骨混凝土柱的受力性能，做了两种试验。
第一种是正截面承载力试验，试件8根，分两批制作，第一批试件六根，共分三组，每组两根，每组长度相同，三组试件长度分别为2.80m、3.50m、4.10m，截面尺寸为180×160mm，内含q235热轧i10工字钢，为轴心受压柱，编号为srhc-a1～srhc-a6；第二批试件2根，长度相同，试件长度为3.20m，试件上下设有柱头，柱头截面尺寸为240×160 mm，柱身截面尺寸为180×160mm，为偏心受压柱，编号srhc-e1～srch-e2。
钢骨超高强混凝土框架边节点抗震性能研究
钢骨超高强混凝土框架边节点抗震性能研究钢骨超高强混凝土(C100及以上)结构(简称SRUHSC)能充分发挥钢骨及超高强混凝土材料的各自优势,兼具良好的抗震延性及高承载力的双重优点,在地震区的高层、超高层建筑中具有广阔的应用前景。
因此,钢骨超高强混凝土结构抗震性能的研究逐渐引起国内外学者的重视。
由于超高强混凝土的脆性及截面破坏特征,混凝土一旦开裂,裂缝面光滑,骨料咬合作用削弱明显,对抗剪机制产生影响。
因此,从材料本构及抗剪机理的层面分析,钢骨超高强混凝土组合结构的抗震性能与钢骨普通混凝土组合结构的抗震性能是有所区别的,相应的设计指标与设计方法也应是不同的。
然而,国内外基于超高强混凝土(C100及以上)的钢骨混凝土结构抗震性能的研究较少,相关规范对钢骨超高强混凝土(C100及以上)结构的抗震设计准则及构造措施也未作出规定。
这一现状阻滞了钢骨超高强混凝土结构的推广及其应用。
本文依托国家自然科学基金“基于延性的型钢超高强混凝土框架结构体系抗震性能与抗震设计关键技术研究”,深入研究了钢骨超高强混凝土边节点抗震性能及抗剪机理,为后续框架结构的弹塑性分析及设计理论的形成奠定了重要基础。
主要研究内容总结如下:1、开展22组钢骨超高强混凝土边节点试件抗震性能试验研究,包括钢骨超高强混凝土柱-钢骨混凝土梁框架结构边节点抗震性能试验研究,以及钢骨超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁框架结构边节点抗震性能试验研究,系统研究了轴压比、配箍率及含钢率对钢骨超高强混凝土边节点破坏形态、破坏过程、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化、强度退化等抗震性能的影响,分析各影响参数的耦合作用、对构件力学性能的影响过程及影响机理。
试验结果表明:对于此种类型的边节点,轴压比对其抗剪承载力的影响规律以0.38为分界点,为论证试验结果的准确性,本文根据库伦破坏准则、莫尔圆理论推导出复合应力状态下节点核心区混凝土的抗剪强度计算模型,从而求解出该分界点的数值。
钢骨混凝土结构抗震研究综述
万方数据
１４
世界地震工程
２３卷
我国高层及超高层建筑中应用得越来越多，但到目前为止，国内外对其研究的成果多集中于构件的强度、刚 度等方面的研究，仅有少量对体系的研究，可以说并不系统和完善，至今未形成一套完整的抗震设计理论和 可供设计人员参考使用的抗震规范或规程，因此对这种结构和构件的抗震ｔｅｅｌ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，简称ＳＲＣ）结构是在钢筋混凝土内部埋置型钢或焊接钢构件而形 成的一种组合结构。主要有梁、柱、墙、板等组合构件，截面可以为实腹式和空腹式两种。由于钢骨混凝土充 分发挥了钢与混凝土两种材料的优点，其在高层及超高层建筑中得到了广泛的应用，例如：美国达拉斯中枢 大厦（７３层，２８０米，ＳＲＣ框架体系）、日本东京代官山高层公寓（３６层，１１５米，ＳＲＣ框架体系）、美国休斯顿 第一城市塔楼（４９层，２０７米，ＳＲＣ框架一芯筒体系）、美国德克萨斯商业大厦（７５层，３０５米，ＳＲＣ框一筒体 系）、美国米格林一拜特勒大厦（１０８层，６１０米，ＳＲＣ翼柱一ＲＣ芯筒体系）、香港中环东北大楼（８８层，４２０ 米，ＳＲＣ翼柱一Ｒｃ芯筒体系）…等。我国于２０世纪５０年代从苏联引进了ＳＲＣ结构，并在工业厂房中得到 了应用，如包头电厂的主厂房和鞍山钢铁公司的沉铁炉基础都是由前苏联设计，由我国施工的ＳＲＣ结构。 随着我国超高层建筑业的迅猛发展，特别是最近１０年里，我国兴建了很多带有ＳＲＣ构件或结构的高层建 筑，如北京香格里拉饭店（２４层，８３米），柱子均为钢骨混凝土柱；北京长富官饭店（地上２５层，地下３层，高 ８８米），地下部分和地上两层均为ＳＲＣ结构；上海瑞金大厦（地上２７层，地下１层），１至９层为钢骨混凝土 结构；国内最高的建筑上海金茂大厦（地上８８层，地下２层）采用钢一钢骨混凝土一钢筋混凝土混合结构， 核心筒为钢筋混凝土结构，四边几根大柱为钢骨混凝土柱，角柱为钢柱【２】。尽管钢骨混凝土构件和结构在
高强钢骨混凝土框架柱的抗震性能
１ 试 验 及 分 析
１ 试 件 参数 １ 共做了 ｌ ０根框架柱的低周期 反复荷载试验 ， 柱 截 面尺寸及配筋情况见图 １试件其 他参数 见表 １ ． ．
图 １ 柱Ｉ面尺寸、 簦 钢筋 配 置 厦加 载 简 围
Ｆｉ １ Ｓｉｅ，ｓｅ ｓｐ ｓｉｏ ｄ ｌ ｄｉｇ ｏ ｏｌｍ ｎ ｇ ｚ ｔｅｌｄｉ ｏ ｌ ｎ ａｎ ｏａ ｎ ｆｃ ｕ ｓ ｉ
混 凝 土 框 架 柱 及 高 强 钢 筋混 凝 土 框 架 柱 比较 的 基 础 上 ， 高 强 钢 骨 混 凝 土 框 架 的变 形 能 力 、 能 对 耗 性能 、 累积 损 伤 模 型等 进 行 了研 究 ， 果 表 明 ， 强 钢 骨 混 凝 土柱 具 有 良好 的抗 震 性 能 ． 结 高
曲线 ．
试件屈服 前按 荷 载控制 ， ３ 加 载 ， １ 分 级 每 级
荷载循 环 １ ； 件 屈 服后按 位移控 制加 ． 次 试
本次试验 试 件 的 破 坏形 态 主 要 有 ３种 ： ：
３ ０及 ＝ １ ７ 、 义 轴 压 比 较 小 的 试 件 的 破 坏 ．５ 名
Ｊ ｎ ２ ００ ２ ａ
ＶＯ ２ Ｎ０ ｌ ３．
文章 编 号 ：１ ０ ．０ ６ ２ ０ ） １Ｄ ６ －４ ０ ｆ ３ ２ （ ０ ２ ０ －０ ７ Ｉ ｉ ）
高 强钢 骨混 凝 土框 架柱 的抗震 性 能
蒋 东 红 ，王 连 广 刘 之 洋
采北 大 学 督源 与 土 木 工程 学院 ，正 宁 沈 阳 １ ００ ２ 沈 阳 建 筑 工程 学 院 ，辽 宁 沈 阳 １ ０４
形态 为弯 曲破 坏 ； ＝１ ７ ， 义轴 压 比较 大 的试 ．５ 名
钢骨高强混凝土柱抗震性能敏感性因素的研究
性 系数来定 量的表示试件延性的大小 。位移廷性系数的定义为 ： ｊ
＝ Ａ ｕ／Ａｙ。 耀 １ 斗
－
１０ ０
繁
５ ０
０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ０ ０ ｏ ｏ ｏ ０ ０
水平位移 ／ ｍ ｍ
０ 引 言
由位移延性 系数 的计算值 可知 ， 延性 系数 随轴压力 系数的增
随配箍率 的增加而增加 ； 同条件 下 ， 相 采用 带翼 缘十字 钢 骨 混 凝 土 结 构 （ｔｅ Ｒ ｉ ｏｃｄＣ ｎｒｔ， Ｓｅｌ ｅ ｆｒｅ ｏ ｃｅ 简称 Ｓ Ｃ） 指 在 加而降低 ， ｎ ｅ Ｒ 是 形钢骨 的钢骨高强混 凝土柱 的位 移延 性 系数 比采 用不 带翼缘 十 钢骨周围配置钢筋 ， 并浇筑混凝 土形 成的结构 。Ｓ Ｃ构 件的 内部 Ｒ 字形钢骨的钢骨高强混凝 土柱 的位移延 性 系数增加 了约 ５ ％左 ０ 钢骨与外包混凝土 形成 整体 ， 同受力 ， 受力性 能优 于钢 和混 共 其 右 。可见 ， 压力 系数、 轴 配箍率 和钢骨形 式等 都是影 响钢骨高 强 凝土两 种 结构 的简 单 叠加 。钢 骨 高 强混 凝 土 结 构 （ ｔ ｌ ｇ — Ｓｅ ｈ ｅ Ｈｉ ｓｒｎ ｔ ｅ ｆ ｃｄＣ ｎｒｔ， ｔ ｇｈＲ ｉ ｏ ｅ ｃ ｅ简称 Ｓ Ｃ 是将 高强混凝 土应 用于 混凝土柱抗震延性 的重要 因素 。 ｅ ｎｒ ｏ ｅ ＨＲ ）
件耗能 能力强 ， 最大荷载后 ， 过 强度和 刚度 衰减缓慢 ， 变形能力 和 延性性能也较好 ； 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 。
钢骨混凝土结构的抗震性能分析与优化设计
钢骨混凝土结构的抗震性能分析与优化设计中国位于地震带上，地震对建筑结构的破坏具有严重的威胁。
为了确保建筑在地震中的安全性，钢骨混凝土结构已经成为抗震设计的重要选择。
本文将对钢骨混凝土结构的抗震性能进行分析，并提出相应的优化设计方案。
首先，混凝土具有良好的抗压性能，而钢材具有优异的抗拉性能。
钢骨混凝土结构的优势在于充分发挥了两种材料的优点，既保证了整体结构的刚度和稳定性，又提高了结构的延性和韧性。
这使得钢骨混凝土结构在地震中能够充分吸收地震能量，减小地震对结构的破坏。
其次，为了进一步提高钢骨混凝土结构的抗震性能，可以通过以下几个方面进行优化设计。
1. 结构布置优化结构的布置对于抗震性能至关重要。
合理的结构布置可以降低结构的自振周期，减小地震荷载的作用，从而提高结构的抗震性能。
在钢骨混凝土结构的设计中，应尽量避免大跨度和不规则形状，确保结构的稳定性和刚度。
2. 钢筋配置优化钢筋在混凝土结构中起到增强结构抗拉能力的作用。
合理的钢筋配置可以有效地提高结构的延性和韧性，从而提高结构的抗震性能。
通过对结构受力情况的分析，可以确定合适的钢筋配筋率和布置方式，保证结构在地震中不会产生过度应变和破坏。
3. 基础设计优化基础是建筑结构的承载系统，对于抗震性能具有重要影响。
在钢骨混凝土结构的基础设计中，应根据结构的重量和地震荷载合理确定基础深度和尺寸，保证基础的稳定性和抗震性。
4. 抗震性能评估抗震性能评估是对结构抗震性能的定量评价，为结构抗震设计提供依据。
通过对钢骨混凝土结构进行抗震性能评估，可以发现结构的薄弱环节和不足之处，并提供相应的优化设计方案。
综上所述，钢骨混凝土结构具有良好的抗震性能，并且可以通过优化设计进一步提高结构的抗震性能。
在地震频发的中国，科学合理地设计和建造钢骨混凝土结构是保障建筑安全的重要举措。
未来的抗震设计中，我们还可进一步研究和应用新型材料和技术，为钢骨混凝土结构的抗震性能提供更多选择和优化方案。
高强度钢筋混凝土构件的抗震性能分析
高强度钢筋混凝土构件的抗震性能分析随着我国城市化进程的不断推进，高层建筑和大型公共设施愈来愈多地涌现出来，并随着经济、人口、文化等各方面的要求，逐步向更加高、大、美、独特的方向发展。
然而，一旦发生地震灾害，其不可逆转的破坏性和恶劣后果将直接威胁数以百万计的人们的生命和财产安全。
因此，如何提高建筑物的抗震能力浮现到了一个非常重要的位置，成为长期受到广泛关注的内容之一。
高强度钢筋混凝土（high-strength reinforced concrete，HSRC）不仅是一种经济、环保的建筑材料，而且复合材料的力学性质得到了显著的提升，可在建筑结构中广泛应用。
其强度、抗裂性、韧性和耐久性比普通钢筋混凝土更优越。
因此，本文将对高强度钢筋混凝土构件的抗震性能进行分析。
一、高强度钢筋混凝土的性质（一）强度方面高强度钢筋混凝土的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度等力学性能显著高于普通钢筋混凝土。
这是由于其主要应变区（strain）的肌理性质、微裂纹扩展和结构内部气孔和微裂纹削减的静态和动态性能得到了显著改善。
因此，高强度钢筋混凝土的强度主要受到材料本身的限制，并且具有较高的韧度和延性，不易发生脆断。
（二）抗裂性方面高强度钢筋混凝土的抗裂性能更优越、更能耐久。
主要影响其抗裂性能的因素有：混凝土的强度和韧度、钢筋受力后的保护能力、钢筋弯曲和受剪后的阻力和混凝土与钢筋之间的黏着力等。
在取得较高的抗裂性能时，高强度钢筋混凝土的裂缝产生较晚，其空气渗透性能较低，并具有较好的抗渗性。
（三）可塑性方面当剪应力和弯曲应力作用于高强度钢筋混凝土上时，它们表现出很高的强度和刚度，并且具有良好的韧性。
因为钢筋的延性和混凝土的塑性能够吸收弹性势能，在结构应力超过极限值时，产生更多的形变。
同时，高强度钢筋混凝土的结构内部具有相对较小的内部缺陷和疵点，可以加剧其延性，直至失效之前。
二、高强度钢筋混凝土构件的抗震性能分析（一）弹塑性分析在高强度钢筋混凝土结构中，因其具有良好的延性和塑性，受到地震荷载的激励后，结构不会立刻失控，而是会出现弹-塑的过程。
钢骨混凝土柱的受力性能研究
钢骨混凝土柱的受力性能研究[摘要] 通过钢骨高强混凝土柱的承载力试验和在低周反复水平荷载作用下的试验研究，分析了长细比对柱受力性能的影响以及轴压比、配箍率及钢骨形式对柱抗震性能的影响。
由试验得出钢骨高强混凝土长柱的承载能力随试件长细比的增大而降低，随混凝土强度等级的提高而提高，破坏的突然性随长细比的增大而俞益明显；另外，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，而配箍率的影响则并不显著。
[关键词] 钢骨高强混凝土柱轴压力系数长细比1.概述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，如仍采用钢筋混凝土柱，由于受轴压比的限制，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，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。
因此，钢骨混凝土柱，特别是钢骨高强混凝土柱在现代建筑中得到了较为广泛的应用。
日本是一个多地震国家，地理条件促使它必须找到一种抗震性能和适用性都比较好的结构形式，多次大地震的实践使其选择了钢骨混凝土结构。
到1985年，钢骨混凝土结构的建筑面积已经占总建筑面积的62.8%，10～15层高层建筑中钢骨混凝土结构的建筑物幢数占总数的90%左右。
钢骨混凝土构件的内部钢骨和外包混凝土形成整体、共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加。
2.试验研究2.1试验概况为评价钢骨混凝土柱的受力性能，做了两种试验。
第一种是正截面承载力试验，试件8根，分两批制作，第一批试件六根，共分三组，每组两根，每组长度相同，三组试件长度分别为2.80m、3.50m、4.10m，截面尺寸为180×160mm，内含Q235热轧I10工字钢，为轴心受压柱，编号为SRHC-A1～SRHC-A6；第二批试件2根，长度相同，试件长度为3.20m，试件上下设有柱头，柱头截面尺寸为240×160 mm，柱身截面尺寸为180×160mm，为偏心受压柱，编号SRHC-E1～SRCH-E2。
探讨钢骨混凝土结构抗震
建材发展导向2018年第09期461 钢骨混凝土结构的特点与钢筋混凝土结构相比，由于配置了钢骨，使构件的承载力大大提高，从而有效的减小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承载力提高和延性加大，可显著改善抗震性能。
此外，钢骨架本身具有一定承载能力，可以利用它承受施工阶段荷载，将模板悬挂在钢骨架上，省去支撑，有利于流水作业，缩短施工工期。
钢骨混凝土构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，提高构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。
采用钢骨混凝土结构，一般可比纯钢结构节约钢材达50%以上。
外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性，钢骨混凝土结构比钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。
具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形。
2 钢骨混凝土结构抗震的研究分析2.1 钢骨混凝土结构试验研究目前针对钢骨混凝土整体结构的动力试验研究还较少。
陆续开展了SRC-RC 柱-RC 梁混合体系的弹塑性试验、RC 柱-钢梁和SRC 柱-钢梁低周往复试验、SRC 框架振动台试验。
从实测的框架在各级荷载作用下的层间恢复力曲线可知，滞回曲线较为饱满，始终未出现类似RC 结构中的捏拢、主筋粘结破坏及滑移等现象，证明了这种框架具有较大的延性和较强的耗能能力。
2.2 钢骨混凝土构件试验研究日本是对钢骨混凝土结构研究与应用较多的国家，到1985年，钢骨混凝土结构的建筑面积占建筑总面积的62.8%，在几次大地震中经受了考验，充分展示了它的优越抗震性能。
日本早在上世纪二十年代就展开了针对SRC 结构的研究，五十年代以后，促成了以累加强度为基础的SRC 规范的产生。
随着对SRC 构件抗震性能了解的逐步深入，多次修订了SRC 结构规范。
我国自20世纪70年代开始，对钢骨混凝土结构进行了一系列研究，陆续开展了SRC 柱和RC 柱在单调及往复荷载试验、高强混凝土（SRHC）短柱抗震性能试验、异形截面钢骨混凝土柱和圆形截面钢骨混凝土柱的抗震性能试验、联肢钢骨剪力墙及钢骨混凝土核心筒的伪静力试验、钢骨混凝土剪力墙的抗震性能试验等。
钢骨_方钢管高强混凝土柱抗震性能试验研究
土木工程学报
CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL
Vol． 44 Jul．
No． 7 2011
钢骨-方钢管高强混凝土柱抗震性能试验研究
朱美春1，2 刘建新1 王清湘3
（ 1． 上海师范大学，上海 201418； 2． 同济大学，上海 200092； 3． 大连理工大学，辽宁大连 116024）
作者简介： 朱美春，博士，副教授 收稿日期： 2009-09-25
的抗震性能进行了广泛的研究，但是大多数都是针对 轴压比较小或混凝土强度较低的情况。国内一些学 者进行了较高轴压比下高强混凝土组合柱抗震性能 的研究，发现高轴压比下组合柱的延性并不理想： 叶 列平等［1］对混凝土强度等级为 C60 的钢骨混凝土柱 的滞回性能 进 行 了 试 验 研 究，试 验 结 果 表 明，当 轴 压 力较大（ 轴压比大于等于 0． 4） 时，试件表现为受压破 坏特征，有 的 试 件 还 出 现 了 黏 结 破 坏，混 凝 土 大 范 围 退出工作，抗震性能很差。吕西林等［2］进行了方钢管 混凝土柱抗震性能的试验研究，混凝土强度等级最高
摘要： 通过 14 根组合柱试件在高轴向压力和低周反复水平荷载作用下的试验，研究了钢骨-方钢管高强混凝土柱 的抗震性能。试验结果表明，该组合柱滞回曲线饱满，具有良好的耗能能力； 轴压比、混凝土强度、宽厚比、含骨率 等参数对组合柱的极限承载力和刚度具有显著影响，但是延性和耗能主要受轴压比和含骨率影响，其中轴压比是 最主要的因素； 钢骨的加入使方钢管高强混凝土柱的位移延性系数有了显著提高，但是当内填混凝土强度很高时， 为了满足抗震设计的要求，保证组合柱具有良好的延性，仍有必要对其轴压比的限值作出规定。研究成果可为钢 骨-方钢管高强混凝土柱在高烈度地震区的应用提供参考。 关键词： 组合柱； 抗震性能； 延性； 轴压比； 高强混凝土 中图分类号： TU398 + ． 9 文献标识码： A 文章编号： 1000-131X（ 2011） 07-0055-09
钢骨超高强混凝土框架节点抗震性能研究的开题报告
钢骨超高强混凝土框架节点抗震性能研究的开题报告
一、项目背景与研究意义
钢骨超高强混凝土框架结构是近年来国内外建筑界普遍重视的一种新型抗震型结构体系，是将钢骨混凝土和超高性能混凝土融合在一起，采用节点配合技术连接的一种抗震型结构体系，具有优异的力学性能和抗震性能。
本研究旨在通过对钢骨超高强混凝土框架节点抗震性能的研究，提高建筑设计的合理性和抗震性，实现结构的更加安全可靠。
二、研究内容和方法
本研究的研究内容主要包括以下方面：
1. 分析钢骨超高强混凝土框架节点的基本构造和设计要求；
2. 研究钢骨超高强混凝土框架节点的抗震性能，包括节点的强度和刚度，及节点在地震作用下的变形性能；
3. 对比不同节点连接方式对抗震性能的影响；
4. 运用有限元分析软件建立模型，对节点抗震性能进行仿真分析，获取节点结构在不同工况下的力学性能以及受力效应的分析结果。
三、研究计划和预期成果
本研究计划的总时限为12个月，分为三个主要阶段，分别是理论分析、实验研究和数据处理、结论总结等。
预期成果：
1. 对钢骨超高强混凝土框架节点的抗震性能进行深入研究，全面掌握节点强度、刚度，以及节点在地震作用下的变形性能；
2. 对不同节点连接方式的抗震性能进行研究，深入了解不同组合方式对节点抗震性能的影响；
3. 运用有限元分析软件建立模型，对节点抗震性能进行仿真分析，获取节点结构在不同工况下的力学性能以及受力效应的分析结果。
本研究预期能为构建更加安全可靠的钢骨超高强混凝土框架结构提供支持，并在相应领域做出一定的贡献。
高含钢率钢骨混凝土柱滞回性能研究的开题报告
高含钢率钢骨混凝土柱滞回性能研究的开题报告一、选题背景与意义钢骨混凝土结构是近年来在建筑领域中应用较广的一种结构形式。
其主要特点是由钢骨构件和混凝土构件组成的复合结构，具有高承载能力、刚度好、耐久性强等优点。
而混凝土柱作为该结构体系中的重要承载构件，其滞回性能直接影响着钢骨混凝土结构的抗震性能和安全性能。
随着建筑结构设计理论的不断深入和结构设计技术的不断推进，高含钢率钢骨混凝土柱的研究成为近年来的热点。
高含钢率钢骨混凝土柱较传统钢筋混凝土柱具有更好的变形能力和抗震性能，但其力学性能和滞回特性存在一定的差异，需要进一步深入的研究。
本研究将对高含钢率钢骨混凝土柱的滞回性能进行研究，为设计更加先进、合理的混凝土柱提供理论支持，推动钢骨混凝土结构的应用和发展。
二、研究内容和方法（一）研究内容本研究将针对高含钢率钢骨混凝土柱的滞回性能进行深入研究，主要包括以下内容：1. 分析高含钢率钢骨混凝土柱的力学性质与滞回特性，包括对柱的受力分析、抗震性能分析、动力响应分析等。
2. 建立相应的数值模型并对其进行数值模拟，以探究高含钢率钢骨混凝土柱滞回性能受混凝土强度、钢材品种和钢骨比例等影响因素的影响。
3. 通过试验的方法对高含钢率钢骨混凝土柱的滞回性能进行测试，并与数值模拟结果进行对比分析，验证数值模拟的准确性。
（二）研究方法本研究将采用实验室试验与数值模拟相结合的方法，具体研究方法包括：1. 实验室试验：采用静力加载和层间循环荷载两种试验方法对高含钢率钢骨混凝土柱进行试验，记录其力学性能和滞回特性，并对试验结果进行分析。
2. 数值模拟：根据高含钢率钢骨混凝土柱的力学特性，建立三维有限元模型，对其滞回性能进行数值模拟，并对模拟结果进行分析。
三、预期研究成果通过本研究，预期获得以下研究成果：1. 分析高含钢率钢骨混凝土柱的力学性质和滞回特性，揭示钢骨混凝土柱在强震作用下的应力变形特征。
2. 建立高含钢率钢骨混凝土柱的数值模型，探究其抗震能力受混凝土强度、钢材品种和钢骨比例等关键因素的影响规律。
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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。