钢筋混凝土构件的延性与抗震.

y
为受拉钢
y
为受拉钢筋开
始屈服时的截面受压区相对高度； u 为受压混凝土达极

限压应变时的截面受压区相对高度
影响构件延性的因素
• 纵向配筋率
• 轴力 • 约束构件延性
二.反复荷载下钢筋混凝土构件的延性
低周反复加载试验的加载制度： 1.控制作用力加载
通过控制施加于构件上的作用力大小来实现低周反复加载的要求 用来研究构件承载力特征
服点相对应，较好的反映了钢筋混凝土构件恢复力和位移的 关系。
耗能能力评价
• 等效粘滞阻尼系数
• 能量耗散系数 • 退化率
等效粘滞阻尼系数
结构构件吸收和消耗能量的能力，可由滞回曲线所包围的面积和形状来衡量， 由下式可求得等效粘滞阻尼系数
1 ABC图形面积 he 2 OBE三角形面积
能量耗散系数
钢筋混凝土构件的延性与抗震
一.单调荷载下钢筋混凝土构件的延性
一些概念 1.延性概念 延性破坏是指构件承载力在没有显著降低的情况下，经 历很大的非线性变形后所发生的破坏，在破坏前能给人 以警示。 2.位移延性系数 反映了曲率延性系数与位移延性系数之间的关系。
3.延性度量 延性通常采用延性比度量，可表示为
节点核心区荷载-剪切变形滞回曲线
钢筋混凝土构件恢复力特征曲线模型
• 双线型模型 • 三线Hale Waihona Puke Baidu化型模型
双线型模型
双线型恢复力特征曲线是一种最简单的恢复力模型，它是 以双折线表示恢复力和位移之间的关系。
三线退化型模型
三线退化型恢复力特征曲线考虑了反复加载过程中构件刚度
的不断退化，曲线有两个转折点分别与混凝土开裂和钢筋屈
3.压弯构件滞回性能 钢筋混凝土柱主要承受轴力， 弯矩，剪力作用，根据剪跨 比的不同可分为长住和短柱。
长柱的滞回性能受到纵向配
筋率，轴压比，配箍率等因 素影响。短柱受有剪力，轴
压弯构件的实验滞回曲线
力和弯矩作用，短柱在水平剪力的反复作用下可能发生剪切 破坏，在柱身形成交叉裂缝，随着荷载增加，构建突然破坏。
结构构件的能量耗散能力，应以荷载-变形滞回曲线所包围的面积来衡量， 能量耗散系数按下式计算
S ABCCDA E SOBE ODF
退化率
退化率的大小反映了结构承受反复荷载作用的能力，当退化率较小时，说明 结构有较大的耗能能力，强度退化率按下式计算
i
F F
i j , min 1 j , max
2.控制位移加载
加载过程中以位移为加载控制值 广义位移包括线位移，转角，曲率等参数
3.控制作用力和控制位移的混合加载
先控制作用力分级加载至构件屈服，构件屈服后再采用位移控制，常取屈服位 移的倍数逐级加载，直至构件破坏。
不同受力状态下钢筋混凝土构件滞回性能
1.受弯构件滞回性能 在低周反复荷载下钢筋混凝土受弯构件滞回性能决定于 构件破坏特征，钢筋混凝土梁发生弯曲破坏时，钢筋屈 服前，其滞回曲线呈稳定的梭形，刚度退化较小，强度 没有降低，骨架曲线与循环加载的荷载—变形曲线基本 重合。 2.弯剪构件滞回性能 钢筋混凝土梁发生弯剪破坏时，其滞回曲线呈“捏拢”形 状，根据剪切破坏程度， 滞回环为弓形或反S形。
长柱的剪切破坏照片
短柱的剪切破坏照片
4.受扭构件滞回性能 在循环往复的扭矩作用下，纯扭矩构件出现下裂缝后，刚度 严重退化，滞回曲线呈反S形；压扭构件由于压力的存在延 缓了斜裂缝的开展，滞回曲线相对丰满。
5.梁柱节点滞回性能 节点核心区的滞回性能和延 性特征，可通过节点核心区 荷载—剪切变形滞回曲线或 者荷载—梁端位移滞回曲线 反映；荷载—箍筋应变滞回 曲线也能从一个侧面反映节 点耗能能力。
D Du / Dy
式中， Du 为截面或构件承载力没有明显降低的情况下 的极限变形；
Dy 为界面或构件开始去复试的屈服变形。
4.截面曲率延性系数
u 1 y cu y u y
式中， cu 为受压边缘混凝土极限压应变； 筋开始屈服时的应变； y f y / Es ；
反复荷载下钢筋与混凝土之间的粘结力
一.粘结力的组成 粘结应力是指钢筋混凝土构件受力后在钢筋和混凝土接触 面上产生的剪应力。通过界面粘结应力，钢筋和混凝土之
间可进行应力传递和变形协调，使得两种性能不同的材料
能够结合在一起共同工作。 钢筋与混凝土的粘结作用主要由三部分组成：钢筋与混凝 土接触面上的胶结力，混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩阻 力，钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。
横向钢筋的存在能延缓和限制纵向劈裂裂缝的开展，提高 极限粘结强度。
钢筋表面的粘结力与截面周长成正比，而钢筋的拉力与截 面面积成正比，直径越大的钢筋相对粘结面积越小，相应 的粘结能力降低。
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二.影响因素 影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要有 混凝土强度，保护层厚度及钢筋间距，横向配筋及侧向压
力，钢筋直径和外形等。
钢筋与混凝土的粘结强度随混凝土强度等级提高而增大， 但不与混凝土立方体强度成正比。
钢筋的保护层厚度是指钢筋外皮至构件表面的最小距离， 钢筋外围的混凝土保护层太薄，钢筋受力时可能使外围混 凝土产生径向劈裂而使粘结强度下降。