鋼筋混凝土異形柱抗震性能試驗(yàn)研究論文
隨著我國(guó)城市建設(shè)發(fā)展腳步的不斷加快，鋼筋混凝土異形柱在建筑工程中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如何從根本上確保工程的抗震性能滿足需求也成為了工程建設(shè)單位所面臨的一項(xiàng)重大課題。想要確�？拐鹦阅軡M足需求，必要的抗震性能試驗(yàn)是必不可少的，工程建設(shè)單位應(yīng)該結(jié)合工程的實(shí)際情況，合理開(kāi)展試驗(yàn)工作，以此來(lái)為工程建設(shè)提供參考，提升工程整體質(zhì)量。
1 試驗(yàn)概況
就目前異形柱的分類(lèi)來(lái)看，大致可分為三種類(lèi)型，即十形柱、L 形柱和 T 形柱。為了確保試驗(yàn)結(jié)果的針對(duì)性和全面性，本次試驗(yàn)共選 12 根異形柱作為試驗(yàn)對(duì)象，每種類(lèi)型的異形柱各四根，相應(yīng)的軸壓比分別為 0.182、0.456 和0.730。每個(gè)模型柱均嚴(yán)格按照我國(guó)現(xiàn)行的抗震規(guī)范加密箍筋，各個(gè)試件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為 C30，并采用細(xì)石混凝土澆筑，縱筋用直徑分別為 10、8、5 的 I 級(jí)鋼筋，箍筋用 8# 鐵絲制作。
2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
2.1 剛度、承載力和延性實(shí)測(cè)結(jié)果及分析 表 1 給出的是各個(gè)試件的初始彈性側(cè)移剛度數(shù)值與計(jì)算數(shù)值的對(duì)比，從表中我們能夠看出，在軸壓比不斷增加的情況下，側(cè)移剛度也會(huì)在一定程度上增加。同時(shí)，通過(guò)對(duì)各個(gè)試件屈服荷載與極限荷載的試驗(yàn)我們可以得出，隨著軸壓比的不斷增加，各個(gè)試件的屈服剛度也會(huì)有所提高，然而相應(yīng)的延性系數(shù)卻會(huì)隨之變小。帶暗柱異形柱與普通異形柱相比，在其他條件均相同的情況下，其承載力及延性明顯提高。通過(guò)對(duì)表 1 給出的各項(xiàng)數(shù)值的計(jì)算我們能夠得出，在接受試驗(yàn)的 12 根異形柱中，十形柱 ZXD-4 的承載力和延性系數(shù)與 ZXD-3 相比，分別提高了 25.8%和 41.1%。L 形柱 ZLD-4 的正向承載力、負(fù)向承載力、正向延性系數(shù)和負(fù)向延性系數(shù)與 ZLD-3 相比，分別提高了 19.2%、12.5%、11.5%和 10.3%。T 形柱 ZTD-4 的正常承載力、負(fù)向承載力、正向延性系數(shù)和負(fù)向延性系數(shù)與 ZTD-3 相比，分別提高了 16.3%、28.9%、35.1%和 16.5%。
2.2 滯回曲線及恢復(fù)力模型 從本次試驗(yàn)我們能夠得出，相對(duì)于普通異形柱來(lái)說(shuō)，帶暗柱異形柱無(wú)論是承載力還是耗能能力，都相對(duì)較高，尤其是帶暗柱十形柱與普通十形柱之間的差距，更是非常明顯。鑒于此，為了更好的確保工程的抗震性能，對(duì)于規(guī)則的`異形柱框架結(jié)構(gòu)，如果采用層模型對(duì)其進(jìn)行分析，應(yīng)該確保 L 形柱和 T 形柱成對(duì)布置，以此來(lái)確保滯回曲線的對(duì)稱(chēng)性。然而，對(duì)恢復(fù)力模型的選擇，則可以以 Clough 模型為主，Clough 模型是表達(dá)剛度退化效應(yīng)的一種雙線模型，如果對(duì)開(kāi)裂點(diǎn)進(jìn)行充分考慮，那么則可以選擇剛度退化三線型模型。利用這種模型，異形柱的彈性剛度和屈服時(shí)的割線剛度都可以通過(guò)計(jì)算獲得。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可供參考，但需要指出的是，實(shí)際取用Clough 模型中的相關(guān)數(shù)值，應(yīng)該根據(jù)工程所采取的異形柱的實(shí)際情況，按照耗能等效的原則或其他方法進(jìn)行合理確定。
2.3 破壞形態(tài)分析 從本次試驗(yàn)我們能夠得出，雖然試驗(yàn)對(duì)象為三種不同類(lèi)型的異形柱，然而三者卻有以下共同特征：首先，都屬于彎曲型破壞，無(wú)論是十形柱、L 形柱，還是 T 形柱，其斜裂縫的范圍相對(duì)于剪跨比較大的同類(lèi)異形柱來(lái)說(shuō)，要大一些，且裂縫相對(duì)較寬。從柱根部向上其裂縫逐步由水平裂縫變化為斜裂縫，這是彎矩與剪力比值變化的結(jié)果。其次，隨著軸壓比的不斷增大，與之相應(yīng)的塑性鉸域也會(huì)隨之增大。再次，相對(duì)于普通異形柱來(lái)說(shuō)，帶暗柱異形柱的塑性鉸域要發(fā)展的更加充分，塑性鉸域越大，說(shuō)明其耗能能力越強(qiáng)。最后，翼緣對(duì)腹板裂縫的開(kāi)展有較強(qiáng)的限制作用。其中帶暗柱 L 形柱、T 形柱與其相同軸壓比的普通 L 形柱和 T 形柱相比，其破壞形態(tài)要表現(xiàn)的更加明顯。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，異形柱的抗震能力直接關(guān)系著工程整體結(jié)構(gòu)的抗震能力，因此，為了確保鋼筋混凝土異形柱工程建設(shè)滿足需求，在開(kāi)展施工作業(yè)之前，必須做好相應(yīng)的抗震性能試驗(yàn)與分析工作，以此來(lái)為工程的合理建設(shè)提供一定的參考依據(jù)，促進(jìn)工程質(zhì)量的進(jìn)一步提升。
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