高強(qiáng)鋼筋異形柱抗震性能試驗(yàn)和理論分析.pdf

1、承載力低、抗震性能薄弱、柱腳延性差限制了異形柱結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的應(yīng)用，而在異形柱中使用高強(qiáng)鋼筋為解決該問題提供了一個途徑。本文對高強(qiáng)鋼筋異形柱的抗震性能、塑性鉸區(qū)延性性能等限制高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用的關(guān)鍵問題進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析，以研究高強(qiáng)鋼筋對異形柱性能的影響并為其在異形柱結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供依據(jù)。
　　本文采用試驗(yàn)研究和有限元分析對比研究了配置不同強(qiáng)度鋼筋異形柱的抗震性能和延性，研究結(jié)果表明：在異形柱中配置高強(qiáng)鋼筋可以在不降低構(gòu)件延性的同時(shí)

2、顯著提高構(gòu)件的承載力，其中500MPa級高強(qiáng)鋼筋試件相對于335MPa和400MPa級試件承載能力分別提高約30％~36%和約8%～11%，但是高強(qiáng)鋼筋異形柱縱筋屈服時(shí)裂縫寬度過大，影響耐久性，因此應(yīng)采取限制裂縫開展的措施。
　　塑性鉸長度分析與曲率延性分析的結(jié)果表明，各L形柱試件曲率延性系數(shù)達(dá)到5.43～13.19，十形柱曲率延性系數(shù)達(dá)到8.52～13.41，T形柱曲率延性系數(shù)達(dá)到7.54～11.76，延性性能良好。高強(qiáng)鋼筋異形

3、柱框架的底層角柱延性最為薄弱，為結(jié)構(gòu)延性的薄弱部位。配置500MPa級鋼筋的異形柱相對于配置335MPa和400MPa級縱筋的構(gòu)件曲率延性無明顯降低，同時(shí)極限曲率分別增大約15%和10%。
　　基于試驗(yàn)和有限元分析研究了軸壓比、縱筋配筋率等對高強(qiáng)鋼筋試件性能的影響。結(jié)果表明：提高高強(qiáng)鋼筋異形柱縱筋的配筋率，可以提高構(gòu)件承載能力約17%～45%，增大構(gòu)件屈服位移6%～15%，增大構(gòu)件極限位移17%～79%，增大位移延性系數(shù)10%～6

4、3%，全面提升構(gòu)件的各項(xiàng)性能；高強(qiáng)鋼筋異形柱的變形能力和位移延性隨軸壓比的增大而降低，其中極限位移減小約11%～18%，位移延性降低14%～18%。
　　異形柱框架的分析結(jié)果表明，高強(qiáng)鋼筋異形柱發(fā)生延性較好的梁鉸破壞，底層層間位移角大于1/50，滿足框架結(jié)構(gòu)塑性變形要求，在異形柱框架中配置高強(qiáng)鋼筋能夠延長結(jié)構(gòu)彈性段，延緩塑性鉸產(chǎn)生，同時(shí)結(jié)構(gòu)底層的層間位移角與配置335MPa級和400MPa級鋼筋的試件差別不大；可以明顯減小結(jié)構(gòu)各層