配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究.pdf
《配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 3 0卷 第 3期 2 0 1 3年 9月 建筑科 学与工程 学报 J o u r n a l o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g Vo1 3 0 S e p t NO 3 2 O1 3 文章编号 : 1 6 7 3 2 0 4 9 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 0 5 0 0 6 配置斜向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究 雷 拓 , 刘伯权 , 钱 江 , 黄 华 , 田清 彪。 ( 1 _长安大学 建筑工程学院 , 陕西 西安7 1 0 0 6 1 ; 2 同济大学 土木工程防灾国家重点
2、实验室 , 上海2 0 0 0 9 2 ; 3 广州地铁设计研 究院有限公 司, 广东 广州 5 1 0 0 1 0 ) 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 AB AQUS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
3、时也减 小 了构 件 的延 性 ; 构 件荷 载一 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, AB AQ Us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 : T U3 5 2 文献标 志码 : A Re s e a r c h o n S e i s mi c Pe r f o r ma nc e o f Hi g h s t r e
4、 n g t h Co n c r e t e Fl a t Co l u mns wi t h Di a g o na l Re i n f o r c e me n t s L EI Tu o ,LI U B o q u a n ,QI AN J i a n g ,HUANG Hu a ,TI AN Qi n g b i a o 。 (1 Sc h oo l of Ci v i l En gi ne e r i ng,Ch a n g a n Uni v er s i t y,Xi a n 71 00 61,Sha a n xi ,Chi na;2St a t e Ke y I a bo
5、r a t o r y f o r Di s a s t e r Re d u c t i o n i n Ci v i l E n g i n e e r i n g,To n g j 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 ;3 Gu a n g z h o u Me t r o De s i g n 8 L Re s e a r c h I n s t i t u t e Co , Lt d ,Gu a n g z h o u 5 1 0 0 1 0 ,Gu a n g d o n g,Ch i n a )
6、 Ab s t r a c t :I n o r d e r t o s t u d y t h e s e i s mi c p e r f o r ma n c e o f f l a t c o l u mn s o n s k e w g i r d e r j o i n t i n t r a ns f e r s t o r y of a h i gh r i s e bu i l d i ng, t hr e e l o w r e v e r s e d c y c l i c l o a d i ng t e s t s o n 1 :4 hi gh s t r e n g
7、t h c o nc r e t e f l a t c o l umns we r e c on du c t e d The f a i l ur e pa t t e r n,hy s t e r e s i s c u r ve , u l t i ma t e be a r i n g c a pa c i t y a n d d uc t i l i t y we r e a na l y z e d Ba s e d o n t h e e x pe r i m e nt ,t he f i n i t e e l e me n t a n a l ys i s s o f t
8、wa r e AB AQUS wa s u s e d t o a n a l y z e t h e s p e c i me n s Th e e s t a b l i s h me n t o f t h e f i n i t e e l e me n t mod e l ,de f i n i t i on o f t h e ma t e r i a l p a r a me t e r a n d t he i n f l u e n c e s of d i a g o na l r e i n f o r c e me n t s we r e di s c us s e
9、d i n d e t a i l Th e r e s ul t s s h o w t h a t t h e ul t i ma t e b e a r i ng c a pa c i t y o f s pe c i m e ns wi l l be hi ghe r wi t h ve r t i c a l f o r c e i n c r e a s i ng wh i l e t he du c t i l i t y wi l l b e d e c r e a s i n g,t he l oa d di s p l a c e me n t hy s t e r e t
10、 i c c u r v e s a r e i n pl u mp s h a pe,a n d t he f l a t c o l u m n s ha ve e x c e l l e n t s e i s mi c b e h a v i o r I n c o n d i t i o n o f r e a s o n a b l e p a r a me t e r s ,ABAQUS c o n c r e t e d a ma g e p l a s t i c i t y mo d e l c a n b e we l l u s e d f o r hy s t e r
11、 e t i c a n a l y s i s of r e i nf or c e d c o nc r e t e me mbe r s Di a go n a l r e i n f o r c e me n t s c a n i m p r ov e ul t i m a t e be a r i ng c a p a c i t y of s pe c i me ns,bu t ha v e no s i g n i f i c a n t e f f e c t on t h e du c t i l i t y Ke y wo r d s :d i a g o n a l r
12、 e i n f o r c e me n t ;h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e ;f l a t c o l u mn;h i g h r i s e b u i l d i n g ;s e i s 一 收稿 日期 : 基 金 项 目 : 作者简介 : 2 O 1 3 O 4 一 l 5 国家 自然科学基金项 目( 5 1 0 7 8 0 3 7 ) ; 教育部高等学校博士学科点专项科研基金项 目( 2 0 1 0 0 2 0 5 1 1 0 0 1 0 ) 中 国 博 士后 科 学 基 金 项 目( 2 0 1 2 M5 1 1 9 5 7
13、 ) 雷拓( 1 9 7 3 一 ) , 男 , 陕西岐 山人 , 讲师, 工学博士 , E ma i l : l e i t u o 6 1 6 1 6 3 c o rn。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 雷拓 , 等 : 配置斜 向钢筋的高强混凝土扁柱抗震性能研究 5 1 mi c pe r f o r m a n c e ;hy s t e r e s i s a n a l ys i s;f i ni t e e l e m e nt 0 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
14、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 构或扁柱框架一 剪力墙结构体 系口 。张 国军 等 、 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
15、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 一 o, 。 ) -力 锚楗 、 、 、 l j J 一 l I 导 l 锚栳 0 : : 下 锚 楗 l上 8 0 预 留孔 。 土 皆 ( a ) 构件平面布置 哥 ( d ) 1 - l 截 面 凋 1 2 Q Q ( g ) 4 4 截 面 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
16、。 1 试验概况 1 1 试件设 计 与制作 试件原型为某 2 4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 C 8 0 , 钢筋为 HRB 4 0 0 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 C 4 5 , 型 钢为 Q3 4 5级 , 钢筋 为 HR B 3 3 5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
17、 的竖 向荷 载 ( 试 件 1 , 2均 为 1 0 0 0 k N, 试 件 3为 1 3 0 0 k N) , 待 ( e ) 2 - 2 截 面 ( b ) A A截面 煳 I4 5 0 。 斜向钢筋I 圆圈 陶 同 oo ( c ) B - B 截面 昌 TI I g ,景 主 丫 l 暑 王 ( h ) 5 - 5 截 面 ( i ) 6 - 6 截 面 0 ) 斜 向钢 筋布 置 图 1 试件尺寸及 配筋( 单位 : mm) F i g 1 Di me n s i o n s a n d Re i n f o r c e me n t s o f S p e c i me n s
18、( Un i t : mm) 下 , 士 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 雷拓 , 等 : 配置 斜 向钢筋 的 高强混 凝土扁 柱抗 震性 能研 究 5 3 图 5试件荷载一 位移骨架 曲线 Fi g 5 Lo a d - di s p l a c e me n t S ke l e t o n Cu r v e s o f S pe c i me ns 表 2试 验结果 Ta b 2 Te s t Re s u l t s 试件 屈服荷载 极限荷载 屈服位移 极 限位移 延性 系数 编
19、号 k N k N mm 1 3 7 8 8 4 4 9 2 3 1 7 8 0 3 5 5 2 3 5 9 5 4 6 5 2 4 4 8 4 5 3 4 0 3 4 21 8 5 O 6 2 3 8 6 0 6 2 5 6 的极限位移; 为构件屈服 时对应 的位移 , 按文献 I- 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 AB AQUS程序的损伤塑 性模 型_ 7 。混凝 土 受 压应 力 一 应 变 曲线 选 用 L g e r o n 等_ 8 提出的应力一 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
20、为 , 箍筋约束 区 的混凝 土必 须采 用约束 混 凝 土 的应 力一 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 1 0倍左右。混凝土受拉应力一 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 ( 此时的应变为 e 。 ) 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 e 之 前 为 线 性受 拉 软化 段 ; 拉 应 变 超 过 e 后 , 混 凝土抗拉强度降为 0 。本文中取 e 一0 0 0 1 , 混凝土 受拉 骨架 曲线 见 图 6 , 其 中 , -厂为 应力 , e为应
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 配置 钢筋 高强 混凝土 抗震 性能 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【mom****oy】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【mom****oy】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。