賈金青++馬英超 封碩??
摘要:為了研究型鋼超高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,進(jìn)行了3榀單層單跨框架結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)分析,研究了框架結(jié)構(gòu)在低周反復(fù)荷載作用下結(jié)構(gòu)整體的破壞形式和柱根部的破壞過程,并由此分析了與其相對應(yīng)的滯回曲線和骨架曲線,梁端和柱底的應(yīng)變,以及各階段的荷載值和位移值,并通過應(yīng)變情況判別整體結(jié)構(gòu)的變形情況.通過實(shí)驗(yàn)得到框架結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)、耗能能力、強(qiáng)度退化和剛度退化.結(jié)果表明,型鋼超高強(qiáng)混凝土框架具有良好的延性,正向和反向的延性系數(shù)相差不大,耗能能力良好,強(qiáng)度和剛度退化比較緩慢,滯回曲線飽滿;柱子是框架結(jié)構(gòu)消耗地震能量的主要組成部分,而梁的約束也提高了結(jié)構(gòu)的整體性和耗能能力,使結(jié)構(gòu)在承載力下降到極限荷載的80%之后,仍能保持結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性,同時(shí)具有一定的耗能能力,保證了結(jié)構(gòu)在大震作用下,仍擁有一定的承載能力,不至瞬間倒塌.
關(guān)鍵詞:超高強(qiáng)混凝土;框架結(jié)構(gòu);滯回曲線;破壞機(jī)制
中圖分類號:TU398.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
型鋼超高強(qiáng)高性能混凝土結(jié)構(gòu)目前的研究并不是十分廣泛,并且已有的研究僅僅局限在構(gòu)件的層面,對整體結(jié)構(gòu)的研究仍然很少.本文就是基于此種情況,研究型鋼超高強(qiáng)高性能混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能.近年來,對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載作用下的延性、耗能等研究已經(jīng)取得了一定的成果,如薛偉辰\[1\]研究了四層兩跨高性能混凝土框架的抗震性能;鄭山鎖\[2\]進(jìn)行了型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架結(jié)構(gòu)地震損傷試驗(yàn)研究;李忠獻(xiàn)\[3\]研究了翼緣削弱的型鋼混凝土框架整體結(jié)構(gòu)的抗震性能;傅傳國\[4\]進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土框架受力及抗震性能的實(shí)驗(yàn)研究;鄭文忠\[5\]進(jìn)行了型鋼混凝土梁角鋼混凝土柱框架抗震性能試驗(yàn)研究;熊學(xué)玉\[6\]進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土框架試驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)理論分析,但這些研究基本局限在普通混凝土層面,對超高強(qiáng)混凝土的研究非常少.在地震作用下,建筑結(jié)構(gòu)的邊跨往往破壞得很嚴(yán)重,邊節(jié)點(diǎn)和邊柱都會出現(xiàn)很嚴(yán)重的破壞,嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)整體性.因此,在構(gòu)件研究的基礎(chǔ)上需要進(jìn)一步研究型鋼超高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體的抗震性能.本文研究了型鋼超高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)軸壓比為0.25,0.38,0.45時(shí),柱和梁在整體結(jié)構(gòu)中的破壞過程,并由此分析了框架的荷載位移滯回曲線和骨架曲線、剛度退化和破壞機(jī)制.破壞過程中梁和柱的破壞對框架結(jié)構(gòu)整體的延性和承載能力的影響.
湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2016年
第9期賈金青等:高軸壓比作用下型鋼超高強(qiáng)混凝土框架抗震試驗(yàn)研究
1試驗(yàn)概況
本實(shí)驗(yàn)依托于國家自然科學(xué)基金資助的型鋼超高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目,進(jìn)行了3榀單層單跨型鋼超高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)在擬靜力作用下的抗震試驗(yàn)研究.重點(diǎn)研究在不同軸壓比條件下,循環(huán)荷載對框架整體的抗震性能影響.
1.1試件設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)共研究3榀單層單跨框架,其具體結(jié)構(gòu)形式如圖1,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,設(shè)計(jì)梁柱截面強(qiáng)度比為1.2;柱總高度為1 500 mm,長細(xì)比為7.5,滿足規(guī)范要求小于8的規(guī)定,避免了在加載過程中柱自身出現(xiàn)側(cè)向曲屈現(xiàn)象,而柱子的計(jì)算高度為1 200 mm,長細(xì)比等于6;并且梁柱線剛度比小于等于0.45,滿足框架結(jié)構(gòu)的整體抗震要求.
其中混凝土柱采用C100超高強(qiáng)混凝土,梁采用C40混凝土.梁的截面尺寸為160 mm×200 mm.箍筋采用HRB400Φ6的矩形箍.柱子的截面尺寸為200 mm×200 mm,縱筋采用HRB400三級螺紋鋼12Φ10,箍筋采用八字箍和方箍的復(fù)合箍筋HRB400Φ6的鋼筋,箍筋間距為60 mm,梁中縱筋采用HRB335 二級鋼4Φ16,型鋼采用實(shí)腹式I10工字鋼.柱和梁的箍筋間距均為60 mm.此鋼筋和型鋼的采用和布置與單個(gè)柱子的具體構(gòu)造一致\[7\],主要為了研究對整體結(jié)構(gòu)的抗震影響.
材料屬性通過具體材料試驗(yàn)測得,見表1和表2,詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)見表3.
1.2試驗(yàn)加載制度
1.2.1加載裝置
本實(shí)驗(yàn)加載原理與單個(gè)柱構(gòu)件的加載原理相近.兩反力鋼梁主要起承擔(dān)柱頂反力的作用,液壓千斤頂施力的最大量程為2 000 kN,而千斤頂?shù)鬃c反力鋼梁之間的滾軸能更好地協(xié)調(diào)柱頂?shù)乃轿灰谱兓?,并保證柱頂受力方向保持不變.水平作動器起到施加水平力的作用,在梁的兩端用兩根絲桿與作動器相連.為了實(shí)現(xiàn)往復(fù)加載,地面鋼梁和機(jī)械千斤頂主要起到約束基礎(chǔ)移動的作用.框架加載裝置和照片如圖2和圖3.
1.2.2加載制度
由于本實(shí)驗(yàn)是型鋼超高強(qiáng)混凝土實(shí)驗(yàn),并且涉及到的實(shí)驗(yàn)軸壓比含有高軸壓比,N分別為0.25,0.38,0.45(相當(dāng)于設(shè)計(jì)軸壓比0.5,0.75,0.9),柱頂施加軸力大小分別為1 050 kN,1 600 kN,1 920 kN,參數(shù)見表3.故在實(shí)驗(yàn)開始時(shí),首先要在柱頂施加目標(biāo)軸力值的40%,然后持載一段時(shí)間后再繼續(xù)加載至目標(biāo)值,并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持豎向軸力大小不發(fā)生變化.施加水平往復(fù)力.實(shí)驗(yàn)以位移轉(zhuǎn)角(θ=Δ/L)為機(jī)制,Δ代表梁端位移,L代表柱的計(jì)算高度,采用擬靜力位移控制加載,前3個(gè)循環(huán)以0.25%為增量,每級幅值循環(huán)一次,第四級幅值開始以0.5%位移轉(zhuǎn)角為增量,每個(gè)幅值循環(huán)3次.具體循環(huán)加載見圖4.
1.3測試內(nèi)容和方案
試驗(yàn)主要測試框架結(jié)構(gòu)的水平位移和相對應(yīng)的力;梁端塑性鉸區(qū)縱筋、箍筋的應(yīng)變,型鋼翼緣的應(yīng)變;柱腳復(fù)合箍筋、縱筋的應(yīng)變,柱腳位移轉(zhuǎn)角.
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是通過串聯(lián)兩臺imc 64通道儀器采集的.并且通過連接imc與FCS控制柜,使北京佛力加載系統(tǒng)所施加的力與imc采集的其他數(shù)據(jù)保持同步,這樣便于后期的數(shù)據(jù)對比和處理.
2試驗(yàn)破壞過程和破壞形態(tài)
2.1SHRCSRCN25
實(shí)驗(yàn)在軸力加載到目標(biāo)值的過程中,試件整體并沒有發(fā)生任何變化,水平作動器位移控制加載,依據(jù)Δ/L位移轉(zhuǎn)角為加載方式,待加載到0.5%的位移轉(zhuǎn)角時(shí),梁的左端上部和右端下部同時(shí)出現(xiàn)細(xì)小的豎直裂縫,到0.75%的位移轉(zhuǎn)角時(shí),梁的裂縫沒有明顯的發(fā)展跡象.繼續(xù)加載到1%位移轉(zhuǎn)角時(shí),梁的左端上部和右端下部的裂縫明顯增多,此時(shí)兩柱腳30 mm范圍內(nèi),柱腳混凝土保護(hù)層開裂出現(xiàn)裂縫,并伴隨著清脆響聲.繼續(xù)加載到1.5%~2.5%區(qū)間,梁端100 mm范圍內(nèi)混凝土裂縫加寬,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)出現(xiàn)細(xì)小斜向裂縫.柱腳局部區(qū)域混凝土保護(hù)層壓碎;當(dāng)位移轉(zhuǎn)角達(dá)到3%時(shí),柱腳推拉兩側(cè)混凝土保護(hù)層脫落,裂縫主要集中在柱底20 mm~250 mm范圍,并在柱底200 mm范圍內(nèi)出現(xiàn)許多斜向裂縫,框架柱發(fā)生彎剪破壞.進(jìn)一步加載到3.5%位移轉(zhuǎn)角,梁端100 mm范圍內(nèi)混凝土壓碎脫落,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)45°方向出現(xiàn)斜裂縫.當(dāng)達(dá)到4%位移轉(zhuǎn)角時(shí),梁端沒有大的變化,但柱底混凝土豎向裂縫增多.此時(shí),試驗(yàn)承載力已經(jīng)達(dá)到了極限承載力的85%,但本實(shí)驗(yàn)并沒有就此停止,而是待極限承載力下降到了50%時(shí)才停止實(shí)驗(yàn),以便更細(xì)致地觀察整體框架結(jié)構(gòu)的整體性能.
2.2SHRCSRCN38
與SHRCSRCN25相比,1%位移轉(zhuǎn)角前,破壞過程相似,但在達(dá)到1%位移轉(zhuǎn)角時(shí),柱腳下部出現(xiàn)豎向裂縫.在同幅值下進(jìn)行比較,水平裂縫減少,且裂縫的分布范圍要比SHRCSRCN25的分布更加集中,裂縫總體靠近柱的底部.當(dāng)?shù)竭_(dá)3%位移轉(zhuǎn)角時(shí),柱根部混凝土表面翹曲,豎向裂縫向上延伸更快,破壞情況嚴(yán)重.柱底截面核心區(qū)30 mm范圍沒有發(fā)生破壞,同時(shí),梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)出現(xiàn)了微小裂縫.在同幅值下軸壓比增大,柱腳破壞更加嚴(yán)重,梁端豎向裂縫更加分散.并且在隨后的每個(gè)循環(huán)中,混凝土破壞的程度都要比SHRCSRCN25嚴(yán)重,同時(shí)伴隨部分碎塊的崩出,混凝土破壞的響聲更加清脆.
2.3SHRCSRCN45
與SHRCSRCN25和SHRCSRCN38相比,當(dāng)實(shí)驗(yàn)軸壓比達(dá)到0.45時(shí),框架整體結(jié)構(gòu)的破壞主要是框架柱的破壞,且梁端的破壞程度小,裂縫開裂程度很低,分布比較分散,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)沒有裂縫出現(xiàn).幅值很小時(shí)結(jié)構(gòu)就破壞了.柱的裂縫和破壞都更加嚴(yán)重,整體破壞的面積也更大.柱端先形成塑性鉸,梁端混凝土開裂,但沒有嚴(yán)重的破壞,沒有形成塑性鉸.上述柱腳和梁端的具體破壞形式見圖5.
3試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1滯回曲線
三榀框架的PΔ滯回曲線如圖6,在加載初期,框架結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段,每次加載位移很小,變化后幾乎沒有殘余變形.繼續(xù)加載后應(yīng)力應(yīng)變曲線逐漸彎曲,卸載后存在殘余變形,且曲線變形加快.當(dāng)位移增大到一定值,完成一次加載循環(huán)后,應(yīng)力應(yīng)變曲線形成一個(gè)環(huán).伴隨著加載過程發(fā)展,滯回環(huán)面積增大,形成一個(gè)飽滿的梭形.當(dāng)承載力達(dá)到峰值點(diǎn)后,同一幅值承載力下降趨勢不明顯.同時(shí),伴隨發(fā)生的是框架結(jié)構(gòu)整體剛度的退化,強(qiáng)度的衰減,粘滯阻尼系數(shù)的降低.
(a) N=0.25
(b) N=0.38
(c) N=0.45
不同之處主要是隨著軸壓比的升高,柱根部裂縫的出現(xiàn)形式和破壞準(zhǔn)則發(fā)生了變化.在0.25軸壓比時(shí),彎曲破壞產(chǎn)生的水平裂縫成為結(jié)構(gòu)破壞的主要原因.當(dāng)軸壓比為0.38時(shí),斜裂縫、水平裂縫共同作用,水平裂縫是主要的破壞裂縫,截面的破壞形式從彎曲破壞變成了壓彎剪破壞.當(dāng)軸壓比為0.45時(shí),豎向裂縫、斜裂縫和水平裂縫共同作用,并且豎向裂縫開裂要快于前兩個(gè)結(jié)構(gòu),從破壞形式可看出結(jié)構(gòu)屬于壓彎破壞.
Δ/mm(a) SHRCSRCN25
Δ/mm(b) SHRCSRCN38
Δ/mm(c) SHRCSRCN45
3.2骨架曲線
型鋼超高強(qiáng)混凝土框架的骨架曲線分別是框架結(jié)構(gòu)在不同的實(shí)驗(yàn)軸壓比0.25,0.38,0.45的情況下,滯回曲線各個(gè)循環(huán)加載第一次達(dá)到的水平力最大峰值點(diǎn),并依次相連得到的包絡(luò)曲線,見圖7.對于SHRCSRCN25結(jié)構(gòu)的曲線,初始階段穩(wěn)步上升,達(dá)到最大載荷時(shí),保持一段平穩(wěn)的耗能階段,然后緩慢地下降,下降段光滑平穩(wěn),沒有明顯的拐點(diǎn),說明結(jié)構(gòu)不會突然發(fā)生承載力急劇下降的情況,保證了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性;對于SHRCSRCN38結(jié)構(gòu)曲線,相同位移幅值下,峰值荷載略有增加,承載力拐點(diǎn)明顯;而對于SHRCSRCN45結(jié)構(gòu)曲線,與前者相比承載力拐點(diǎn)更明顯,下降段陡峭.表明試件失去承載力更迅速,整體穩(wěn)定性也變得很差.說明承載力的提高,對框架整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響很明顯.
上述骨架曲線根據(jù)能量等效面積方法計(jì)算\[7\]和取點(diǎn),具體見圖8和表4.
屈服位移計(jì)算公式見式(1).圖8中梯形OECΔm與曲邊形OABCΔm面積相等,推導(dǎo)得
Δy=2(Δu-A/Pm)(1)
式中,A為曲邊形OABCΔm面積.
3.3強(qiáng)度衰減
強(qiáng)度退化是在位移幅值不變的條件下,結(jié)構(gòu)承載力隨荷載反復(fù)循環(huán)次數(shù)的增加而降低的現(xiàn)象.通常用強(qiáng)度退化系數(shù)λi表示,表達(dá)式為:λi=Fij,max /F1j,max ,其中Fij,max 是位移為第i倍屈服位移時(shí),第3次循環(huán)峰點(diǎn)荷載值;F1j,max 是第i倍屈服位移時(shí),第1次循環(huán)峰點(diǎn)荷載值.圖9為框架強(qiáng)度退化系數(shù)對比曲線.
從圖9中可以看出,N25的試件強(qiáng)度退化相對穩(wěn)定,在±(10~30 mm)的范圍內(nèi),強(qiáng)度迅速衰減,是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)達(dá)到屈服位移,試件本身產(chǎn)生了一定的破壞,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,破壞程度也在進(jìn)一步加劇,同時(shí)伴有整體能量的耗散.在達(dá)到一定位移之后,同幅值下各循環(huán)退化整體穩(wěn)定,幅值的增長并沒有使強(qiáng)度衰減加快,而是處于一個(gè)相對穩(wěn)定的區(qū)域變化,說明結(jié)構(gòu)在破壞后整體穩(wěn)定性很好.N38試件的破壞整體呈下降趨勢,強(qiáng)度退化速率加快.N45的退化速率加快,結(jié)構(gòu)達(dá)到極限位移之后,每次循環(huán)過程中其自身的損傷都非常嚴(yán)重.上述現(xiàn)象可以說明,
軸壓比的變化直接影響著框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在一定變形條件下,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度退化與其承載力隨反復(fù)加載次數(shù)增加而降低的特性有關(guān).
3.4剛度退化
剛度退化是加載過程中,隨著位移幅值和循環(huán)次數(shù)的增加,試件剛度逐漸退化,最終達(dá)到試件的剛度無法抵抗地震的作用.本文根據(jù)文獻(xiàn)[8]主要研究了框架在不同軸壓比的作用下,結(jié)構(gòu)正、反向最大荷載的絕對值與對應(yīng)的位移絕對值和的比值.采用平均割線剛度Ki表示,公式如(2).
Ki=+Fi+-Fi+Δi+-Δi(2)
式中:+Fi,-Fi為在某一幅值循環(huán)往復(fù)第i次時(shí),正、反向最大荷載值;+Δi,-Δi是與其相對應(yīng)的位移;i是循環(huán)的次數(shù).
從圖10可以看出,3個(gè)試件的初始剛度不同,下降后的剛度也不同,只有在15~25 mm位移范圍內(nèi),三者的割線剛度接近,近似交于一點(diǎn).此段是3個(gè)框架都達(dá)到了最大荷載點(diǎn)的范圍.圖10曲線的變化說明,達(dá)到最大荷載時(shí),不同軸壓比的試件曲線會交于極限割線剛度點(diǎn),然后曲線彼此分開;軸壓比越大,剛度的初始值也越大,并且3條剛度退化曲線都接近于線性變化,軸壓比越大,剛度退化越明顯,曲線的斜率越大;在高軸壓比下,試件相同幅值每次循環(huán)的剛度退化較為明顯,沒有明顯的踏步段,低軸壓比的試件第1次和第2次循環(huán)剛度退化較快,2,3次循環(huán)剛度沒有明顯的退化.
3.5能量耗散
根據(jù)文獻(xiàn)[9]的能量耗散準(zhǔn)則依據(jù)圖11,結(jié)構(gòu)整體耗散能量的能力隨往復(fù)加載逐漸加強(qiáng),加卸載循環(huán)一次所形成的滯回環(huán)面積不斷增大,這與結(jié)構(gòu)屈服后整體結(jié)構(gòu)的破壞有密切關(guān)系.從圖12觀察,軸壓比高的試件在達(dá)到屈服荷載前整體的耗能能力非常相近.而軸壓比N25試件變化相對較平穩(wěn).框架結(jié)構(gòu)的能量耗散能力與單個(gè)型鋼混凝土柱子的能量耗散正好吻合[7].
結(jié)構(gòu)的延性是通過實(shí)際的極限位移Δu和屈服位移Δy的比值求得,公式為μ=Δu/Δy,三榀框架的延性系數(shù)見表5.
三榀框架在不同軸壓比的情況下,延性系數(shù)相差不大,但總體的延性系數(shù)都比較小,和型鋼混凝土柱子[10-12]比較相差很大.主要是由于超高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)很小,并且根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,隨著混凝土標(biāo)號的增加,結(jié)構(gòu)的軸壓比限值逐漸下降.本試驗(yàn)的試驗(yàn)軸壓比分別為0.25,0.38,0.45,換算成設(shè)計(jì)軸壓比已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通混凝土規(guī)范的限值.但又因?yàn)槌邚?qiáng)混凝土主要是在高壓力下工作,并且高軸壓比框架在屈服時(shí)出現(xiàn)壓屈的現(xiàn)象,屈服位移可能有所降低,而軸壓比增大到一定程度對結(jié)構(gòu)的影響就不夠明顯,結(jié)構(gòu)的極限位移沒有大的變化.因此,高軸壓比結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)可能會比低軸壓比的延性系數(shù)大一些,但往往不會高出太多.
3.6應(yīng)變分析
在試驗(yàn)過程中,梁端總是先出現(xiàn)裂縫,但到試驗(yàn)后期,整個(gè)試驗(yàn)的結(jié)束又是以柱子的承載力為判別依據(jù).故型鋼、縱筋、復(fù)合箍筋的應(yīng)變對判斷結(jié)構(gòu)的破壞情況有著重要的意義.通過試驗(yàn)觀察,隨軸壓比的升高,梁端的破環(huán)逐漸減弱,裂縫間距增大,而柱底部的破壞加劇,裂縫發(fā)展的速度加快.本文取SHRCSRCN45作為研究對象,如圖13.
通過應(yīng)變情況可以看出,梁端比柱根部先進(jìn)入屈服狀態(tài),即梁端塑性鉸先于柱根部出現(xiàn),滿足強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)要求.進(jìn)一步分析破壞形式,梁端的破壞屬于受拉破壞,而柱子的型鋼和縱筋屬于受壓破壞,復(fù)合箍筋在加載前期變形較??;在加載后期,短時(shí)間內(nèi)應(yīng)變很大,說明柱底部混凝土破壞加劇,同時(shí)在極限破壞前八字箍筋所約束部分整體性較好,而方箍先于八字箍屈服,說明方箍所受的混凝土側(cè)向擠壓和縱筋屈曲向外的張力大于八字箍筋.
4結(jié)論
通過對三榀型鋼超高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)的研究,分析了結(jié)構(gòu)在高軸壓比條件下的抗震性能,得到以下結(jié)論:
1)低軸壓比試件的滯回性能要比高軸壓比的好,滯回環(huán)飽滿,屈服位移后有著較為平緩的下降段.高軸壓比試件在屈服位移后,滯回環(huán)較為飽滿,但其承載力下降得快.滯回曲線峰值點(diǎn)處變化與柱子的滯回曲線有所不同,這反映了框架結(jié)構(gòu)的受力不同于單個(gè)型鋼混凝土柱子.
2)軸壓比越高,位移幅值越小,往復(fù)加載過程中強(qiáng)度的衰減越明顯.
3)在不同軸壓比作用下,軸壓比越高,試件的初始剛度越大,加載過程剛度退化也越嚴(yán)重.并且在同一幅值下,2,3次循環(huán)的剛度退化也非常明顯,沒有顯著的平臺段.
4)結(jié)構(gòu)在每級幅值下,完成一次完整的滯回后,能量耗散總體呈下降趨勢,說明在實(shí)驗(yàn)過程中,結(jié)構(gòu)本身能量耗散的能力減弱.
5)位移延性系數(shù),在不同軸壓比下相差不大,與同種條件的型鋼混凝土柱子相比,位移延性系數(shù)減少30%~60%.型鋼超高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)軸壓比的大小對整體結(jié)構(gòu)的位移延性系數(shù)影響相對穩(wěn)定.
6)隨著軸壓比的增加,梁端和柱根部的塑性鉸從梁端轉(zhuǎn)移到了柱根部,并且軸壓比越大,梁端部的破壞就越小.相反,柱根部破壞的就越嚴(yán)重.
7)梁端先于柱底部屈服,結(jié)構(gòu)滿足“強(qiáng)柱弱梁”的抗震設(shè)計(jì)要求.
參考文獻(xiàn)
[1]薛偉辰,胡翔. 四層兩跨高性能混凝土框架的抗震性能[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2007,28(5): 69-79.
XUE Weichen, HU Xiang. Seismic performance of fourstory twobay HPC frame[J]. Journal of Building Structures,2007,28(5):69-79.(In Chinese)
[2]鄭山鎖,侯丕吉,張宏仁,等. SRHSHPC框架結(jié)構(gòu)地震損傷試驗(yàn)研究[J]. 工程力學(xué),2012,29(7): 84-92.
ZHENG shansuo, HOU Piji, ZHANG Hongren, et al. Experimental study on seismic damage of SRHSHPC framed structure[J]. Engineering Mechanics, 2012,29(7):84-92.(In Chinese)
[3]李忠獻(xiàn),張雪松,丁陽. 翼緣削弱的型鋼混凝土框架抗震性能研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2007, 28(4): 18-24.
LI Zhongxian, ZHANG Xuesong ,DING Yang. Seismic behavior of steel reinforced concrete frames with reduced beam sections[J]. Journal of Building Structures, 2007,28(4):18-24.(In Chinese)
[4]傅傳國,李玉瑩,孫曉波,等. 預(yù)應(yīng)力及非預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土框架受力及抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2010, 31(8): 15-21.
FU Chuanguo, LI Yuying, SUN Xiaobo, et al. Experimental study on seismic performance of prestressed and nonprestressed steel reinforced concrete frames[J]. Journal of Building Structures, 2010,31(8):15-21.(In Chinese)
[5]鄭文忠,王琨. 型鋼混凝土梁角鋼混凝土柱框架抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào),2011,44(3): 49-60.
ZHENG Wenzhong, WANG kun. Study of seismic performance of frame structures of steel reinforced concrete beams and anglesteel concrete columns[J].China Civil Engineering Journal,2011,44(3):49-60.(In Chinese)
[6]熊學(xué)玉,高峰,蘇小卒. 預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土框架試驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)理論[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,39(8):19-26.
XIONG Xueyu,GAO Feng,SU Xiaozu. Experimental investigation and design theories on prestressed steel reinforced concrete frame[J].Journal of Hunan University: Natural Sciences, 2012,39(8):19-26.(In Chinese)
[7]朱偉慶.型鋼超高強(qiáng)混凝土柱受力性能的研究[D].大連:大連理工大學(xué),2014:79-81.
ZHU weiqing. Behavior of steel reinforced high strength concrete columns[D]. Dalian:Dalian University of Technology, 2014:79-81. (In Chinese)
[8]MA Hui,XUE Jianyang,ZHANG Xicheng. Seismic performance of steelreinforced recycled concrete columns under low cyclic loads[J].Construction and Building Materials,2013,48:229-237.
[9]齊岳,鄭文忠. 低周反復(fù)荷載下核心高強(qiáng)混凝土柱抗震性能試驗(yàn)研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2009,36(12):6-12.
QI Yue, ZHENG wenzhong. Experimental study of the seismic behavior of concrete columns with high strength core under low cyclic loading[J]. Journal of Hunan University: Natural Sciences,2009,36(12):6-12.(In Chinese)
[10]王斌,鄭山鎖,國賢發(fā),等. 循環(huán)荷載作用下型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱受力性能試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2011,32(3):117-126.
WANG bin, ZHENG Shansuo, GUO Xiafa, et al. Experimental research on mechanical behavior of SRHSHPC frame columns under cyclic loading[J] Journal of Building Strctures,2011,32(3):117-126.(In Chinese)
[11]鄭山鎖,王斌,侯丕吉,等. 低周反復(fù)荷載作用下型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架柱損傷試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào),2011,44(9): 1-10.
ZHENG Shansuo,WANG Bin, HOU Piji. et al. Experimental study of the damage of SRHSHPC frame columns under low cycle reversed loading[J].China Civil Engineering Journal, 2011,44(9):1-10.(In Chinese)
[12]郭子雄,呂西林. 高軸壓比框架柱恢復(fù)力模型試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào),2004,37(5): 32-38.
GUO Zixiong, LV Xilin. Experimental study on the hysteretic model of RC columns with high axial compressive ratio[J]. China Civil Engineering Journal,2004,37(5):32-38.(In Chinese)