工程结构柱式构件抗震性能试验研究进展.pdfVIP

第5卷第l期 震灾防御技术 、，01．5．No．1 for Prev即tion M缸．2010 2010年3月 Disaster TechnologyEanhqual(e 董正方，王君杰，韩鹏，2010．工程结构柱式构件的抗震性能试验研究进展．震灾防御技术，5(1)：43—52 工程结构柱式构件的抗震性能 试验研究进展1 董正方王君杰韩鹏 (同济大学桥梁系，上海200092) 摘要为研究工程结构中柱式构件的抗震性能，本文对国内外普通混凝土柱、高强混凝土柱、钢 管混凝土柱和钢骨混凝土柱的抗震拟静力试验结果进行了总结，得出了影响柱式构件抗震性能的 几个关键因素，并对研究中存在的不足以及今后需要探讨的问题进行了讨论。 关键词：高强混凝土柱钢管混凝土柱钢骨混凝土柱抗震性能地震反应 引言 工程结构中的框架柱、桥梁的桥墩、轨道交通车站的立柱等构件中广泛使用高强混凝土、 钢管混凝土和钢骨混凝土。这些构件与传统的铡构件或钢筋混凝土构件相比，有着较好的性 能和经济优势，具备广泛的发展和应用前景，因此，对这些构件的研究也必将受到越来越多 的重视。本文对高强混凝土柱、钢管混凝土柱、钢骨混凝土柱进行了总结和分析。 1有关高强混凝土柱的研究 目前，在世界范围内基本上以标号C50及以上等级混凝土作为高强混凝土。高强混凝土 的重要特点是耐久性好、强度高、变形小；同时，高强混凝土也存在以下致命的缺点(张国 军，2003)：受压时呈高度脆性，延性很差；抗拉强度、抗剪强度和粘结强度虽然均随抗压强 度增加而增加，但与抗压强度的比值却随强度提高而变得愈来愈小；在相同的横向约束力作 用下，纵向承载力的改善要比普通强度混凝土稍差；受压时还有易遭劈裂的倾向。 高强混凝土的脆性使得人们对其用于抗震结构产生了顾虑：欧美虽然已用强度很高的 C80-—C120等级混凝土修建了许多高强钢筋混凝土的超高层建筑，但一般都不在抗震设防区； 在日本一直严格限制应用钢筋混凝土高层结构；高强混凝土的脆性导致了混凝土抗力迅速下 降，现行各国规范都对抗震构件提出了轴压比的限值。 1基金项目地震行业专项项目(200808021)；建设部科研项目(2∞8．K3．1)；天津市科研项目(2008．25) [收稿日期】2009．12．29 [作者简介】董正方，男，生于1980年。同济大学桥粱系桥梁与隧道工程专业在读博士生。主要研究方向：轨道交通结构 抗震。Bmail：∞ml觚ho∞e@sohILcom 万方数据 震灾防御技术 5卷 混凝土柱延性的主要因素、轴压比限值问题、箍筋加密区最小体积配箍率等。而影响高强混 凝土框架柱位移延性的主要因素有：剪跨比、轴压比、配箍率、箍筋强度、纵筋配筋率等。 Shunsuke 沈阳建筑大学(阎石等，2005)、大连理工大学(关萍，1998)、日本学者Sugano 相同配箍特征系数和轴压比下，高强混凝士柱的延性低于普通混凝土；剪跨比是决定框架柱 延性破坏还是脆性破坏的主导因素；构件随着轴压比的增加其延性降低；随着箍筋强度的增 加，构件的延性增加；随着混凝土强度的提高，框架柱要获得较好的延性，箍筋强度等级必 须提高；增加配箍率，采取合理配箍形式，可以增加构件的延性。 高强混凝土框架柱的试验研究在国内外已有不少，但大部分的研究方法是基于普通混凝 密区的最小配箍率，其理论根据就是基于中、低强度等级的混凝土，而对高强混凝土是否适 用还缺乏试验验证。 以往的试验表明，用箍筋约束的高强混凝土柱，虽然已经用了很高的配箍率，其在较高 的轴压比下也不能达到普通混凝土柱所具有的抗震延性。目前，采取的可能措施只能是：不 用高强钢筋混凝土，而改用纤维高强混凝土、钢骨混凝土或钢管混凝土，或者限制高等级