建筑结构试验论文-.doc

关于短柱在地震中的破坏实验分析 （[1]学院：土木工程学院 班级：建工101 学号：1008070316） 摘要：在进行抗震设计时候，必须考虑短柱的影响，这是由于短柱在地震中反映强烈。在地震中很多建筑会应该短柱的存在致使建筑物的整体倒塌。近几年来由于地震频频发生，造成了巨大的经济损失和惨重的人员伤亡。结构抗震显得尤其重要，短柱在地震中的破坏尤为严重。此文重点介绍了相关概念、原因分析和抗震构造要求等。 关键字:短柱、抗震、抗震构造 Abstract: During seismic design, it is necessary to consider the impact of short column, which is due to short column reflect the strong earthquake. Many buildings in the earthquake will be short column resulted in the presence of the whole building collapsed. In recent years, the frequent occurrence of the earthquake, causing enormous economic losses and heavy casualties. Seismic is particularly important, short column particularly devastating earthquake. This article focuses on the concepts and cause analysis and seismic design Keywords: short column, seismic, seismic structure 短柱概念[1] 钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比不大于2、反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比不大于4。实际工程中，应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束，如：框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱。还应注意计算的方向，柱子的截面高度应选取沿填充墙平面内的柱子截面尺寸，而不是选取柱子截面尺寸最大值(尽管这二者有时可能会相同)。[2] 三、短柱实验设计(实验背景) 在《工程结构抗震设计》的课堂上，叶敬老师给我们播放了一个关于短柱实验的视频。在视频里面我们可以看到短柱在振动台上破坏的过程。 实验设计：实验是将房屋的尺寸缩小模型，在模型底层分别有不同尺寸，不同约束的短柱。然后放到振动台上进行试验。 （一）在中间的柱子，有的柱子四周都砌筑了砖墙，用来约束柱子来形成短柱，还有不同尺寸的柱子的也四周砌筑了砖墙，用来判断不同尺寸短柱的破坏程度。当然还有的中部柱子是没有砌筑砖墙的，用来对比短柱的危害程度。 （二）在边柱上设置了三个方向的砌筑墙，也设置了两个的砌筑墙体，在端柱上设置了一个方向的砌筑墙体。这样做是为了形成不同的约束条件。 观看了视频，通过对比可以得出，四周都砌筑墙体的柱子破坏程度很大，随着约束方向的减少，破坏程度也相应的减少。同时尺寸大的柱子相比尺寸小的柱子破坏程度要小一点。破坏大多是剪切破坏，通过观察破坏处，可以发现混凝土先被压碎，之后钢筋被严重弯曲。通过观看视频，我有一个深刻的感受，短柱在地震中破坏时瞬间的。所以在我们进行结构设计时我们必须考虑抗震设计。 地震中短柱的破坏机理 由框架柱的线弹性侧向刚度D=12αEI／H3 。 其中α为根据梁柱线刚度比计算系数；EI为柱的抗弯刚度；H为柱的几何长度。对于矩形截面柱I=bh3／12,其中b和h分别为柱截面的宽度和高度，将I代入公式，得D=αbE／(H／h)3。由此可见，框架柱的线弹性侧向刚度与H／h的三次方成反比，即柱越短，其线弹性侧向刚度越大。 在框架结构地震反应的线弹性阶段，地震剪力在同层各柱间按D值分配，当某层一根和几根柱为短柱，其他柱为非短柱时，由短柱承担的地震剪力比例较其他柱大。短柱内混凝土材料单元体的应力状态三向受力；由于地震剪力在一层内沿柱高是常量，短柱内每一处混凝土单元体的剪应力τ大于同层内非短柱混凝土单元体的剪应力；混凝土单元体剪应力τ越大，则主拉应力σ1越大，因而短柱全高范围内混凝土很快开裂，裂缝呈X型。若裂缝宽度的开展没有受到限制，则很快形成宽度大的主裂缝，使短柱侧向刚度、抗剪和抗压承载力迅速退化，甚至完全丧失抗震能力。由于混凝土的变形能力低，短柱在受地震作用破坏时，没有明显的变形发生，因而是典型的脆性破坏。以上为混凝土短柱地震破坏的基本机理。[3] 短柱的防治 （一）、