型钢混凝土柱轴压比限值分析.pdf

第七届全国现代结构工程学术研讨会 型钢混凝土柱轴压比限值分析 赵玉慧+薛建阳赵鸿铁陈宗平 (西安建筑科技大学土木工程学院， 西安7100弱) 摘要：轴压比是衡量受压构件延性大小的重要指标，它对结构抗震性能的影响很大。本文介绍并分析了普通型钢混凝土柱、 型钢高强混凝土柱以及型钢混凝土异形柱的轴压比限值及其计算方法，根据理沦分析和试验结果，对掣钢混凝土柱轴压比限 值给出台理取值的建议，可供设计人员参考。 关键词：型钢混凝土柱，轴压比限值，延性 一、轴压比定义 (一)钢筋混凝土柱轴压比 我国现行规范”1规定钢筋混凝土柱的轴压比是指作用在柱上的轴压力设计值N与柱全截面面积A和混 凝土轴心抗压强度设计值^乘积的比值，即： n=去 ㈣ fA 规范设置轴压比是为了保证框架柱在地震下的延性，而轴压比限值是我国规范给出的柱轴压比的最大 允许值，见表1。对于铡筋混凝土柱，其破坏形态大致可分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两类。为 保汪柱在地震作用下具有足够的变形能力，应尽量使柱的破坏形态为大偏心受压的延性破坏。现行规范中 框架柱轴压比限值就是根据大小偏心受压破坏形态的界限破坏状态以及部分试验研究结果进行确定。 表l钢筋混凝土柱轴压比限值(GB500lO-2002) (二)型钢混凝土柱轴压比 型钢混凝土结构是把型钢置入钢筋混凝土中，由型钢、钢筋、混凝土三种材料协同工作抵抗外力的一 种结构形式。型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱不同。由于在型钢混凝土柱内配置了核心型钢，所以轴向压力 作用下型钢承担了很大一部分轴力，型钢的含量直接影响到柱承受轴压力的大小及柱的抗震性能，故此规 程Ⅲ规定，型钢混凝土柱的轴压比公式为： Ⅳ n=-=■——=—_ (2)‘1 正Ac十五A ． 型钢混凝土框架柱轴压比限值的规定是保证框架柱具有较好的延性和耗能性能的必要条件，轴压比限 值的确定是在试验研究基础上，规定二级抗震等级的框架结构柱的轴压比限值为0．75，此控制值能保证框 架柱延性系数达到3。对于其他不同抗震等级，不同结构体系的框架柱，其轴压比限值相应进行调整，限 值见表2。 ’本论文为国家自然科学基金瓷助项目(5047踟“){陕西省自然科学研宄计划项目(2002Bj3)资助项目产出论文 J802 工业建筑2007增刊 第七届全国现代结构工程学术研讨会 表2型钢混凝土框架杜的轴压比限值(规程JGn38-2001) 抗震等级 结构类型 箍筋型式 一级 一级 三级 框架结构 复合箍筋 O．65 O75 085 (三)型钢混凝土柱轴压力比 对于型钢混凝土柱，在一定轴力下，随轴向塑性变形的发展，以及长期荷载下混凝土的徐变影响．钢 筋混旋土部分承担的轴力逐渐向型钢部分转移，根据短期反复荷载下型钢混凝土框架柱试验得到界限轴压 力，再考虑长期荷载下徐变的影响后，得到型钢混凝土柱轴压力限值。规程”1考虑地震作用组合时，框架 柱承受的压力设计值应满足下式的要求： Ⅳ≤n(正Ac+丘A盯) (3) n为轴压力限值系数，见表3。