焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱抗震性能试验分析word格式论文.docx

原创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅。论文作者签名：指导教师签名：签名日期：签名日期：第一章绪论1.1论文选题的依据和意义1.1.1 研究背景随着技术的发展，混凝土结构在其所用材料和配筋方式上有了许多新进展，形成了一些新的混凝土结构形式，如高性能混凝土、纤维增强混凝土及钢与混凝土组合结构等。现代高强混凝土的应用范围现已遍及桥梁工程、房屋建筑工程、港口海洋工程、地下工程等整个土建领域。自从50 年代以来，在我国经济建设中土木、建筑结构在较长期间内曾经大多数的采用了钢筋混凝土结构。框架柱截面几乎由轴压比限制所决定，混凝土梁的截面也比较大，出现肥梁胖柱的局面，不能理想的达到经济合理的设计。自从高层建筑、大跨建筑的兴起，迫使人们寻求出路，因而采用了钢结构或钢管混凝土的设计。其实发展钢结构或钢管混凝土结构是解决问题的一种办法，但是由于钢结构和钢管混凝土结构外露钢材的耐久性、耐火性和钢结构的刚度及稳定问题也多少存在问题。使得钢筋混凝土结构反而比钢结构及钢管混凝土结构优越。如今通过改进钢筋混凝土结构的性能，如发展高性能混凝土，采用高强度混凝土及钢材，并改善其构造措施，克服以往钢筋混凝土结构的肥梁胖柱问题，减轻自重，提高抗震性能都是能办到的[1]。以日本为例，原来的高层建筑多是钢结构，而近年来随着混凝土结构技术的发展，RC结构的高层建筑从1987年开始出现增长的趋势[2]。美国是将高强混凝土最早用于高层建筑并己得到大量推广应用的国家，在加拿大、澳大利亚、德国和日本等也有许多著名高层建筑的应用实例。高层建筑的底层受压构件承受巨大的轴力，采用高强混凝土后可以减小轴压比，改善受压构件的工作条件，并能大幅度缩小柱的截面尺寸，扩大柱网间距，增加建筑使用面积[3]。在我国1980 年前后，清华大学土木系和海军工程设计局成功地将塌落度为150mm的C70-75 级高强混凝土用于大型拱形防护门工程(宽13 米，高21 米)。由于技术经济政策上的一些问题以及缺乏相应的设计施工条例，还由于我国一些工地的施工管理水准过于落后，高强混凝土的推广应用一直较为滞缓。但随着我国城市建设迅速向着更高档次以及大规模基本建设高潮的出现，高强混凝土在技术和经济效益上的巨大优越性正日益为人们所认识[4]。中国国家自然科学基金委员会和建设部于1986—1990年资助了建设部重点科研项日“高强混凝土的配制、结构设计和施工方法”。全国钢筋混土标准技术委员会在1987—1991年组织了《混凝上结构设计规范》第四批课题“高强混凝土结构性能反设汁方法”，在1992—1996组织了《混凝土结构设计规范》第五批课题“高强混凝土结构基本性能”[5]。研究表明[6-7]应用高强混凝土可以减小构件截面尺寸，增加使用空间，减少混凝土用量，降低结构自重，有明显的社会效益和经济效益。试验都表明，改善砼延性的一个重要措施就是将高强砼置于约束状态之下，常用的方法就是设置箍筋。由于箍筋的存在，当砼受压而发生横向膨胀时给砼以侧向约束力，使砼处于多向受压状态，从而提高极限压应变，改善高强砼的延性。因而约束混凝土也己经称为工程中改善受压构件或结构中受压部分的力学性能的重要措施。箍筋如何才能更好的约束核心高强混凝土便成为一个重要的课题。本课题提出一种新型柱，即焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱。它可以有效的改善高强混凝土的脆性性能，提高柱的延性。该柱用于本课题组研究开发的一种全新结构—— 轻型钢-混凝土组合结构中。由于本文的焊接环式复合箍筋与复合连续箍筋的约束作用很相似，所以采用焊接环式箍筋来代替螺旋箍筋。钢管混凝土柱的优越性在于钢管约束了混凝土，提高了混凝土的受压强度及塑性，连续复合螺旋箍筋混凝土柱（ContinuousCompoundSpiralHoopReinforcedConcreteColumn,简称CCSHRC柱）具有同样的性能，CCSHRC柱是指采用连续复合螺旋箍筋（简称CCSH箍）代替末端靠弯钩锚固的普通复合箍筋柱，它的形式如图1-1所示。随着建筑业的发展，十四、五层的小高层居住建筑以其方便而舒适的特点越来越受到人们的喜欢，用钢筋混凝土框架结构建造小高层结构，其造价偏高，变形也很难满足。用轻钢结构建造小高层结构，不但造价偏高，而且用钢柱来承受压力稳定性较差且受力也不合理，容易形成所谓轻钢不轻的现象[5]。而轻型钢-混凝土组合结构非常适合建造小高层居住建筑。1.1.2轻型钢-混凝土