钢筋混凝土柱非线性变形分解试验及模拟-结构工程专业论文.docxVIP

中文摘要 中文摘要 I I 摘 要 在近年来世界各地的几次大地震中，钢筋混凝土柱结构有相当一部分柱发生 破坏，其位置大多处于柱端。钢筋混凝土柱是建筑结构中十分重要的构件，它既 要承担竖向荷载又要抵抗水平荷载。柱的破坏容易使结构发生整体破坏。因此， 对于地震作用下钢筋混凝土柱的非线性变形能力的研究有着十分重要的意义。 本文主要研究工作及所取得的结论： ① 本文对四根钢筋混凝土柱（其中两根柱剪跨比为 3，另外两根柱剪跨比为 2.1）进行低周反复加载试验，考察了轴压比、剪跨比等因素对试件非线性变形能 力的影响，同时量测了在不同轴压比、剪跨比下试件塑性铰区弯曲变形、剪切变 形以及纵筋粘结滑移三部分变形。根据试验结果得到了四个试件顶点力与顶点位 移的滞回关系、顶点力与塑性铰区弯曲转角的关系、顶点力与滑移引起的固端转 角的关系以及顶点力与剪切角的关系。 ② 本文量测了试件塑性铰区弯曲变形、剪切变形以及纵筋粘结滑移，经过分 析得到了三部分变形的比例组成以及对柱顶侧移的贡献比例。其中弯曲变形对柱 顶侧移的贡献最大，基本处在 50%以上，纵筋粘结滑移对柱顶侧移的贡献次之， 处在 20%～40%之间，剪切变形对柱顶侧移的贡献最小，对于剪跨比为 3 的试件而 言，剪切变形所占的比例是在 10%左右，对于剪跨比为 2.1 的试件而言，轴压比为 0.1 时，剪切变形所占的比例在 10%～30%之间；轴压比为 0.3 时，剪切变形所占 的比例处于 10%以内。 ③ 根据高文生给出的滑移材料本构定参方法，本文确定了四根钢筋混凝土柱 的滑移本构参数的取值，进而在 OpenSees 中对所完成的四根钢筋混凝土进行了模 拟（考虑纵筋粘结滑移的影响），通过模拟结果与试验结果的对比分析，本文发现 试件承载力模拟值与试验值误差多数集中在 10%左右，能比较好的反映试件的承 载力水平。对于模拟出塑性铰区弯曲转角与试验值对比误差多数处于 30%以内， 滑移引起的固端转角与试验值对比误差多数处于 30%以上。 ④ 为了考虑剪切效应的影响，本文在 OpenSees 中探索性地对两根小剪跨比 柱（ λ ??2.1）实现了考虑剪切效应的模拟。与不考虑剪切效应相比，考虑剪切效 应的试件承载力有所下降，轴压比为 0.1 的试件承载力与试验结果的对比误差在 10%以内，而轴压比为 0.3 的试件承载力与试验结果对比误差在 15%左右。 关键词：钢筋混凝土柱，塑性铰，弯曲变形，剪切变形，滑移 英文摘要 英文摘要 PAGE PAGE IV ABSTRACT As far as the devastating earthquake is concerned all over the world in recent years, there are a large number of reinforced concrete columns having been destroyed, and most of them are in the top position. As a significant component in architectural construction, the reinforced concrete column should bear both the vertical load and horizontal load. Moreover, the destruction of some columns would have an impact on a whole structure. Therefore, the study on the non- linear deformation ability of reinforced concrete columns under the seismic waves is of great meaning both at home and abroad. This thesis aims to draw a conclusion of the previous study: ① There are four reinforced concrete columns having been studied by cyclic lateral loading test (the span-to-depth ratio of the two is 3, and the other is 2.1), after considering the impact of axial compression ratio and span-to-depth ratio on the non- linear de