钢筋混凝土框架短柱在压弯剪复合受力下的全过程分析-结构工程专业论文.docxVIP

灭沣人学博卜{☆文摘 灭沣人学博卜{☆文 摘 要 ／ (钢筋混凝士框架梓是框架和框架剪力墙结构中11要的承重构件，除承受竖向荷载外， 稿+水平荷载作用F，还承受弯矩乖】剪力。在地震作_【；}I卜，由f-框架柱的破坏导致结构物或 构筑物坍塌的事例屡见不鲜。如：1968年日本十肚冲近海地震、1971年美国圣费尔南多震 害；1972年尼加拉瓜的马那瓜地震、1976年我国唐山人地震、1995年日本兵库县南部的 震害等调查资料表明，由r柱的破坏而导致整个结构的倒塌造成人}屯的生命和财产损失是 1F常严重的。因而，进行钢筋混凝十结构柱在各种荷载F的力学性能和变形性能的研究和 分析，是十分必要和非常有价值的。 庄钢筋混凝土构件的抗震性能研究中，研究人员对处在压弯剪复合受力情况下框架柱 的力学性能和变形性能给予了特别的重视，如M ECollins的斜压场理论，徐增全的软化桁 架理论、日本学者加藤勉、称原良一和南宏一、若林实提山的桁架．拱模型以及国内的天津 入学在这方面做了一定的工作等，提出了一些较为精确而实用的强度计算方法，这些计算 方法在满足一定可靠度的情况下，对钢筋混凝十框架短柱的受力性能进行了模拟，并用于 实用设计，取得了一定的经济效益和社会效益。但这些理论仅分析了柱的强度，对柱在压 弯剪复合受力情况下的变形分析尚未见报道。 钢筋混凝土框架柱在压弯剪复合受力情况F的力学及变形分析，是，。大结构r程研究、 设计及施[技术人员所关注的。由r影响其机理的冈素较多，冈而给分析和研究带来了较 人的困难√本文采用桁架．拱模型，结合晟小势能法进行j-框架柱在压弯剪复合受力情况F 的全过程分析，结合实验结果的对比，得出如F结论： 1、验结果与建议公式的曲线吻合程度较好。因此，将混凝土软化应力．应变关系运用 到桁架．拱模型之中是比较合理的。但鉴于该试验是通过荷载分级控制的，故只能验证混凝 十虑力．应变曲线的上半段。若想得到完全的曲线，则需在试验的后半阶段采用变形控制手 段： 2、随着轴压比的增加，纵向钢筋与混凝十之间的粘结破坏程度就越大，而桁架模型正 冈为这种粘结滑移和开裂不能较好的发挥其抗剪作用；同时，箍筋也不能充分变形以承担 较多的剪力。另外，剪跨比的减小，使拱模型的倾角p增加，从而使其承担的剪力增加。 综合以上儿方面的因素，则可看出，对剪跨比较小，轴压比较大的构件，拱模型作用显著； 反之桁架模型作用显著； 3、由于箍筋具有限制混凝土横向变形的作用，可延缓斜裂缝的出现，保持试件的整体 l。作，因此，增加配箍率，可以有效提高构件的抗剪强度和变形能力。但是当配箍率增大 到某一限值后，难以继续发挥其作用而使构件的抗剪强度进一步达到提高。但是它对核心 混凝土的约束作用却可以使构件的延性得到一定程度的再次提高： 4、剪跨比的增大使钢筋混凝土构件的抗剪强度减小，但变形能力却随之提高； 5、轴力的存在在一定的条件下对提高构件的抗剪强度有利，但却使其延性变差。【一方 面，轴压比限值过低，柱截面尺寸就较大，不能充分发挥混凝士的优势，也有可能成为短柱， 反而降低构件延性：另～方面，轴压比限值过高，构41-达到最大抗剪强度时，变形很小， 构件即告破坏，而且几乎没有后期变形能力。冈此，抗震设计时，轴压比限值的选择是十 分重要的。同时，适当增加配箍率可以有效的提高构件的抗剪强度和变形能力。弋 6、本文所用桁架一拱模型适用于不同轴压比的框架柱，也适用丁+轴压比为0的约束梁， 抗剪机理明确，具有适用范围广的特点； 7、本文用桁架一拱模型分析方法核算了42根框架柱与25根约束梁与简支梁，计算结 果与试验值之比的平均值为1,006，均方差为O．128，变异系数为o．127。可见本文所用方法 是比较合理的。 f为规范的修订、设计及施工提供有益的参考。7 关键词：钢筋混凝土、框架柱、‘桁架．拱 最小势能法 变7眵 强度， 天津夫学博I‘论文Abstract 天津夫学博I‘论文 Abstract Reinforced concrete frame columns under not only vertical but also horizontal loading and bending moments are main load—beating components in frame and frame shear—wall structures It is usually that the structures and buildings are collapsed because of the damaged frame columns under earthquakes，which are illustrated by many earthquakes in