高強(qiáng)混凝土加芯柱及框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度高、耐久性好，可顯著減小框架柱的截面尺寸和結(jié)構(gòu)自重，避免或減少普通混凝土框架柱因受軸壓比所限而出現(xiàn)的“胖柱少筋”現(xiàn)象，但塑性差阻礙了其在地震區(qū)的推廣應(yīng)用。鋼管混凝土和鋼骨混凝土雖然能改善高強(qiáng)混凝土的變形能力和延性，但存在用鋼量大、防火性能差、節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜、施工難度大等缺陷。高強(qiáng)混凝土加芯柱是在高強(qiáng)混凝土柱的中部設(shè)置縱筋并與復(fù)合箍筋形成芯柱，既可提高柱的軸心抗壓承載力又能增強(qiáng)延性，但國內(nèi)外的研究卻很少，使其不便直接應(yīng)用于

2、工程實踐。本文通過理論分析、試驗研究和數(shù)值計算等方法研究高強(qiáng)混凝土加芯柱的抗震性能，為其推廣應(yīng)用于工程實踐提供理論依據(jù)。
　　本文的主要工作和成果包括：1）進(jìn)行了7個高強(qiáng)混凝土加芯柱試件在高軸壓力和往復(fù)水平力作用下的擬靜力試驗，研究和分析了高強(qiáng)混凝土加芯柱的破壞現(xiàn)象、水平承載力、滯回性能、延性系數(shù)、耗能性能、強(qiáng)度及剛度退化率等。研究表明，高強(qiáng)混凝土加芯柱具有較好的抗震性能，核心區(qū)面積、核心縱筋配筋率、配箍特征值對高強(qiáng)混凝土加芯柱的

3、抗震性能均有影響；2）基于試驗數(shù)據(jù)擬合了高強(qiáng)混凝土加芯柱在反復(fù)水平荷載作用下的無量綱化骨架曲線，得到了簡化三線型模型的基本參數(shù)；采用理論分析及試驗回歸的方法得到了骨架曲線的計算公式；根據(jù)試驗試件的滯回規(guī)則，構(gòu)建了高強(qiáng)混凝土加芯柱的恢復(fù)力模型，并用試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證；3）采用有限元程序?qū)Σ煌O(shè)計參數(shù)的大量高強(qiáng)混凝土加芯柱非線性受力性能進(jìn)行了數(shù)值分析，總結(jié)了核心區(qū)面積、核心縱筋配筋率、配箍特征值、軸壓比等參數(shù)對高強(qiáng)混凝土加芯柱抗震性能的影響

4、規(guī)律。分析結(jié)果表明，理論計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合較好，用有限元分析程序?qū)Ω邚?qiáng)混凝土加芯柱抗震性能進(jìn)行受力分析的方法可行；4）將一七層框架結(jié)構(gòu)的1-4層普通混凝土框架柱用高強(qiáng)混凝土加芯柱代替，進(jìn)行了靜力和動力彈塑性分析，從結(jié)構(gòu)的性能點、最大層間位移角、塑性鉸出鉸機(jī)制等方面對結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了綜合評估。研究表明，采用高強(qiáng)混凝土加芯柱在減小柱截面尺寸、提高建筑面積利用率的情況下仍能甚至優(yōu)于原結(jié)構(gòu)的抗震性能。
　　本文的研究，既可為補(bǔ)充和