轴压反复荷载作用下箍筋约束混凝土十字形柱的性能研究

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1、分类号：TU37密级：UDC：624编号：201331609024河北工业大学硕士学位论文轴压反复荷载作用下箍筋约束混凝土十字形柱的性能研究论文作者：卢帅学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程指导教师：王晓伟职称：副教授资助基金项目：河北省自然科学基金（E2014202178）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringTHERESEARCHON

2、THEPERFORMANCEOFCROSS-SHAPEDCONCRETECOLUMNSCONFINEDBYSTIRRUPSUNDERAXIALLYREPEATEDLOADSbyLuShuaiSupervisor:Prof.WangXiaoweiMay2016ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofHebeiProvince.No.E2014202178.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包

3、含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在

4、解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要钢筋混凝土异形柱结构做为一种新型住宅结构体系，解决了柱子的外凸问题。把建筑的美观和使用的灵活性有机地结合起来，为用户提供了舒适的居住环境。异形柱结构较普通矩形柱结构抗震性能差，通过箍筋对核心混凝土进行约束不仅使异形柱结构具有良好的抗震性能还能有效地改善混凝土的脆性。对异形柱结构受力过程进行非线性分析需要合理的混凝土材料模型。目前已有对单调轴压荷载作用下箍筋约束混凝土异形柱强度、变形及应力-应变全曲线的研究，未见轴压反复荷载作用下异形柱箍筋约束混凝土的研究。研究轴压反复荷载作用下箍筋约束混

5、凝土异形柱的破坏特征、变形和强度性能以及应力-应变曲线，对于异形柱抗震结构的强度、延性以及恢复力特性等有直接的影响。因此本文对轴压反复荷载作用下箍筋约束混凝土十字形柱的性能进行研究，研究反复荷载下异形柱箍筋约束混凝土的强度、变形性能以及应力-应变关系。为异形柱构件及其结构的受力过程的非线性分析和抗震性能分析提供参考依据，以实现科学合理地分析、设计异形柱结构。本文完成了7根十字形柱在轴心受压反复荷载作用下的试验研究，研究了轴压反复荷载作用下箍筋约束混凝土十字形柱的破坏过程及破坏特征。根据试验结果分析了试件延性和配箍特征值的关系，建立了十字形柱应变延性系数

6、计算公式。对轴压反复荷载作用下箍筋约束混凝土十字形柱进行了数值分析，综合数值分析与试验结果揭示了十字形柱箍筋约束混凝土的约束机理。在此基础上分析了轴压反复荷载作用下十字形柱配箍量、配箍特征值、箍筋间距及形式等因素对约束混凝土强度、变形性能的影响并建立了轴压反复荷载作用下十字形柱箍筋约束混凝土强度、应变的计算公式，计算结果与试验结果吻合良好。参照单调轴压作用下十字形柱的箍筋约束混凝土应力-应变数学模型，建立了轴压反复荷载作用下十字形柱箍筋约束混凝土应力-应变曲线包络线方程；并对轴压反复荷载作用下箍筋约束混凝土十字形柱加卸载曲线进行分析，建立了加卸载曲线方

7、程；计算结果与试验结果吻合较好，说明建立的曲线方程能够较好地反映轴压反复荷载作用下十字形柱约束混凝土的应力-应变曲线变化规律。关键词：轴心受压反复荷载；十字形柱；约束混凝土；配箍特征值IABSTRACTSpecial-shapedcolumnsstructureisakindofnewresidentialstructure,whichsolvedtheproblemofcolumn’souterconvex,itcombinedthebeautyofbuildingwiththeuseingflexibilityorganically,anditpr

8、ovideduserswithacomfortablelivingcondition.Comp