橡胶掺量对圆钢管橡胶混凝土柱抗震性能的影响

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1、橡胶掺量对圆钢管橡胶混凝土柱抗震性能的影响[摘要]：本文运用abaqus有限元分析软件，通过变换圆钢管橡胶混凝土柱的橡胶含量参数并进行三种不同工况下进行水平低周反复荷载模拟实验的运算模拟。将得到的数据通过Origin软件进行数据分析，对各柱的弹塑性耗能和的累积延性进行影响因素的分析。[关键字]：钢管橡胶混凝土柱；ABAQUS；橡胶含量；加载方式；累积延性。中图分类号：TV331文献标识码：A1分析模型1.1模型的建立从抗震安全性能方面来考虑，往往是要求柱子有足够的屈服后累积耗能能力，柱子屈服后承载力也不能下降的太快。本文共进行了

2、12组模拟实验，对钢管橡胶混凝土柱进行一定轴压比下的低周反复水平荷载模拟实验,模型底端固定，上端施加水平荷载与竖向力，本次实验轴压比取40%。对钢管橡胶混凝土柱的橡胶含量参数对其滞回耗能能力的影响进行数据对比分析。1.2材料试验性能与本构关系7试验采用钢材型号为Q235。钢材式样根据《金属材料室温拉伸试验方法》[1]进行拉伸试验。混凝土等级采用C30混凝土，在混凝土实验室按照规范配置，按照设计按照比例掺入橡胶粉，制成符合要求的橡胶混凝土标准立方体试块，并进行合理的养护，养护完成后根据规范要求进行压力测试。通个材料实验得出钢材数据

3、结果如表1所示；不同橡胶含量混凝土的数据结果如表2所示。1.3加载制度的选取在以往模拟实验中，加载制度的不同会对结构的累积延性有一定的影响。为了考虑其影响，本文采用了三种不同的加载方式进行模拟加载试验。加载制度1为等位移幅值加载制度，每次递增的幅值为0.1，加载10个周期，幅值由0增加到为止。加载制度2为等位移幅值加载制度，每次递减的幅值为0.1，幅值由减小到0为止。加载制度3为非等位移幅值加载制度，幅值顺序依次为为0.1、1、0.2、0.9、0.3、0.8、0.4、0.7、0.5、0.6，加载10个周期。三种加载方式示意图如图

4、1-1、2、3所示1-1工况I1-2工况II1-3工况III1.4试件参数7本文以钢管橡胶混凝土柱的橡胶含量作为控制变量。其承载力设计依据《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90）[2],实验模拟中的材料强度值采用的均是试验试件材料的实测值。根据《建筑抗震试验方法规程》（JGJ101-1996）建议，柱截面全部为115mm,柱高取1500mm，钢管壁厚取4mm。橡胶含量取体积代换的0%，10%，20%，30%四类，本次实验轴压比均取40%。2圆钢管橡胶混凝土柱模拟实验分析经模拟实验所得的试验数据（各柱的屈服荷载、极限

5、荷载、屈服位移、极限位移）如表4对比橡胶含量表4编号屈服荷载Pykn极限荷载Pukn屈服位移mm极限位移mmR010.4416.846.8118.5R1011.3919.726.6819.1R2011.4818.526.6517.16R3011.7518.956.6220.262.1滞回曲线7我们通过静力弹塑性分析得到的数据，分析得出实验所需的抗水平力下降到极限荷载的85%时所对应的位移[3]。运用三种不同的加载方式模拟其在水平力下的低周反复荷载实验。用ABAQUS倒出X轴方向的柱顶位移与柱底支座反力，在把导出数据输入Origi

6、n软件，绘制其指挥曲线图。进行理论上的分析。模型柱在I、II、III加载方式下得到的滞回曲线如图2-1~2-12所示图2-1I工况0%图2-2I工况10%图2-4I工况20%图2-4I工况30%图2-5II工况0%图2-6II工况10%图2-7II工况20%图2-8II工况30%图2-9III工况0%图2-10III工况10%图2-11III工况20%图2-12III工况30%3累积延性分析累积延性=，式中：Ep为试件端部的塑形累积耗能值。即通过对构件的动力时程曲线进行积分，然后扣除曲线中构件的弹性耗能。My为构件的屈服弯矩；为

7、构件端部弯矩为My时所对应的位移转角[4]。累积滞回耗能是有损伤耗能。这种损伤会对试件的变形能力造成较大的影响。通过模拟试验能够得到钢管橡胶混凝土柱的累积塑性变形率，为部分柱铰屈服机制中允许屈服的柱提供设计依据。是对应于试件水平承载力下降到峰值的85%时的试件端部的塑形累积耗能值。通过累积延性公式计算得到各试件的累积延性，见表5、6、7I表5编号Ep/kN・mMy/kN・m/radR03.6048515.657950.0045450.71033R103.86517617.090950.0044550.782947R203.905

8、05717.224910.0044351.13756R304.05121317.619140.0044152.09951II表6编号Ep/kN・mMy/kN・m/radR03.80250615.657950.0045453.49081R104.10629217.