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《型钢高强混凝土柱抗震性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、型钢高强混凝土柱抗震性能研究摘要：采用ANSYS软件进行了数值模拟，分别对比了三种型钢截面形式和三种轴压比对型钢高强混凝土柱的延性和耗能性能的影响。从计算结果可以看出，轴压比越小，延性系数越大，抗震性能越好。Abstract：ANSYSsoftwarewasusedfornumericalSimulation,theeffectsofthreesteel-sectionandthreeaxialcompressionratioofsteelductilityandenergydissipationp
2、ropertiesofhighstrengthconcretecolumnswererespectivelycompared・Ascanbeseenfromtheresults,theaxialcompressionratiowassmaller,themoregreaterofductilityfactor,themorebetterofseismicperformance.关键词：型钢高强混凝土柱；轴压比；延性系数；承载力Keywords:steelhigh-strengthconcreteco
3、lumn；axialcompressionratio；axialcompression；bearingcapacity中图分类号:TU392.1；TU352.1文献标识码：A文章编号:1006-4311(2014)15-0134-020引言框架结构的构件震害一般是梁轻柱重，尤其是角柱和边柱更易发生破坏。柱是框架结构的主要承重构件，出现较大的塑性变形后难以修复，柱破坏可能引起整个结构倒塌。柱的承载力和变形对整体结构的抗震性能影响较大。大量试验表明[1],型钢分担了柱的部分轴力，混凝土部分的轴压比得到了
4、有效减小，故而柱的抗震性能得到提高。因此，型钢高强泯凝土柱被广泛应用于现代超高层建筑。1试件参数基本试件型钢采用钢材强度等级为Q235,屈服强度fy=235N/mm4,极限强度值为fu=275N/mm2,弹性模量Es二2.lX105N/mm2,泊松比为0.2；混凝土材料强度等级为C70,极限抗压强度fc二69.7N/mm2,弹性模量Ec二3・7X104N/mm2,泊松比为0.2；箍筋、纵向钢筋取用HRB335级筋，泊松比为0.2,弹性模量Es=2.lX105N/mm2,屈服强度为fy=300N/mm
5、4[2]o模型中混凝土采用Solid65实体单元，型钢采用Solid45实体单元，钢筋采用Link8单元，钢筋弥散于混凝土中，型钢与混凝土接触面采用Ansys中粘结命令处理，计算中不考虑型钢与混凝土之间相对滑移问题[3]。文章分别对三种不同截面配钢形式的型钢高强混凝土柱在轴向力N和水平单向加载作用下的受力性能以及破坏机理进行分析。型钢高强混凝土柱截面如图1所示。2相同轴压比下试件延性及耗能能力的比较当轴压比相同时（n=0.45）,试件1、试件2及试件3的骨架曲线如图2所示。试件1延性系数?滋？驻1=
6、?驻u/?驻y=5.5/1.8=3.1；试件2延性系数?滋？驻2二？驻u/?驻y二3/1.2二2.5；试件3延性系数?滋？驻3二？驻u/?驻y二7.5/2.8=2.7。从图2骨架曲线及延性系数可以看出，不同型钢形式的试件表现出不同的性能。延性系数越人，柱子的延性越好。延性性能和耗能能力都较好是带翼缘十字形型钢柱（试件1），在外荷载作用下，即使外包保护层混凝上剥落，但其内包混凝土也能与型钢继续共同工作，从而提高了构件的抗震性能；而抗震性能相对较羌的是不带翼缘的十字形型钢柱（试件2）；工字形型钢柱（试件
7、3）只是在其配置了型钢的强轴方向上表现出良好的延性和耗能能力。3不同轴压比下试件延性及耗能能力的比较3.1试件1在不同轴压比下的骨架曲线图3是试件1轴压力系数分别为n=0.38、n=0・41、n=0.45时骨架曲线的比较。当n二0.38时，?滋？驻1=?驻u/?驻y=5.8/1.5=3.9；当“0.41时，?滋？驻2二？驻u/?驻y二5.5/1.8=3.1；当n二0.45时，?滋？驻3二?驻u/?驻y二4.4/1.8二2.4。山计算得出的延性系数可以看出，轴压力系数影响试件的位移延性系数。试件的位移
8、延性系数随轴压力系数的增大而降低。轴压力系数从0.45降低到0.41柱的位移延性系数增加了29%,可见，在其它参数相同的情况下，降低轴压力系数可以改善试件的延性。从图3可以看出，轴压力系数n=0.38时的骨架曲线下包面积比n二0.41和n=0.45时的骨架曲线下包面积大，且n=0.38时的骨架曲线下降段比其它两条曲线（n二0.41；n二0.45）的下降段平缓。可见，轴压力系数低的构件耗能能力强，过最大荷载后，强度衰减缓慢，变形能力和延性性能也比较好。3.2试件2在不同
