型钢截面形式对型钢高强混凝土柱抗震性能的影响.pdf

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1、型钢截面形式对型钢高强混凝土柱抗震性能的影响TheInfluenceofSteelSectionintheSeismicPerformanceofSteelReinforcedHigh-strengthConcreteColumns■彭燕熊红喜■PengYanXiongHongxi[摘要]本文采用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纵筋体积率0.0113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。[关键词]型钢高强混凝土柱轴压比延性系数承载力图2三种不同钢骨形式对骨架曲线的影响[

2、Abstract]Inthispaper,theANSYSsoftwareisusedfor由骨架曲线的分析和计算得到的延性系数可numericalsimulation,andrespectivelycomparestheinfluence知，三个试件因为其内部所填充的钢骨形式不同，ofthreekindsofsteelsectionformandthreeaxialcompres-显现出不同的受力力学性能。柱子的延性与其延性sionratiosintheductilityanddissipationcapacityofsteel箍筋体积率0.016系数有重要关系，即

3、延性越好的柱子，延性系数越reinforcedhigh-strengthconcretecolumns.Thosecalculations（a）试件1柱截面大。抗震性能最好的是带翼缘十字形型钢柱（试件demonstratethattheaxialcompressionratioissmaller,duc-1），其在耗能能力和延性方面比抗震性能相对较差tilityfactorisbigger,theseismicperformanceisbetter.的不带翼缘的十字形型钢柱（试件2）表现出良好纵筋体积率0.0113的性能，其抗震性能得到提高的原因是因为外包保[Keyw

4、ords]steelreinforcedhigh-strengthconcretecolumns,护层混凝土即使剥落，其内包混凝土也能与型钢继axialcompressionratio,ductilityfactor,bearingcapacity续共同工作。但工字形型钢柱（试件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框架结构的构件震害一般是梁轻柱重，尤其是能力。角柱和边柱更易发生破坏。柱的承载力和变形对整三、试件在不同轴压比下耗能能力及延性的比较体结构的抗震性能影响较大。我国抗震规范虽然强1.试件1在不同轴压比下的延性调了钢筋混凝土延性框架设计应符合

5、“强柱弱梁”的设计原则，但实际上地震作用具有不确定性，同当n=0.38时，u5.83.9；箍筋体积率0.0161y1.5时，也不可能绝对防止在柱中出现塑性铰。为了使当n=0.41时，2u5.53.1；柱具有一定的安全可靠性，必须保证柱具有一定的y1.8（b）试件2柱截面延性。大量试验表明[1]，对于型钢高强混凝土柱来当n=0.45时，u4.42.4。3y1.8说，住的抗震性能之所以可以得到极大提高，是因从计算结果分析可知，试件的轴压力系数越大为型钢分担了柱的部分轴力使得混凝土部分的轴压纵筋体积率0.0113其位移延性系数则越小

6、，由此可见，试件位移延性比得到了有效减小。所以，型钢高强混凝土柱被广系数的重要影响因素是轴压力系数。柱的位移延性泛应用于现代超高层建筑。系数增加了30%时，其轴压力系数从0.44降低到一、试件参数0.39。显然，改善试件的延性可通过降低轴压力系基本试件型钢采用钢材强度等级为Q235，屈服2数来实现。4f275N/mm强度fy235N/mm,极限强度值为u,弹2.试件2在不同轴压比下的延性52性模量Es2.110N/mm，泊松比为0.2；混凝土材料2强度等级为C70，极限抗压强度fc69.7N/mm，弹当n=0.38时，u3.82.7；1y1.4

7、42性模量Ec3.710N/mm，泊松比为0.2；箍筋、箍筋体积率0.016u32.5纵向钢筋取用HRB335级筋，泊松比为0.2，弹性模当n=0.41时，2y1.2；52f300N/mm4量Es2.110N/mm，屈服强度为y。模型（c）试件3柱截面当n=0.45时，u2.82.3。3y1.2中混凝土采用Solid65实体单元，型钢采用Solid45图1型钢高强混凝土柱截面从计算结果分析可知，试件的轴压力系数越大实体单元，钢筋采用Link8单元，钢筋弥散于混凝二、试件在相同轴压比下延性及耗能能力的比较其位移延性