斜向反复加载下高轴压比RC短柱抗震性能实验.pdf

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1、东北石油大学学报第38卷第2期2014年4月JOURNALOFNORTHEASTPETROLEUMUNIVERSITYVo1．38No．2Apr．2014斜向反复加载下高轴压比RC短柱抗震性能实验宋坤，李振宝(1．北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京100124；2．燕山大学建筑工程与力学学院，河北秦皇岛066004)摘要：为研究斜向地震作用下高轴压比RC短柱在不同加载角度及配箍率下的抗震性能，开展5根截面尺寸为300mm×3001TlIn，轴压比为0．6，配箍率分别为0．529和1．058，加载角度分别为0。、2

2、2．5。及45．0。的钢筋混凝土柱试件的低周往复加载实验，记录试件的破坏形态，提取滞回曲线和骨架曲线；从耗能能力、承载力及延性等方面对RC短柱进行抗震性能分析．结果表明：相同加载角度的试件随配箍率的增大，承载力增大，强度退化变缓，刚度基本不变．水平主轴加载时，配箍率对试件延性基本没影响；斜向水平加载时，延性随配箍率的增大而有所增大，提高配箍率可以在一定程度上改善试件的变形能力．该研究结果为RC短柱在工程中应用提供参考，为完善混凝土结构设计规范提供依据．关键词：斜向地震作用；高轴压比；RC短柱；加载角度；配箍率；抗震性能中图分类号：

3、TU375．3；P315．9文献标识码：A文章编号：2095—4107(2014)02—0102—070引言随着超高层建筑物的增多，底层框架钢筋混凝土柱所承受的竖向荷载越来越大，轴压比越来越高]；由于地震动具有多维性、随机性及不确定性，在与结构两个主轴方向斜交的斜向地震作用下，钢筋混凝土(RC)短柱的承载力与两个方向共同受力的梁所承担的力相比表现明显不足，造成RC短柱破坏或结构倒塌．因此，提高斜向地震作用下RC短柱的抗震性能成为提高结构整体抗震性能的重要途径．人们对地震作用下的钢筋混凝土柱开展试验研究和理论分析．HidetakaU

4、等开展双向加载下矩形RC短柱的受力性能分析]，KyuichiMaruyama等进行双向加载下矩形RC短柱的拟静力试验研究]，KyleAW等考察关于钢筋混凝土短柱中钢筋对钢筋混凝土短柱侧阻力的影响_4]．人们对框架柱开展静力和动力分析．白那等分析3种典型加载路径下的双向压弯方钢管短柱，考察材料强度、长细比和含钢率等因素的影响，表明不同的加载路径对双向压弯方钢管混凝土柱的承载力影响不大5]．赵文艳l6分析斜向受力方钢管混凝土框架柱的滞回性能．人们对钢筋混凝土柱在双向荷载下的受剪性能开展研究_7，提出钢筋混凝土柱双向受剪承载力简化算法，

5、多数研究地震波或反复荷载的输人与坐标轴平行，即作用在主轴上，但是开展斜向反复加载作用下高轴压比钢筋混凝土(RC)短柱抗震性能的实验研究较少．笔者开展5根钢筋混凝土悬臂短柱的拟静力试验，考察拟静力荷载的加载角度和配箍率对短柱抗震性能的影响，从耗能能力、承载力及延性等方面对短柱的抗震性能进行分析，提出短柱的设计建议，为实际工程应用提供参考．1实验概况1．1试件设计实验共制作5根钢筋混凝土悬臂柱，柱截面尺寸为300FfIF~)．×3001"~1I'I1，剪跨比为2，轴压比设计值为0．6，纵筋为12根直径为12mm的带肋钢筋，纵筋配筋率为

6、1．00S，保护层厚度为15mm，混凝土强度设计等级为C40，实测混凝土平均抗压强度_厂c为43MPa．试件的主要参数见表1，钢筋的材料力学性能见表2，混凝土的材料配合比见表3．试件尺寸及配筋示意见图1，其中试件P(a)一0．6和D(b)一0．6的箍筋收稿日期：2014一O2—14；编辑：任志平基金项目：国家自然科学基金项目(51078011)；北京市自然科学基金B类项目：北京市教委科技计划重点项目(KZ201110005009)作者简介：宋坤(198O一)，女，博士研究生，讲师，主要从事结构与工程抗震方面的研究．·102·第2期

7、宋坤等：斜向反复加载下高轴压比RC短柱抗震性能实验间距为40mm．表1试件主要参数Table1Themainparametersofspecimens钢筋直径／ram级别屈服强度／MPa极限强度／MPa延伸率／弹性模量／(10sN·mm一。)1．2加载方案表3混凝土的材料配合比试验加载装置由反力墙、一个500kN拉压Table3Mixproportionofconcrete(kg·1TI一。千斤顶、一个3000kN竖向千斤顶和门式钢架强度等级水水泥砂子石子C401683507101023等组成，竖向千斤顶随试件水平位移共同滑动．在

8、柱顶处安装位移计测定在水平力作用下柱顶水平位移．●割i1l_●II●L__lo●一十LIj』ii』』嫂』』』(a)加载角为0。试件(b)加载角不为0。试件图I试件尺寸及配筋(单位：ram)Fig．1Dimensionsandreinforcemen