柱下端局部采用frc材料钢筋混凝土柱承载力研究

《柱下端局部采用frc材料钢筋混凝土柱承载力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、柱下端局部采用FRC材料钢筋混凝土柱承载力研究　　摘要：为了改善钢筋混凝土柱的变形能力和损伤容限，在其下端局部采用纤维增强混凝土（FRC）代替普通混凝土，设计了6根剪跨比为3、柱内配置较少箍筋的钢筋混凝土柱试件，进行了拟静力试验。试验结果表明，这种柱为弯曲屈服后的剪切破坏，具有较好的变形能力和损伤容限；局部使用FRC材料可以减少约束箍筋和抗剪箍筋用量。根据试验结果，建立了考虑截面受拉区FRC受拉作用的压弯承载力计算方法以及斜截面受剪承载力计算公式，其中斜截面受剪承载力计算公式的计算值与试验值比较吻合。关键词：

2、纤维增强混凝土柱；损伤容限；承载力中图分类号：TU375.3文献标志码：A文章编号：16744764（2014）010038063为了改善钢筋混凝土柱的抗震性能，学者们进行了大量的试验研究和理论分析，提出了一些较为有效的措施，如对柱端的箍筋进行加密、改善箍筋形式等[15]。中国规范[67]也对柱端箍筋加密区的长度、箍筋间距和直径给出了明确的规定。但震害表明，在强震作用下，柱端箍筋加密区附近保护层混凝土严重剥落，影响震后恢复重建。文献[8]的研究结果表明：当配箍率增大到一定程度后，柱的地震位移反应趋于稳定，柱的

3、屈服荷载和初始水平刚度受配箍率影响不大。因此，需寻求其他措施以改进钢筋混凝土柱的抗震性能。纤维增强混凝土（FiberReinforcedConcrete，简称FRC）是一种高韧性的混凝土。一些研究者[913]及本课题组[1415]前期的研究结果表明：FRC有超高的受拉应变硬化性能，可用于以受剪为主的构件和高剪应力作用下的受弯构件；有很大的受压应变能力，可减少或取消抗震构件的约束钢筋数量；FRC增大了受弯和受剪构件的受剪强度、变形能力和损伤容限，即使在无横向钢筋或横向钢筋很少的情况下，构件仍具有很高的受剪强度、

4、变形能力和损伤容限。特别是FRC已走上了绿色化的道路，经纤维与活性掺合料有效复合，不仅节约了大量的资源和能源，保护了生态环境，而且经过界面结构的优化和强化、界面效应和界面粘结的发挥与提高，又进一步强化了混凝土材料各项关键性能，大幅度地提升了结构的耐久性，延长了材料和结构的服役寿命。徐洁，等：柱下端局部采用FRC材料钢筋混凝土柱的承载力分析为了充分发挥FRC的上述3优点，将FRC用于钢筋混凝土柱潜在的塑性铰区，柱的其余部分仍采用普通混凝土，以便改善钢筋混凝土柱的抗震性能和抗剪性能，从而减轻地震引发的结构破坏。通

5、过对5根塑性铰区采用FRC柱以及1根钢筋混凝土柱的拟静力对比试验，研究其破坏机理，并建立其承载力计算方法。1试验概况1.1试件设计设计制作了5根FRC柱及1根钢筋混凝土柱，以混凝土强度等级、轴压比和FRC区高度为变化参数。原型柱为净高3m、截面边长为500mm的正方形框架柱，缩尺比例为1∶2.5。模型柱边长均为200mm×200mm，剪跨比均取3.0，各柱的纵向钢筋均为412，箍筋按非抗震构造要求配置（从底梁顶面起算，200mm以内，为（6@100；200mm以上为（6@150），详见图1。试件编号、基体强度

6、等级、FRC区高度、FRC的水胶比、实际轴压比、设计轴压比以及各试件所加轴向力见表1。各试件的尺寸及配筋详图见图1。1.2材性试验试验所用普通混凝土和FRC的配合比及相应的立方体抗压强度平均值见表2。纵向受力钢筋采用HRB400级热轧带肋钢筋，箍筋采用HPB235级热轧光圆钢筋，其力学性能指标见表3，其中fy、fu分别表示钢筋屈服强度、极限强度的试验平均值。3