钢筋混凝土短柱在双剪作用下抗震性能的研究

论文摘要

矩形截面柱在双剪作用下破坏机理非常复杂,对这方面的研究并不充分;从以往的震害来看,剪跨比小于2.5的钢筋混凝土框架柱在地震中剪切破坏比较严重,塑性变形能力很差。近年来,短柱及其在双剪作用下的抗震性能的研究受到普遍的重视。本文采用建研式试验装置,进行了十二根受双剪作用的钢筋混凝土短柱的低周反复试验,分别进行了下列研究工作:①5个不同加载角度的对比试验,研究了不同加载角度(0°、30°、45°、60°、90°)对钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。②4个不同体积配箍率的对比试验,研究了不同体积配箍率(0.84%、1.1%、1.5%、3%)对钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。③3个不同纵筋率的对比试验,研究了不同纵筋率(1%、1.88%、3%)对钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。④3个不同轴压比的对比试验,研究了不同轴压比(0.3、0.2、0.1)对钢筋混凝土短柱抗震性能的影响。并得出了如下结论:①钢筋混凝土矩形截面短柱在双剪作用下,承载力与加载角度之间符合椭圆相关关系;体积配箍率在小于1.5%时可以提高抗剪承载力,但是超过1.5%之后不再有提高作用;轴压比增大,在一定范围内可以提高承载力;当纵筋率不过3%时,随着纵筋率的提高抗剪承载力有一定的提高。②增大加载角度能增强矩形截面柱塑性变形能力;体积配箍率增大能显著增大其塑性变形能力;当纵筋率不过3%时,降低试件的纵筋率,使其发生弯曲破坏,能显著增强其塑性变形能力;轴压比的提高会使塑性变形能力降低。③试件处于弹性变形阶段时耗能能力不强,随着试件塑性变形的增加,耗能能力逐渐增强直至试件失去承载力;加载角度增大、配箍率增加、轴压比减小等,能使试件塑性变形能力增强的因素都能增大试件总的耗能;弯曲破坏的试件耗能能力比剪切破坏的试件显著增强。④对于在双剪作用下发生剪切破坏的构件,最外边的纵筋可能会在即将达到极限承载力时发生屈服,但是这不能作为试件的屈服位移;屈服位移可以通过等效能量法求得,但是由此求得的位移延性对塑性变形能力的变化趋势反映不好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 存在的问题
• 1.4 研究的目的和内容
• 2 试验方案
• 2.1 试验加载方案
• 2.1.1 试验加载装置
• 2.1.2 试件安装
• 2.1.3 试验加载制度
• 2.2 试件设计及制作
• 2.2.1 构件的设计
• 2.2.2 材料的性能
• 2.3 轴压比及轴向力
• 2.4 试验的量测内容及方法
• 2.4.1 量测的主要内容
• 2.4.2 量测方法及应变片测点布置
• 2.4.3 荷载-位移曲线
• 3 试验现象及描述
• 3.1 DSC-1 试件
• 3.1.1 试验现象
• 3.1.2 开裂形态
• 3.1.3 试件破坏形态
• 3.2 DSC-2 试件
• 3.2.1 试验现象
• 3.2.2 开裂形态
• 3.2.3 试件破坏形态
• 3.3 DSC-3 试件
• 3.3.1 试验现象
• 3.3.2 开裂形态
• 3.3.3 以弯剪裂缝出现为主的阶段
• 3.3.4 试件破坏形态
• 3.4 DSC-4 试件
• 3.4.1 试验现象
• 3.4.2 开裂形态
• 3.4.3 试件破坏形态
• 3.5 DSC-5 试件
• 3.5.1 试验现象
• 3.5.2 开裂形态描述
• 3.5.3 试件破坏过程
• 3.6 DSC-6 试验
• 3.6.1 试验现象
• 3.6.2 开裂形态
• 3.6.3 破坏形态
• 3.7 DSC-7 试件
• 3.7.1 试验现象
• 3.7.2 开裂形态
• 3.7.3 试件破坏形态
• 3.8 DSC-8 试件
• 3.8.1 试验现象
• 3.8.2 开裂形态
• 3.8.3 试件破坏形态
• 3.9 DSC-9 试验
• 3.9.1 试验现象
• 3.9.2 开裂形态
• 3.9.3 试件破坏形态
• 3.10 DSC-10 试件
• 3.10.1 试验现象
• 3.10.2 开裂形态
• 3.10.3 试件破坏形态
• 3.11 DSC-11 试验
• 3.11.1 试验现象
• 3.11.2 开裂形态
• 3.11.3 试件破坏形态
• 3.12 DSC-12 试件
• 3.12.1 试验现象
• 3.12.2 开裂形态
• 3.12.3 试件破坏形态
• 4 试验分析
• 4.1 加载装置的有效性
• 4.2 骨架曲线
• 4.3 抗震性能
• 4.3.1 抗剪承载能力
• 4.3.2 塑性变形能力
• 4.3.3 耗能能力
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续研究工作及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录