内藏劲性支撑混凝土组合短柱抗震性能试验研究

论文摘要

钢筋混凝土短柱的刚度大,但变形能力和耗能性能差,地震时易发生脆性剪切破坏,容易导致结构破坏甚至倒塌。笔者提出了改善短柱抗震性能的新措施,通过在普通混凝土短柱中加设斜向支撑来改善短柱的性能,进行了相应的抗震试验研究和理论分析。试验表明,本文提出的内藏劲性支撑混凝土组合短柱具有良好的抗震耗能机制。本文完成的主要内容与成果如下:1.首次提出了内藏劲性支撑混凝土组合短柱,较系统地进行了7个1/3缩尺的矩形截面短柱在低周反复荷载下的抗震性能试验研究。其中包括3个剪跨比为1.75的短柱和4个剪跨比为1.5的超短柱。2.在试验研究的基础上,较系统地分析了各试件的承载力、刚度、滞回特性、耗能能力,以及剪跨比和轴压比对短柱性能的影响,揭示了钢筋或型钢支撑组合短柱的抗震机理。3.建立了内藏劲性支撑混凝土组合短柱的抗震分析模型和理论公式。计算结果与试验结果符合较好。主要研究结论:1.内藏劲性支撑混凝土组合短柱和普通短柱相比,其抗震性能比普通短柱显著提高,后期性能稳定性好,滞回环饱满。2.采用内藏钢筋支撑短柱、内藏劲性支撑短柱、内藏复合支撑短柱的设计方法,均可取得良好的抗震效果。内藏复合支撑的组合短柱抗震性能更好。3.内藏支撑短柱裂缝较多、分布较广,柱体耗能能力较强,裂缝角度有向支撑角度逼近的趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 短柱的判别方法
• 1.3 混凝土短柱研究现状
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 试验概况
• 2.1 模型的设计、制作及模板图
• 2.1.1 试件的设计及制作
• 2.1.2 试件的模板图及配筋
• 2.2 材料的力学性能
• 2.3 试验加载方案及测点布置
• 2.3.1 加载方式
• 2.3.2 加载控制
• 2.3.3 测试内容及测点布置
• 2.4 本章小结
• 第三章 试验结果及分析
• 3.1 承载力实测结果及分析
• 3.1.1 承载力实测结果
• 3.1.2 承载力分析
• 3.2 刚度及其衰减规律
• 3.3 滞回曲线及分析
• 3.4 耗能能力及分析
• 3.5 破坏特征
• 3.5.1 DZ1.5-1 试验过程
• 3.5.2 DZ1.5-2 试验过程
• 3.5.3 DZ1.5-3 试验过程
• 3.5.4 DZ1.5-4 试验过程
• 3.5.5 DZ1.75-1 试验过程
• 3.5.6 DZ1.75-2 试验过程
• 3.5.7 DZ1.75-3 试验过程
• 3.6 钢筋及型钢应变分析
• 3.6.1 实测钢筋及型钢应变滞回曲线
• 3.6.2 钢筋及型钢应变对比
• 3.7 设计参数对短柱性能的影响
• 3.7.1 剪跨比的影响
• 3.7.2 轴压比的影响
• 3.8 本章小结
• 第四章 力学模型和计算分析
• 4.1 内藏劲性支撑混凝土组合短柱的恢复力模型
• 4.2 内藏劲性支撑混凝土组合短柱的承载力计算分析
• 4.2.1 大偏心受压承载力计算
• 4.2.2 小偏心受压承载力计算
• 4.3 内藏劲性支撑混凝土组合短柱受剪承载力计算分析
• 4.4 弹性刚度计算模型及计算分析
• 4.4.1 弹性刚度计算模型
• 4.4.2 初始弹性刚度的实测值与计算值的比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 抗震设计建议
• 5.1 内藏劲性支撑混凝土组合短柱的适用范围和布置原则
• 5.2 内藏钢筋支撑短柱的构造措施
• 5.3 内藏型钢支撑短柱的构造措施
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 硕士期间所发表的学术论文和获得的专利
• 致谢