钢棒高强混凝土柱抗震性能试验研究

【摘要】：随着现代建筑的发展，建筑物的高度、跨度不断增加，传统的钢筋混凝土结构已经满足不了现代建筑的要求。因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大，如仍采用普通的钢筋混凝土柱，由于受到轴压比的限制，导致柱截面尺寸非常大，不仅影响使用功能，而且往往形成不利于结构抗震的短柱。大量试验表明，在型钢混凝土柱中，由于型钢分担了部分轴力，可以有效减小混凝土部分的轴压比，提高柱的抗震性能。因此，高强混凝土柱，特别是型钢高强混凝土柱在现代建筑中得到了较为广泛的应用。 型钢高强混凝土柱承载力高，延性较好，但缺点是与钢筋混凝土梁的连接构造较复杂，用钢棒代替型钢，配置在柱截面中部的核心部位，即形成一种新的SRHC柱-钢棒高强混凝土柱(Steel Bar Reinforced High-strength Concrete Columns)。在拥有型钢高强混凝土柱的优点的同时，又方便与钢筋混凝土梁的连接，从而方便施工。钢棒高强混凝土柱有待进一步进行研究。本文主要进行了以下几方面的工作： (1)详述了型钢混凝土结构和型钢高强混凝土结构的特性和研究发展状况； (2)设计了4个钢棒高强混凝土柱试件,并进行轴压试验，对试件的破坏形态、钢筋应变等进行了分析； (3)设计了7个钢棒高强混凝土柱试件,并进行低周反复水平加载试验，对试件的破坏形态、钢筋应变、滞回特性、耗能能力、变形能力、刚度退化特性等进行了分析； (4)对试件进行非线性有限元分析，并将计算结果与试验结果进行对比，验证非线性有限元分析手段的可靠性。 本文的研究成果为钢棒高强混凝土柱的抗震设计提供了试验依据，对实际工程的设计和应用具有重要的意义。