高強混凝土加芯柱及框架結構抗震性能研究.pdf

1、高強混凝土抗壓強度高、耐久性好，可顯著減小框架柱的截面尺寸和結構自重，避免或減少普通混凝土框架柱因受軸壓比所限而出現(xiàn)的“胖柱少筋”現(xiàn)象，但塑性差阻礙了其在地震區(qū)的推廣應用。鋼管混凝土和鋼骨混凝土雖然能改善高強混凝土的變形能力和延性，但存在用鋼量大、防火性能差、節(jié)點構造復雜、施工難度大等缺陷。高強混凝土加芯柱是在高強混凝土柱的中部設置縱筋并與復合箍筋形成芯柱，既可提高柱的軸心抗壓承載力又能增強延性，但國內外的研究卻很少，使其不便直接應用于

2、工程實踐。本文通過理論分析、試驗研究和數(shù)值計算等方法研究高強混凝土加芯柱的抗震性能，為其推廣應用于工程實踐提供理論依據(jù)。
　　本文的主要工作和成果包括：1）進行了7個高強混凝土加芯柱試件在高軸壓力和往復水平力作用下的擬靜力試驗，研究和分析了高強混凝土加芯柱的破壞現(xiàn)象、水平承載力、滯回性能、延性系數(shù)、耗能性能、強度及剛度退化率等。研究表明，高強混凝土加芯柱具有較好的抗震性能，核心區(qū)面積、核心縱筋配筋率、配箍特征值對高強混凝土加芯柱的

3、抗震性能均有影響；2）基于試驗數(shù)據(jù)擬合了高強混凝土加芯柱在反復水平荷載作用下的無量綱化骨架曲線，得到了簡化三線型模型的基本參數(shù)；采用理論分析及試驗回歸的方法得到了骨架曲線的計算公式；根據(jù)試驗試件的滯回規(guī)則，構建了高強混凝土加芯柱的恢復力模型，并用試驗數(shù)據(jù)進行了驗證；3）采用有限元程序對不同設計參數(shù)的大量高強混凝土加芯柱非線性受力性能進行了數(shù)值分析，總結了核心區(qū)面積、核心縱筋配筋率、配箍特征值、軸壓比等參數(shù)對高強混凝土加芯柱抗震性能的影響

4、規(guī)律。分析結果表明，理論計算結果和試驗結果吻合較好，用有限元分析程序對高強混凝土加芯柱抗震性能進行受力分析的方法可行；4）將一七層框架結構的1-4層普通混凝土框架柱用高強混凝土加芯柱代替，進行了靜力和動力彈塑性分析，從結構的性能點、最大層間位移角、塑性鉸出鉸機制等方面對結構的抗震性能進行了綜合評估。研究表明，采用高強混凝土加芯柱在減小柱截面尺寸、提高建筑面積利用率的情況下仍能甚至優(yōu)于原結構的抗震性能。
　　本文的研究，既可為補充和