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高强混凝土短柱力学性能试验研究

2017-02-10 17:27:16  字体:   打印 收藏 

摘 要:【摘要】 在随着科技的不断发展,混凝土的强度不断提高,此外建筑方案的复杂化也使得在许多建筑当中必须要设置短柱。而短柱的抗震性能相对较低,利用高强混凝土浇筑的短柱的力学性能一直以来都没有引起学术界的关注,在本文当中,笔者利用12根高强混凝土短柱

关键词:混凝土论文结论


  【摘要】在随着科技的不断发展,混凝土的强度不断提高,此外建筑方案的复杂化也使得在许多建筑当中必须要设置短柱。而短柱的抗震性能相对较低,利用高强混凝土浇筑的短柱的力学性能一直以来都没有引起学术界的关注,在本文当中,笔者利用12根高强混凝土短柱进行了实验,研究了高强混凝土短柱在反复荷载作用下的力学性能进行了研究,主要研究了高强混凝土的延性以及抗剪强度等力学能力。

  【关键词】高强混凝土短柱;力学能力;实验研究

  1前言

  自从改革开放之后,我国的经济持续高速发展,许多高层以及超高层建筑不断出现,这部分建筑由于底层轴压比的限制,必须要采用强度较高的混凝土,特别是在超高层建筑当中,往往底层竖向构建的混凝土强度等级都需要达到C60。同时由于建筑抗侧移刚度的影响,许多底层的柱子都必须要加大截面才能保证建筑的整体稳定,这就必然导致短柱的产生。我国现阶段使用的《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土设计规程》以及《建筑抗震设计规范》等规范与规程往往都是基于低等级的混凝土研究而得出的结果,因此,这些规范对于高强度的混凝土结构设计存在着一定的缺陷,采用高强混凝土建造的框架柱,其延性以及抗剪强度能否得到有效的保证对于建筑的抗震性能具有非常严重的影响。在本文当中笔者对不同轴压比以及配箍率的高强混凝土短柱的延性以及抗剪性能进行了必要的研究。

  2实验概况

  2.1加载装置及加载制度在本文的实验研究当中,笔者采用的是一种搭接了混凝土简支梁的框架柱,荷载的加载模式如图1中所示。首先用电液伺服作动器施加轴向荷载并保持为定值,之后再反复施加横向荷载,加载制度采用变幅变位移制度,每一控制位移下横向荷载循环2次,加载制度如图2所示。在屈服位移以前先在一个方向施加横向荷载至试件产生横向裂缝,尔后再向另一方向加载至开裂。2.2相关的试验参数在本文的实验当中,柱截面尺寸为200mm×200mm,柱子的剪跨比分别为1.65、1.5与1.35,柱子的纵向配筋率为1.78%。柱子的混凝土强度等级为C60,轴压比分别为0.8、0.7、0.6、0.5、0.4,柱子的箍筋采用直径为6和8的一级钢。

  3实验结果

  3.1破坏特征在实验开始的最初阶段,短柱还是处于弹性变形阶段,在卸载之后几乎没有残余变形,随着荷载的不断增加,最初在柱子的底端出现了斜裂缝,斜裂缝不断增加,最终形成较大的斜裂缝,大斜裂缝出现之后,与斜裂缝斜交的箍筋的应力不断增长,与混凝土共同承担剪力,在这个过程当中箍筋逐渐屈服,最后发生突然性的剪切破坏。3.2影响高强混凝土短柱延性的因素在本次实验当中,采用能量等效法求解屈服位移Δy,再根据实验所观察到的极限位移Δu,将延性比定义为:uΔ=Δu/Δy轴压比对高强混凝土短柱延性的影响:如图3中所示为不同试件在相同的体积配箍率下的位移延性比,从中我们可以看出,随着轴压比的增加,刚开始柱子的延性会不断增加,但是在增加到一定程度之后,柱子的延性明显降低,柱子出出现明显的脆性破坏特征。3.3影响高强混凝土短柱抗剪性能的因素(1)混凝土的强度根据最新的研究表明,随着混凝土强度的不断提高,混凝土柱子的抗剪性能会不断提高,但是二者之间并不是完成成正比提高。(2)剪跨比高强混凝土柱在轴压比与混凝土强度相同的情况下,构件的抗剪强度随剪跨比增大而降低。

  4结语

  随着高强混凝土在工程当中的运用越来越广泛,对高强混凝土柱的力学性能进行研究对于提高结构的抗震性能具有非常重要的意义,在本文当中,笔者设计了实验对高强混凝土的力学性能进行了研究。

  作者:冯兆奇 单位:成都理工大学环境与土木工程学院

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