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摘要：為了研究T形柱截面曲率延性比的變化規(guī)律，以平截面假定為基礎(chǔ)，選用了合理的鋼筋和混凝土本構(gòu)關(guān)系模型采用SectionBuilder軟件分析了鋼筋混凝土T形截面的彎矩-曲率關(guān)系，考慮了T形柱肢寬厚比、軸壓比、荷載角和箍筋間距等因素對截面曲率延性比的影響，可作為異形柱抗震性能研究的參考。...

鋼筋混凝土T形截面柱的截面曲率延性分析

閻文博，趙慧娟

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都   610031)

    近年來，由異移柱構(gòu)件、輕質(zhì)填充墻及鋼筋混凝土梁板等組成的異形柱結(jié)構(gòu)體系在多層住宅結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。因異形柱尺寸可根據(jù)墻厚確定．能避免室內(nèi)出楞．可增加建筑的使用面積和美觀，并且柱網(wǎng)布置靈活，異形柱肢寬厚比一般小于4，文中分析對比了肢寬厚比分別為3、3.5和4的T形柱的曲率延性比，且考慮了軸壓比，荷載角和箍筋間距等主要因素對 T形柱的截面曲率延性的影響，并獲得J’相關(guān)結(jié)論

1.分析模型及基本假定

    1.1基本假定

    (1)平截面假定文獻[I]的試驗表明，不同方向的水平力作用下，測得的構(gòu)件截面的平均應(yīng)變符合平截面假定

    (2)鋼筋與混凝土粘結(jié)良好．不產(chǎn)生鋼筋粘結(jié)破壞和滑移。

    (3)異形柱混凝土本構(gòu)關(guān)系采用Park模型．塒時考慮箍筋約束對下降段的影響；縱向鋼筋的本構(gòu)關(guān)系取三折線模型。

    (4)受壓區(qū)混凝土的收縮，徐變影響不予考慮。

    1.2分析模型

    圖1中是肢寬厚比分別為h／b=3.35時4的T形柱截面尺寸及配筋混凝士強度采用C40，保護層厚度30腳扎縱筋為HRB335&22，箍筋布置為Φ8@100。

2.計算結(jié)果分析

    2.1軸壓比的影響

    圖2是肢寬厚比h／b=3.3 5，4的T形柱．荷載角為135°，軸壓比為0. 2～0，8時的截面曲率延性比。由圖中可以看出，勝寬厚比為3的截面延性明顯好于肢寬厚比3.5和4的截面h／b=3時．曲牢延性比曲線近似為一直線，且延性下降較陡、在軸壓比0.4時，h／b=3比h／b=3.5和4的延性提高16.7％和26.7％；軸壓比-0.6時，hYb=3比 h／b=3.5和4的延性提高17.4％和35％。

    圖3中，T形柱在各個不同荷載角度時，截面曲率延性比隨著軸壓比的增大而堿小。荷載角度為0o時，0.8比n=0.2的延性下降了33.6％。這是因為軸壓比的增大，會引起截面受壓面積和受壓區(qū)高度增大，使得截面曲率延性降低。

    2.2荷栽角的影響

    T形柱截面只有沿Y軸方向的單向?qū)ΨQ軸，隨荷載角度的變化，截面中性軸的位置也在變化。因此荷載角度對T形柱的延性和承載力都有影響。以下為T形柱中性軸位置示意(圖4，及不同荷載角度時的截面曲率延性比(圖5)。

    圖5中，荷載角度為0o時，T形柱的截面曲率延性最好，荷載角180°時截面曲率延性最差軸壓比0.4時，荷載角為0o的曲率延性比值比荷載角l35o時提高了62.4％，比荷載角l80。時的曲率延性比提高了120 4％。這是因為當荷載角為0o時，T形柱整個上翼緣處于受壓狀態(tài)，受壓區(qū)寬度大，受壓區(qū)高度相對較小，從受壓筋距離中性軸較近，受拉筋距離中性軸較遠，故此時截面曲率延性較好。荷載角為180o時，T形柱下部受壓，受壓區(qū)寬度較小，從而導(dǎo)致受壓區(qū)高度偏大，使得截面屈服曲率增大而極限曲率減小，截斷曲率延性比降低，曲率延性較差。

    2.3箍筋間距的影響

    圖6中，T形柱的截面曲率延性比隨著箍筋間距的增大而減小。軸壓比0.4，荷載角l35°，肢寬厚比h／b=3時，箍筋間距每增大20 mm，截面曲率延性比減小l0％-12.8％。這是由于箍筋間距的減小，提高了結(jié)構(gòu)的抗壓強度，同時也阻礙了混凝土斜裂縫的發(fā)展，延緩了混凝土的破壞，從而提高了柱的截面延性。

3.結(jié)論

    在影響異形柱截面延性的各種因素中，軸壓比的影響最為顯著，荷載角和箍筋間距的影響也較大。

    (1)在其它因素不變時，通過變換肢寬厚比的值，可以發(fā)現(xiàn)在b=3 5和4時，其曲率延性比在下降，即h／b=3的異形柱截面延性要好于h／h=3 5和4的異形柱截面延性。從軸壓比的角度看，隨著軸壓比的增大，肢寬厚比的影響趨于減弱，但截面延性還是肢寬厚比為3時最好。因此，在軸壓比相同的情況下，建議在工程設(shè)計中采用肢寬厚比h／b=3截面的異形柱。

    (2)隨著軸壓比的增大，T形柱的截面曲率延性比曲線下降。這是因為軸壓比增大，截面混凝土受壓面積增大，受壓區(qū)高度增大，構(gòu)件截面曲率延性比減小。

    (3)在不同荷載角度時，T形柱在0°的曲率延性較好，荷載角180°時的曲率延性最差；

    (4)隨著箍筋間距的增大，T形柱的曲率延性比呈下降趨勢。

參考文獻

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[2]趙艷靜，陳云霞，鋼筋混凝土異形截面雙向壓彎柱延性性能理論研究[J]建筑結(jié)掏l999(1)l6－ 21

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[4]陳偉．張新培，鋼筋混凝土不等肢異形柱截面延性最不利荷載方向的研究[J]四川建筑科學(xué)研究．2006．32<1)：32—36

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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