SRC—RC 竖向混合结构转换柱研究现状综述

通过16根转换柱试件及钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,分析型钢延伸高度、箍筋配置和型钢配钢率对转换柱受力性能的影响,为SRC-RC竖向混合结构的推广应用提供科研基础与参考.指出:(a)由于型钢的局部存在,转换柱容易产生类似于RC短柱的剪切破坏,破坏主要集中在RC部分,钢与混凝土之间的共同工作会导致此类破坏发生;(b)为了保证转换柱具有更好的抗震性能,应采取构造措施控制剪切裂缝的发展,避免剪切破坏,提高构件的变形能力.建议构件全高箍筋加密或在RC部分设置X形交叉钢筋.在对转换柱特殊破坏方式充分认知的基础上,对新的构造措施与配钢方式进行了展望.     

RC框架-钢管混凝土腋撑结构抗震性能分析

腋撑是设置于梁柱节点区域的短斜撑,用于提高结构抗水平力作用性能。与普通框架支撑相比,腋撑能提高建筑的有效使用空间,提高建筑的使用功能。腋撑可采用钢支撑、混凝土支撑以及耗能支撑等形式。钢管混凝土腋撑相比于钢腋撑,其轴向承载力较高;相比于混凝土腋撑和耗能腋撑,其施工更为方便。以新沂市某中学教学楼为背景工程,分别构建RC框架和RC框架-钢管混凝土腋撑结构模型,计算两种结构的振型、自振周期、能力曲线以及刚度退化速率等动力性能指标,通过对比分析,探讨增加钢管混凝土腋撑后对结构抗震性能的影响。研究表明,增设钢管混凝土腋撑后,结构的水平极限承载力和初始刚度大幅提高,层间位移明显减小,RC框架-钢管混凝土腋撑结构是一种抗震性能较好的新型结构。     

SRC-RC竖向混合结构转换柱构造措施与受力性能

通过7个转换柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,研究了采用不同构造加强措施转换柱的受力性能.结果表明:7个转换柱试件均产生了剪切破坏,破坏发生在转换柱上部的钢筋混凝土部分;转换柱试件表现出较RC柱试件更好的承载能力;具有不同构造特征转换柱的延性性能与变形能力表现出较大的差异,位移延性系数为1.97～5.99,极限侧移角为1/54～1/21,说明不同构造的加强效果差异较大.当转换柱的侧移角达到1/50时,设置构造加强措施5个转换柱试件的强度退化率均高于0.9,说明转换柱具有较强的抵抗反复荷载的能力,承载力具有良好的稳定性.转换柱试件骨架曲线上各特征点对应的割线刚度高于钢筋混凝土柱,介于钢筋混凝土柱与型钢混凝土柱之间.     

SRC-RC竖向混合结构转换柱型钢延伸高度分析

为确定SRC-RC竖向混合结构中转换柱的型钢合理延伸高度,保证转换柱具有良好的抗震性能,通过16根试件的低周反复荷载试验,对具有不同型钢延伸高度的转换柱进行了理论分析与性能研究。分析得出了能保证柱底型钢翼缘屈服的型钢最小延伸高度计算公式,保证柱底型钢受弯屈服。试件的位移延性系数随型钢延伸长度的增加呈现先升后降的规律,型钢剪力则表现截然相反的变化规律。型钢截断处的试件弯矩导致上部柱体与下部柱体在该截面存在相互脱离的趋势,纵向受力钢筋在这样的相互转动作用下产生了被拔出的作用效果。配钢率越大,型钢截断处的试件弯矩越大,则纵筋的拔出效应越明显。转换柱的反弯点大致位于0.6倍的柱高,反弯点至柱根部的距离即为型钢在转换柱中的合理延伸高度。型钢延伸高度达到反弯点时,型钢截断处的试件弯矩最小,试件损伤破坏较轻,型钢截断区的内力畸变影响区远离柱顶和柱底,相应区域的混凝土能够保持较好完整性,确保塑性铰具有良好的转动能力,转换柱具有更好的变形能力和抗震防灾能力。     

型钢混凝土应力传递与黏结破坏机理分析

以型钢混凝土标准推出试验为基础,分析型钢与混凝土之间的黏结性能与应力传递。在考虑型钢与混凝土之间三维空间黏结作用效果的基础上,建立推出试验的力学桁架模型,该桁架模型可以较好地反映型钢混凝土各种黏结破坏形态的破坏机理。混凝土强度、型钢翼缘的保护层厚度、配箍率、型钢的锚固长度是影响型钢与混凝土之间黏结强度的主要因素,利用桁架模型分析了这些因素对黏结强度的影响,得出以下结论:黏结强度随着混凝土强度的增大而提高;随着型钢翼缘保护层厚度的增加,混凝土保护层所能承担的拉力逐渐增大,极限荷载和黏结强度相应提高;配箍率的增加可以有效提高黏结破坏后的残余黏结力;随着型钢锚固长度的增加,试件能承受的极限荷载增大,型钢与混凝土接触面的黏结强度减小。     

SRC-RC竖向混合框架静力非线性分析

为了解决SRC-RC竖向混合框架承载力和刚度的突变问题,避免形成薄弱层,共进行了7个工况的静力非线性计算,对SRC-RC竖向混合框架的抗震性能进行了分析.通过计算给出了SRC-RC竖向混合框架的基底剪力与顶点侧移曲线、极限层间侧移角及塑性铰分布.结果表明:SRC结构层数与结构总层数的比值不应小于1/3,以保证梁铰侧移机...     

SRC-RC混合结构转换柱中型钢与混凝土的抗剪性能

通过对16根转换柱试件的低周反复荷载试验,分析了剪力在转换柱中钢与混凝土之间的分配规律,以及型钢剪力作用点至柱根部的距离,并研究了混凝土在反复荷载作用下的抗剪损伤.结果表明:配钢率、型钢延伸高度及轴压比是影响剪力分配与型钢剪力作用点至柱根部距离的主要因素;型钢剪力随型钢配钢率的增大而增大;随着型钢延伸高度的增加,型钢剪力的分配比例呈现先降后升的规律;型钢剪力的分配系数随着轴压比的增大略有减小;型钢剪力的作用点至柱根部的距离随轴压比的增大而减小,随型钢延伸高度的增加表现出先升后降的变化规律,型钢配钢率对该距离影响相对较小;型钢剪力反作用于混凝土截面中部,导致拉应力的出现,加速了混凝土的损伤,混凝土损伤又反过来降低了型钢的抗剪能力,导致型钢剪力进一步增大,如此交错影响导致混凝土损伤不断积累,直至试件破坏.     

SRC-RC竖向混合结构转换柱型钢保护层厚度分析

对16根试件进行了低周反复荷载试验研究.研究发现:由于转换柱试件的剪切作用明显,因此增加箍筋数量能够明显提升转换柱屈服后的变形能力,改善抗震耗能能力;影响型钢翼缘保护层厚度的主要因素包括试件的构造措施、轴压力大小以及钢与混凝土之间的粘结性能;当构造措施无法避免临界剪切斜裂缝的出现时,型钢翼缘保护层承担了较大的轴压力,存在负荷过大而压溃的可能,这种破坏方式将导致箍筋约束作用无法得到充分发挥,转换柱的抗震性能无法得到保证.为了保证型钢与混凝土之间的共同工作效果,防止转换柱破坏前型钢翼缘保护层压溃,型钢翼缘保护层不应小于0.2倍的截面高度,且不小于50 mm.     

SRC-RC 竖向混合结构转换柱刚度退化全过程分析

为了研究SRC-RC竖向混合结构中转换柱的刚度退化规律,设计并完成了17根试件的抗震性能试验,包括16根转换柱试件和1根钢筋混凝土柱对比试件。试验得到了转换柱的特征点刚度。转换柱的弹性刚度高于钢筋混凝土柱;试件的刚度随型钢延伸高度的增大呈现先降后升的变化规律;增大轴压比可以提升试件的刚度;型钢的配钢率对侧移刚度的影响相对较小。转换柱刚度退化的全过程可分为3个阶段,呈现出先快后慢的规律。刚度退化在混凝土开裂至试件屈服阶段较为迅速,屈服后则相对平缓。转换柱试件与钢筋混凝土柱对比试件具有相似的刚度退化规律。以16根转换柱试件为基础,对刚度退化曲线进行了拟合并给出了公式,可为混合结构的设计提供参考。