高强混凝土刚架结构的受力性能研究.pdf

第 “卷 第期建筑结构 “ “年月 高强混凝土刚架结构的受力性能研究 王博朱海堂 （郑州大学郑州 6 6 9 1 6 9 , 1 - 7，3 5 *5 ; 3 * 0 * 1 9 , , /， 3 0 * - 7 3 5，0 1 7 1 1 3 - 5 “ B试件K L ; “试件K L ; 立方体抗压强度 6 8位移滞回曲线， 即 “滞回曲线。 从中可以看出 在小位移幅值下的循环 加载并未使试件的强度及刚度产生明显的退化现象； 随着位移控制幅值的增大， 在相同的位移幅值下， 随着 循环次数的不断增加， 试件的加载和卸载强度及刚度 均不断降低； 在位移幅值过大时， 其强度、 刚度及变形 恢复能力等均发生了大幅度的降低； 在大、 小位移幅值 交替循环作用下， 试件仍具有相对较好的工作性能。 D“ 图刚架的水平荷载“位移滞回曲线 三、 强度退化特性 强度退化是指结构在循环反复荷载作用下， 当保 持相同的峰值位移时， 其峰值荷载随循环次数的增多 而降低的现象。实测的试件 “ ， “ 在等幅加载循 环下的最大水平荷载及其与荷载循环周期的关系曲线 示于表。从中可以看出， 在同一较大位移幅值下， 后 一循环的强度明显低于前次循环的强度， 随着水平荷 载循环次数的增加。试件的强度退化幅度呈逐渐减小 的趋势。 试件最大水平荷载实测值表 试件 位移幅值 （’’） 荷载 （ ） 加载周期 第周 第周 第周 第*周 第周 * , * 水平荷载 - , . * / , / , / “ 退化率 , . . , - . . , / 0 * - , . 水平荷载 / , - - , 0 * , * 退化率 , . . , 0 . , “ * . , . * 水平荷载 / 0 , 1 , 1 * , * 0 , - * , 0 * 退化率 , .. , 0 . , 1 . , *. , * / 四、 刚度退化特性 刚度退化是指结构在循环反复荷载作用下， 刚度 随着荷载循环次数和位移的不断增大而降低的现象。 结构的刚度退化性质通常可用滞回环峰点割线刚度 （即等效刚度） 或卸载至零点时的切线刚度 （即零载刚 度） 来表示。试验中试件 “ 和试件 “ 在循环加 载作用下的实测等效刚度值列于表*， 。表*，显示， 试件刚度的退化规律与其强度退化规律基本类似， 即 试件的等效刚度随着加载循环次数的增多和水平位移 幅值的增大而逐渐降低， 且降低的幅度逐渐减小， 总体 上呈现类似于双曲线的变化规律。 试件等效刚度的实测值表“ 试件 位移幅值 （’’） 刚度 （ ／’’） 加载周期 第周 第周 第周 第*周 第*周 * , * 等效刚度“ , / , , “ 退化率 , . . , / 0 . , / * - , . 等效刚度“ , - , . . , / 退化率 , . . , 0 / . , 1 * “ * . , . * 等效刚度“ , / , 1 , , , . 退化率 , .. , / 1. , 0 . , 1 . , 1 五、 等效粘滞阻尼系数 在现代工程抗震中， 经常用等效粘滞阻尼 系数的大小作为一个方面来判别结构在抗震 中的耗能能力， 它表示耗散能量与等效弹性体 产生相同位移时输入的能量之比。由于本试 验的滞回曲线正反向顶点位移受诸多因素的 影响并不一致， 因此取半圈滞回环面积及其相 应的等效三角形面积来计算等效阻尼比。此 图等效粘滞阻尼系数 次试验中试件的等效 粘滞阻尼系数计算结 果示 于 图。通 过 对 试 验 结 果的分析可知， 当等效粘滞阻 尼系数达到. , . , *时， 试 件将达到结构的极限状态， 即 结构的水平荷载下降到最大 水平荷载的/ 2时所对应的状态。 试件 不同位移幅值下的等效刚度实测值表’ 位移幅值（’’） , * 10 , . - , * . , . - “（ ／’’） , 0/ , 0* , . , / “／“.. , 0 . , . , . , 备注初始刚度“.3 1 , * （ ／’’） 六、 结论 通过上述试验研究可得到如下结论 （） 小位移幅值下的循环加载时， 试件的强度及刚 度无明显的退化现象， 但当位移幅值过大时， 试件的强 度、 刚度及变形恢复能力均发生了大幅度的降低。 （） 排架结构模型试件的强度及刚度随着加载循 环次数的增多而逐渐降低， 且降低的幅度逐渐减小， 总 体上呈现类似于双曲线的变化规律。 （） 当等效粘滞阻尼系数达到. , . , *时， 排架 结构将达到其极限状态。 （*） 当承受大、 小位移幅值交替循环加载时， 模型 试件仍具有较好的抗震工作性能。 参考文献 ,叶列平， 丁大均， 程文氵 襄4高强混凝土框架柱抗震性能的试验研 究4建筑结构学报， - - ， （*）4 ,孙克俭4钢筋混凝土抗震结构的延性和延性设计4内蒙古人民出 版社， - - 4 ,谢涛， 陈肇元4高强混凝土柱抗震性能的试验研究4建筑结构， - - /， （ ）4 * ,李立仁， 牛绍仁， 曲成平4低周反复荷载作用下高强混凝土柱受力 性能的试验研究4见 第二届高强混凝土及其应用学术讨论会论 文集， 宁波， - - 4 ,易伟建， 邹银生4高强混凝土压弯构件抗震性能试验研究4湖南大 学结构工程研究所， - - 0，4 0