T型非对称配钢型钢混凝土柱抗震性能试验研究

2014-05-09天水大成实业有限公司甘肃天水741020

山东工业技术 2014年21期

（天水大成实业有限公司,甘肃天水 741020）

本文对T型非对称配钢型钢混凝土柱进行了抗震性能试验研究，试验对象是6根T型配钢的型钢混凝土柱，试验参数有轴压比和体积配箍率，剪跨比都为2.5。对滞回曲线、延性性能进行了比较分析，试验表明，剪跨比为2.5的6根柱子的破坏形态主要为弯曲破坏；轴压比与构件延性成反比，轴压比越大，延性越差，反之越好；体积配箍率大的构件，延性越好，主要是因为箍筋对混凝土具有约束作用，从而改善了构件的延性。

T型非对称配钢；型钢混凝土柱；抗震性能

1 引言

型钢混凝土结构，作为钢和混凝土组合结构的一种主要形式，就是在混凝土之中配置一定的型钢（轧制或焊接成型），并且配有一定的受力钢筋及构造钢筋，以使这种组合结构的强度更高、刚度更大、延性更好，并且更有利施工速度的需要。型钢混凝土结构充分汲取了钢和混凝土优点，大大提升了这两种材料原有的承载能力，这种结构体系的抗震性能十分优异，较普通钢结构而言，其在耐火性能和耐久性能两个方面表现则较为突出，在经济效益方面也更加明显。在实际工程中由于构件的截面形式为变化的，单一的采用对称配钢型钢混凝土结构可能使结构的性能发挥不到最优，所以在有些部位，比如牛腿、墙转角处等多采用非对称配钢，故根据截面配钢形式的不同可以分为非对称截面型钢混凝土柱和对称截面型钢混凝土柱。关于对称配钢型钢混凝土柱，目前国内外的研究都比较多，并且形成了不少可参考的规范，然而对于非对称配钢型钢混凝土柱，国内外的研究都比较少，可事实非对称配钢的型钢混凝土柱在实际工程中运用也比较多，所以对非对称配钢的型钢混凝土柱的研究是具有重要意义的。本文对T型配钢型钢混凝土柱在不同轴压比与不同配箍率下的延性进行了试验研究，得出了轴压比、配箍率与延性的关系。研究成果将为非对称配钢型钢混凝土柱的抗震性能的研究提供一些参考，从而促进这种结构的推广与应用。

2 试验概况

2.1 试件设计

本试验总共设计了6根T型配钢型钢混凝土柱，主要考虑比较的参数为轴压比和配箍率，柱子剪跨比均为2.5，含钢率为5.19％，其余参数见下表1：

表1

试件截面及配筋构造图如下：

该试件所用混凝土强度等级为C40，试件用木模支模，人工浇筑成型，养护时间为28天，试件浇筑的同时我们做了150mm×150mm×150mm的标准试块，并且是在同条件下养护的，试块测得材料性能结果如下表2所示：

表2 混凝土材料性能

2.2 试验设备

T型非对称配钢型钢混凝土柱抗震性能试验采用拟静力加载。柱顶轴向力由油压千斤顶施加，由电液伺服作动器施加水平低周往复荷载，试验反力系统为L型反力墙，试验设备如下图所示：

2.3 加载方案

悬臂梁式加载方案可以作为试验使用。试验开始时，轴向压力由高精度静态液压伺服千斤顶施加，接着由电液伺服作动器采用位移控制施加水平低周往复荷载。根据实时绘制的柱顶水平位移-荷载滞回曲线和钢骨应变情况判断是否屈服。试件屈服前每级位移循环1次，分8级加载至屈服位移，屈服之后每级位移循环3次，直到荷载下降到极限荷载的85％或试件无法继续承受轴力时，停止加载，然后结束试验。

2.4 量测内容

量测内容有柱顶荷载及位移以及混凝土应变、钢骨、钢筋应变。柱顶水平荷载通过与伺服作动器连接的荷载-位移传感器即时采集，水平位移由位移计测得，混凝土应变采用附着式引申义量测，钢骨与钢筋应变的量测采用应变片和应变花测试。测试位置如下图1：