我國城市軌道交通建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)高速發(fā)展的階段,特別是地鐵建設(shè)所占比重更多。由于城市軌道本身結(jié)構(gòu)的特性,大量使用到高軸壓比框架柱,而在地震作用下,高軸壓比的柱子的破壞將會(huì)更為嚴(yán)重,尤其在柱腳破壞明顯。因此,高軸壓比柱子的抗震延性性能是城市軌道建設(shè)中,特別是地鐵建設(shè)中必須克服的難題。為了提高結(jié)構(gòu)的安全性,目前,在我國已有的城市軌道中,特別是地下車站的建設(shè)中,大量使用到型鋼混凝土柱代替普通鋼筋混凝土柱。型鋼混凝土柱的應(yīng)運(yùn)也使得高軸壓比柱的危害相對(duì)減少。但是當(dāng)柱子承受較大豎向荷載時(shí),其是自身的變形能力將會(huì)降低,所以有必要對(duì)型鋼混凝土柱延性性能在高軸壓比的情況下進(jìn)行研究。本文主要工作內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)通過對(duì)國內(nèi)外研究結(jié)果數(shù)據(jù)的收集與分析,并對(duì)框架柱的震害調(diào)查,總結(jié)得到軸壓比、剪跨比、配箍率和箍筋形式、含鋼量、及混凝土強(qiáng)度以及栓釘?shù)扔绊懸蛩貙?duì)型鋼混凝土柱抗震性能影響。本文主要研究高軸壓比對(duì)抗震延性性能的影響。(2)通過線性內(nèi)插法得到各個(gè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)下的折減系數(shù)以及變異系數(shù),從而計(jì)算出普通鋼筋混凝土柱在各個(gè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)下的軸壓比的計(jì)算關(guān)系,并計(jì)算出型鋼混凝土柱的設(shè)計(jì)軸壓比與試驗(yàn)軸壓比的關(guān)系,從而確定試驗(yàn)加載過程中所需的豎向荷載。(3)設(shè)計(jì)2個(gè)高軸壓比為0.57和0.7的型鋼混凝土柱,進(jìn)行擬靜力加載試驗(yàn)(低周往復(fù)加載試驗(yàn)),得到型鋼混凝土柱的滯回曲線和骨架曲線。通過滯回曲線計(jì)算出其耗能指標(biāo)等效粘滯阻尼系數(shù)和功比指數(shù);由骨架曲線得到其極限位移和屈服位移,從而得到其抗震延性性能指標(biāo)位移延性系數(shù)。(4)根據(jù)規(guī)范對(duì)混凝土塑性損傷本構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,利用ABAQUS對(duì)軸壓比為0.57和0.7的型鋼混凝土柱進(jìn)行數(shù)值分析,并將數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果擬合;將軸壓比擴(kuò)充為0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3,通過變參分析,得到型鋼混凝土柱在高軸壓比下的耗能性能和抗震延性性能的變化規(guī)律。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU398.9
【部分圖文】：

鋼柱破壞不明顯。阪神地震中的中柱破壞情況見圖1-1 和圖 1-2。圖 1-1 大開站中柱破壞情況 圖 1-2 阪神地震中地鐵車站中柱的震害1.2.2 地上結(jié)構(gòu)框架柱震害調(diào)查在我國，已經(jīng)發(fā)生的多次大地震中，可以發(fā)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的破壞情況要比砌體結(jié)構(gòu)輕的多，但也不可避免的會(huì)出現(xiàn)破壞，其破壞形式表現(xiàn)為：發(fā)生在底部框架結(jié)構(gòu)中的柱的整體破壞，發(fā)生整體傾斜或者倒塌（見圖 1-4），2008 年的汶川大地震中，就出現(xiàn)了許多因?yàn)橹悠茐亩鴮?dǎo)致的房屋建筑整體傾斜或倒塌；另一方面是發(fā)生在柱端的破壞，柱端出現(xiàn)混凝土壓潰、剝落等現(xiàn)象（見圖 1-3）。具有代表性的是，在 2008 年的汶川地震中，出現(xiàn)了大量的底層填充墻體和框架連接處開裂的情況，并且伴隨著墻體斜裂縫、水平裂縫的產(chǎn)生；某些框架結(jié)構(gòu)的柱子端部也出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，柱頂開裂、柱身出現(xiàn)水平裂縫。

圖 1-1 大開站中柱破壞情況 圖 1-2 阪神地震中地鐵車站中柱的震.2 地上結(jié)構(gòu)框架柱震害調(diào)查在我國，已經(jīng)發(fā)生的多次大地震中，可以發(fā)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的破壞情況要比砌體多，但也不可避免的會(huì)出現(xiàn)破壞，其破壞形式表現(xiàn)為：發(fā)生在底部框架結(jié)構(gòu)整體破壞，發(fā)生整體傾斜或者倒塌（見圖 1-4），2008 年的汶川大地震中，就多因?yàn)橹悠茐亩鴮?dǎo)致的房屋建筑整體傾斜或倒塌；另一方面是發(fā)生在柱端

圖 1-3 都江堰虹口鎮(zhèn)某建筑 圖 1-4 彭州市小漁洞鎮(zhèn)某建筑 框架柱震害總結(jié)通過對(duì)地下及地上的震害情況的調(diào)查，總結(jié)框架柱在遭到地震破壞時(shí)，存在以：（1） 柱子混凝土保護(hù)層開裂脫落嚴(yán)重，縱筋向外凸出、彎曲；（2） 柱子的破壞要比梁更為嚴(yán)重，對(duì)柱子本身的破壞情況來說，柱端比較嚴(yán)重（3） 梁柱節(jié)點(diǎn)、柱頂、柱底、柱身都是易發(fā)生破壞部位。另外，值得關(guān)注的是，在受到震害侵襲時(shí)，各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞情況中，無疑土中柱的破壞最為嚴(yán)重，中柱在地震作用下，頂?shù)锥藘?nèi)力不斷發(fā)生變化。對(duì)于破壞形式可以歸為三個(gè)類型：彎曲、剪切、彎剪聯(lián)合破壞。雖然在各個(gè)車站相源位置的遠(yuǎn)近不同，受到地震的影響程度不一樣，但是對(duì)于同一個(gè)車站來說，
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本文編號(hào)：2843126