結(jié)構(gòu)的抗震性能是考量建筑安全性的重要因素。“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件”是框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本原則。而“強柱弱梁”指的是柱子應(yīng)晚于梁破壞,因為梁破壞屬于局部性的構(gòu)件破壞,對結(jié)構(gòu)安全性的影響有限,而柱子的破壞則有可能會導致結(jié)構(gòu)整體的倒塌,可能會帶來人員傷亡和經(jīng)濟損失等嚴重后果,因此提高柱子的承載能力和變形性能對于結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。而相較于方形箍筋而言,圓形螺旋箍的受力均勻、約束強度更大,因此對圓形螺旋組合箍約束方柱展開軸壓力學研究對今后的工程實踐具有較大的理論支撐價值。本文的主要研究對象是內(nèi)層為圓形螺旋箍而外層為普通方箍的圓形螺旋組合箍,設(shè)計了11個約束方柱模型,用有限元軟件進行約束構(gòu)件的模擬軸壓試驗,利用模擬數(shù)據(jù)探究了高強圓形螺旋組合箍約束下的普通強度混凝土方柱的軸壓受力性能,從箍筋強度及間距、混凝土強度及箍筋配置這四個方面詳細闡釋了這四個變量與箍筋約束性能的關(guān)系。除此之外,通過整理軸壓試驗數(shù)據(jù),分別研究了不同約束形式與構(gòu)件縱筋應(yīng)變、箍筋應(yīng)變及混凝土應(yīng)變的關(guān)系,以及對鋼筋屈服情況的影響。結(jié)果顯示,相較于方形組合箍及井字箍,圓形螺旋組合箍的混凝土、外層及內(nèi)層箍筋、角部及中部縱筋的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

汶川地震中的房屋破壞情況

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文2柱的斜裂縫在地震力的作用下不斷擴展，裂縫上下兩個部分的短柱發(fā)生相對滑移，使箍筋被繃直并出現(xiàn)松扣的現(xiàn)象，繼而混凝土柱失去側(cè)向約束力，混凝土達到極限壓應(yīng)變發(fā)生剝落或破碎，縱筋縱向壓屈，呈“燈籠狀”破壞形態(tài)[7][8]。為了提高地震作用下框架結(jié)構(gòu)的安全性及可靠度，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定了軸壓比限值，但實際工程中，若為滿足限值要求就需要加大混凝土的截面面積，這會影響建筑有限的室內(nèi)面積實際使用率，同時混凝土柱也將由小偏壓破壞形式變?yōu)榧羟衅茐�，而剪切破壞屬于脆性破壞，不能滿足抗震中結(jié)構(gòu)可靠度的要求，而改變配筋形式可解決上述問題[9]。在柱中配置箍筋，除箍筋本身具有承擔剪力的作用之外，還有以下三個優(yōu)點：（1）對核芯混凝土產(chǎn)生側(cè)向約束，抑制柱的橫向變形，有效控制斜裂縫寬度；（2）縱筋與箍筋形成整體，共同組成剛性的鋼筋骨架，有利于施工時固定鋼筋位置，且有助于發(fā)揮混凝土的作用；（3）箍筋可使混凝土和鋼筋間的粘結(jié)力更強，有助于弱化縱筋方向出現(xiàn)的粘結(jié)裂縫。圖1-1汶川地震中的房屋破壞情況圖1-2地震作用下框架柱的彎曲破壞歷年來國內(nèi)外學者對于方形箍筋的研究都更加深入和廣泛，但使用過程中發(fā)現(xiàn)：無論在實際工程的應(yīng)用中還是在力學性能的體現(xiàn)上，方箍都有其局限性。但采用螺旋組合箍筋往往對約束柱的承載力極限值和應(yīng)變極限值有更大的提升

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文4圖1-3Chan模型1967年，Soliman[16]在Chan模型的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深入研究約束混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，以約束混凝土核心面積的比值、箍筋直徑與間距、配箍率、混凝土全截面面積等為試驗的研究變量綜合分析，并以此提出了包含下降段的三折線模型，如圖1-4。根據(jù)試驗結(jié)果得出結(jié)論：矩形箍筋約束下的混凝土，其抗壓強度在一定程度上有所提高，但提高幅度遠沒有極限應(yīng)變大。圖1-4Soliman模型1971年，Kent和Park[17]等學者各自對約束混凝土柱的力學性能展開了研究，并據(jù)此提出了約束混凝土的本構(gòu)關(guān)系模型。如圖1-5，研究主要考慮了試件的截面尺寸、箍筋間距、混凝土強度及配箍率的因素，并得出試驗結(jié)論：在fccEcεccεcOAεCfcBαEcσ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高強箍筋約束高強混凝土方柱軸壓性能數(shù)值試驗研究[J]. 宋力,丁慧,王建平.  水利與建筑工程學報. 2015(02)
[2]高強箍筋約束混凝土柱軸壓下約束效果的影響因素[J]. 王剛.  工程抗震與加固改造. 2014(02)
[3]軸壓作用下鋼管混凝土長柱的力學性能研究[J]. 王瑞瑞,楊紹山,陳鵬.  安徽建筑. 2012(01)
[4]高強箍筋約束高強混凝土軸心受壓力學性能試驗研究[J]. 史慶軒,楊坤,劉維亞,張興虎,姜維山.  工程力學. 2012(01)
[5]箍筋約束混凝土的單軸力學性能研究[J]. 齊虎,李云貴,呂西林.  建筑結(jié)構(gòu). 2011(01)
[6]汶川地震震害調(diào)查與啟示[J]. 李宏男,肖詩云,霍林生.  建筑結(jié)構(gòu)學報. 2008(04)
[7]FRP-混凝土-鋼雙壁空心管長柱軸心受壓試驗[J]. 錢稼茹,劉明學.  混凝土. 2006(09)
[8]不同配箍方式的軸壓高強混凝土短柱承載力及延性試驗研究[J]. 李立仁,余瑜,陳永慶.  施工技術(shù). 2005(S2)
[9]高強約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系的試驗研究[J]. 關(guān)萍,王清湘,趙國藩.  工業(yè)建筑. 1997(11)
[10]配復合箍、螺旋箍、X形筋鋼筋砼短柱的抗震性能及抗震設(shè)計[J]. 姜維山,白國良.  建筑結(jié)構(gòu)學報. 1994(01)

碩士論文
[1]高強雙重箍筋約束高強混凝土柱軸壓性能試驗研究[D]. 李明翰.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]復合螺旋箍筋約束的鋼筋混凝土柱偏壓力學性能研究[D]. 劉明建.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]配置圓形復合螺旋箍筋的鋼筋混凝土方柱力學性能研究[D]. 張松.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]配螺旋箍筋芯柱的鋼筋再生混凝土柱性能研究[D]. 薛旭旭.遼寧工業(yè)大學 2016
[5]高強螺旋箍筋約束高強混凝土柱力學性能研究[D]. 湯鄖.深圳大學 2015
[6]高強箍筋約束高強混凝土柱在軸壓下的力學性能研究[D]. 胡鐘.大連理工大學 2010
[7]箍筋約束對鋼筋混凝土柱抗震性能影響的試驗研究[D]. 劉承文.重慶大學 2010
[8]高強螺旋箍筋約束混凝土軸壓力學性能試驗及有限元分析[D]. 張愉.西安建筑科技大學 2008
[9]高強螺旋箍筋約束高強混凝土力學性能的試驗研究[D]. 賀霞.西安建筑科技大學 2008
[10]配置高強鋼筋的混凝土柱抗震性能研究[D]. 徐偉棟.同濟大學 2007



本文編號：3022826