為研究沖擊作用后圓鋼管柱的抗震性能,以沖擊角度(0°、45°和90°)和軸壓比(0.4、0.6和0.8)為設(shè)計參數(shù),實施9個沖擊作用后的圓鋼管柱試件和3個未受沖擊作用的對比試件的水平低周往復荷載試驗,觀察試件的破壞形態(tài),獲取試件的滯回曲線和骨架曲線。探討了不同設(shè)計參數(shù)對試件的極限承載力、破壞模式、延性、剛度退化以及耗能等抗震性能指標的影響。試驗結(jié)果表明:受沖擊作用后的鋼管柱的破壞位置均集中在柱底塑性鉸區(qū)域,主要表現(xiàn)為柱底鋼材的鼓曲和斷裂;相比于未受沖擊作用的鋼管柱,受沖擊作用后的鋼管柱的滯回曲線飽滿程度降低,延性和耗能能力顯著下降,極限承載力和剛度有所降低,但降低幅度不大;沖擊角度主要影響鋼管柱的延性和耗能能力,對鋼管柱的極限承載力和剛度影響較小;軸壓比對鋼管柱的滯回性能影響顯著,隨著軸壓比的增大,試件的極限承載力降低,剛度退化更快,延性和耗能能力顯著降低;為保證鋼管柱具有足夠的延性和耗能能力,應(yīng)嚴格控制其軸壓比。 

【文章來源】：土木工程學報. 2020年11期 北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

試件尺寸及構(gòu)造

所有試件加工長度為1580mm,有效長度(水平荷載加載點到柱底的距離)為1200mm。試件底端設(shè)置邊長376mm、厚度為22mm的蓋板,每個蓋板設(shè)置6個直徑為30mm的螺栓孔便于柱底基座和柱頂油壓千斤頂固定。所有圓鋼管柱均在鋼廠進行加工,鋼材強度等級為Q235,加工時先將圓鋼管一端焊接在蓋板上,然后再焊上另一蓋板。為防止試驗過程中圓鋼管端部發(fā)生破壞,在圓鋼管端部和蓋板之間分別焊接8個加勁肋。為了探究圓鋼管柱受沖擊作用后的抗震性能,對9個圓鋼管柱進行落錘沖擊試驗,從而對圓鋼管柱施加一定的側(cè)向沖擊能量。落錘沖擊高度均為150mm,沖擊位置為試件加工長度的中點,落錘沖擊裝置和沖擊后的鋼管柱如圖2所示。1.2 材料力學性能

試驗時,分別對試件進行預(yù)加載和正式加載。對試件進行預(yù)加載和卸載的主要目的在于消除支座、加載面間隙的影響,消除試件內(nèi)部的不均勻性,并檢查試件裝置以及各量測儀器的記錄是否正常[11]。試件預(yù)加載采用力控制加載,加載最大數(shù)值控制在20%有限元計算峰值荷載。試驗正式加載采用ACT-24[15]推薦的荷載和位移混合控制方法,如圖4所示。試件屈服前按照0.25Puc、0.50 Puc、0.70Puc進行加載,其中Puc為有限元模型預(yù)測的極限承載力。試件屈服后采用位移控制加載,依次為Δy、1.5Δy、2.0Δy、3.0Δy、5.0Δy、7.0Δy、8.0Δy等。屈服位移Δy= Puc/Ksec,其中Ksec為荷載達到0.7Puc時荷載-變形曲線的割線剛度。對于力控制時,每級荷載分別循環(huán)3次;對于位移控制時,前面三級位移加載步(Δy、1.5Δy、2.0Δy)每級循環(huán)3次,剩下的位移加載步每級循環(huán)2次。當試件水平承載力下降至峰值荷載的85%或者出現(xiàn)嚴重的破壞變形時,結(jié)束本次試驗。2 試驗結(jié)果與分析

【參考文獻】：
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