不等肢混凝土異形柱軸壓

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1、不等肢混凝土異形柱軸壓比與配箍特征值關(guān)系研究李永華，桂國慶，梁安寧，李思明，《工程力學(xué)》，2008，25（7）彭全敏2009.1.5簡介《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ149-2006)采用了對異形柱在不同抗震等級下取不同的曲率延性比的方法確定了軸壓比與配箍特征值的關(guān)系，編制依據(jù)來源于對等肢柱和部分不等肢L形柱延性的分析[1]。本文基于相同的本構(gòu)模型及極限曲率判別標(biāo)準(zhǔn)，對不等肢T形柱、十形柱截面延性進(jìn)行了非線性數(shù)值分析，從中得出它們在不同延性比下的軸壓比與配箍特征值的關(guān)系曲線，并與等肢異形柱在相同的延性比下進(jìn)行比較，得出了一些結(jié)論。步驟找出各個模型的最不利荷載角區(qū)域；計算在該荷載角區(qū)域采取

2、不同的配箍特征值和軸壓力作用下的截面曲率延性；擬合出不等肢T形柱、十形柱在不同的延性要求下軸壓比-配箍特征值(n-λv)關(guān)系曲線；與文獻(xiàn)1中相應(yīng)的等肢柱進(jìn)行對比。最不利荷載角（方向）：截面延性平均值（單調(diào)荷載作用下截面在正反兩個荷載角方向的曲率延性比的平均）最差的荷載方向。計算方法截面曲率延性：采用非線性數(shù)值積分方法[4]，通過編程逐級加曲率△φ求得異形柱截面在給定軸壓力N和荷載角α下的M-φ曲線，進(jìn)而求得截面曲率延性比=φu/φy。屈服曲率φy：受拉鋼筋σs=fy，或受壓區(qū)混凝土的εmax=0.0033時的曲率。極限曲率φu：M=0.85Mmax或縱向受壓鋼筋開始失穩(wěn)時的曲率?；炯俣ㄆ浇孛?/p>

3、假定拉區(qū)混凝土強度不計，壓區(qū)混凝土的本構(gòu)采用改進(jìn)的Kent-Park模型，并考慮箍筋約束對混凝土下降段的影響。基本假定縱向鋼筋的本構(gòu)考慮強化，取三折線模型。假定彎矩M下降到0.85Mmax或縱向鋼筋失穩(wěn)時的截面曲率作為極限曲率。受壓縱向鋼筋達(dá)到失穩(wěn)時的壓應(yīng)變值將混凝土截面劃分為若干個小矩形單元，并近似認(rèn)為單元上應(yīng)力均勻分布，其合力位于單元形心。計算原理計算原理不滿足滿足計算模型縱筋：d=20mm的Ⅱ級鋼筋箍筋：φ10@150混凝土：C40，c=30mm。截面：肢厚=200mm，肢高=500mm~800mm。計算模型1)軸壓比的取值（7種）設(shè)計軸壓比n=0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0

4、.8、0.85。2)配箍特征值3)曲率延性比=5、6、7、8、9、10計算結(jié)果λv不同則混凝土受壓σ-ε曲線不同，各截面模型柱n-曲線在延性為5―10時的變化規(guī)律基本相似。計算結(jié)果—T形柱μΦ=6、8的情況下，T1、T4柱的n-λv曲線高于T3、T6，即隨著不等肢系數(shù)(長肢肢高/短肢肢高)，軸壓比。但與文獻(xiàn)[1]中的等肢柱對比，曲線上下只有微小波動，軸壓比在負(fù)方向差值最大不超過0.05。計算結(jié)果—T形柱延性最差的不等肢T3、T6在μΦ=6時的n-λv曲線不低于等肢T形柱在延性為7時的n-λv曲線，也就是說在相同的配箍特征值和軸壓比的情況下截面曲率延性負(fù)差值最大不超過1。計算結(jié)果—十形柱不等肢系

5、數(shù)，在相同μΦ和λv下，軸壓比。十3柱波動幅度較大，軸壓比在負(fù)方向差值最大接近0.07―0.08。從延性角度分析，即在相同的λv和n下，十3柱截面曲率延性負(fù)方向差值超過1。結(jié)論(1)不等肢T形柱在相同延性要求下的n-λv曲線與等肢柱基本一致，異形柱規(guī)程中等肢T形柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值與軸壓比的關(guān)系可以完全適用于不等肢T形柱。(2)不等肢十形柱當(dāng)不等肢系數(shù)較小時，在相同延性要求下的n-λv曲線與等肢柱基本一致，但當(dāng)不等肢系數(shù)較大時(如十3柱)，建議在肢端增設(shè)暗柱[3,7]或在相同配箍率的情況下優(yōu)先選用小直徑箍筋，從而減小箍筋間距的方法來提高截面延性[1]。