文档介绍：浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素
浅谈影响型钢混凝土结构抗震性能的因素
摘要:由于型钢混凝土具有刚度大,防火、防腐性能好及重量轻、延性好等优点,因此在土木工程中具有广阔的应用前景。从抗震性能来讲,型钢混凝土结构适用于抗震烈度为6度至9度的多层、高层和一般构筑物。本文总结出了影响型钢混凝土结构抗震性能的六大因素:轴压比、剪跨比、型钢含量和型钢形式、
配箍率、混凝土强度、型钢的锚固形式。
关键字:型钢混凝土;轴压比;剪跨比;配箍率;型钢的锚固形式
中图分类号:TU528文献标识码: A 文章编号:
型钢混凝土组合结构是一种优于钢结构和钢筋混凝土结构的新型结构,它分别继承了钢结构和钢筋混凝土结构的优点,克服了两者的缺点而产生的一种新型结构体系。型钢混凝土结构充分利用钢(抗拉性能好)和混凝土(抗压性能好)的特点,按照最佳几何尺寸,组成最优的组合构件,这种组合构件具有刚度大的特点,与钢结构相比,防火、防腐性能好,具有较大的抗扭和抗倾覆能力,而且,与钢筋混凝土结构相比,具有重量轻,构件延性好,增加净空高度和使用面积,同时缩短施工期,节约模板,特别是在高层和超高层建筑及桥梁结构中使用组合构件,更加体现了它的承载能力高和能克服混凝土结构施工困难的特点。
由于型钢混凝土结构具有上述特点,因此在土木工程中具有广阔的应用前景。从抗震角度来讲,型钢混凝土结构适用于抗震烈度为6度至9度的多层、高层和一般构筑物。
通过实验,总结出了影响型钢混凝土抗震性能的主要因素为:
1、轴压比
实验和工程实践表明,轴压比是影响型钢混凝土偏心受压构件破坏形式、延性、变形能力和抗震性能的最重要因素。当轴压比超过一定限值时,无论配箍率如何提高,框架柱的延性都不能得到明显改善,在大轴压比下,框架柱承受水平荷载前已因为高轴力的存在而产生较大的预压应变,预压应变使柱截面的塑性转动能力大大降低,延性变差。不论型钢混凝土柱的混凝土强度等级如何,随着轴压比的增加,构件延性逐渐降低。另一方面,如果在设计中轴压比定的太小,虽然可以较好地控制柱的破坏形态,构件延性也较好,箍筋用量也较少,但是,柱截面的尺寸也将因此变大,同时,有可能导致短柱的形成,反而降低柱的延性。故确定一个合适的轴压比限值对型钢混凝土框架柱的抗震性能和延性而言非常重要。
轴压比对柱的剪切与抗震性能的影响主要反映在两个方面,首先轴压比越大,柱的延性越差,而且影响十分明显;轴压比对柱的剪切的影响的另一方面是对柱剪切承载能力的影响,在一定范围内,随着柱轴压比的增加,柱的剪切承载力也提高。但是,轴压比增大到一定程度后,其承载能力即不再提高。因为,斜截面剪切问题,实际上是斜截面上抵抗受拉主应力的问题,而轴压比的存在显然对抵抗主拉应力有利。
2、剪跨比
剪跨比也是影响型钢混凝土偏心受压构件延性的主要因素,剪跨比较小的型钢混凝土偏心受压构件多发生剪切斜压破坏、剪切粘结破坏等脆性破坏,剪跨比较大的型钢混凝土偏心受压构件多发生弯曲破坏。
剪跨比对柱的剪切与抗震性能的影响主要表现为两个方面,首先,剪跨比对柱的剪切破坏形态有着明显的影响,当剪跨比很小时,,试件均为斜压破坏。斜压破坏脆性很大,因此对抗震极为不利。抗震设计中应竭力避免短柱的出现,