鋼筋混凝土帶暗柱異形柱抗震性能試驗及分析

田貴應

摘要：隨著我國建筑行業的飛速發展，工程項目的建設結構也得到了不斷更新與完善，鋼筋混凝土異形柱作為一種新型的建筑結構，近年來在工程建設中得到了廣泛應用。由于該類型工程結構的抗震能力主要取決于異形柱的抗震能力，因此，對異形柱的抗震性能進行全面、系統的分析至關重要。本文主要以12個較小剪跨比帶暗柱為對象，開展相應的抗震性能試驗，以此來為今后鋼筋混凝土異形柱在工程中的有效應用提供一定的參考依據。

關鍵詞：鋼筋混凝土 異形柱 抗震性能

隨著我國城市建設發展腳步的不斷加快，鋼筋混凝土異形柱在建筑工程中的應用也越來越廣泛，如何從根本上確保工程的抗震性能滿足需求也成為了工程建設單位所面臨的一項重大課題。想要確保抗震性能滿足需求，必要的抗震性能試驗是必不可少的，工程建設單位應該結合工程的實際情況，合理開展試驗工作，以此來為工程建設提供參考，提升工程整體質量。

1 試驗概況

就目前異形柱的分類來看，大致可分為三種類型，即十形柱、L形柱和T形柱。為了確保試驗結果的針對性和全面性，本次試驗共選12根異形柱作為試驗對象，每種類型的異形柱各四根，相應的軸壓比分別為0.182、0.456和0.730。每個模型柱均嚴格按照我國現行的抗震規范加密箍筋，各個試件的混凝土強度等級均為C30，并采用細石混凝土澆筑，縱筋用直徑分別為10、8、5的I級鋼筋，箍筋用8#鐵絲制作。

2 試驗結果及分析

2.1 剛度、承載力和延性實測結果及分析 表1給出的是各個試件的初始彈性側移剛度數值與計算數值的對比，從表中我們能夠看出，在軸壓比不斷增加的情況下，側移剛度也會在一定程度上增加。同時，通過對各個試件屈服荷載與極限荷載的試驗我們可以得出，隨著軸壓比的不斷增加，各個試件的屈服剛度也會有所提高，然而相應的延性系數卻會隨之變小。帶暗柱異形柱與普通異形柱相比，在其他條件均相同的情況下，其承載力及延性明顯提高。通過對表1給出的各項數值的計算我們能夠得出，在接受試驗的12根異形柱中，十形柱ZXD-4的承載力和延性系數與ZXD-3相比，分別提高了25.8%和41.1%。L形柱ZLD-4的正向承載力、負向承載力、正向延性系數和負向延性系數與ZLD-3相比，分別提高了19.2%、12.5%、11.5%和10.3%。T形柱ZTD-4的正常承載力、負向承載力、正向延性系數和負向延性系數與ZTD-3相比，分別提高了16.3%、28.9%、35.1%和16.5%。

2.2 滯回曲線及恢復力模型 從本次試驗我們能夠得出，相對于普通異形柱來說，帶暗柱異形柱無論是承載力還是耗能能力，都相對較高，尤其是帶暗柱十形柱與普通十形柱之間的差距，更是非常明顯。鑒于此，為了更好的確保工程的抗震性能，對于規則的異形柱框架結構，如果采用層模型對其進行分析，應該確保L形柱和T形柱成對布置，以此來確保滯回曲線的對稱性。然而，對恢復力模型的選擇，則可以以Clough模型為主，Clough模型是表達剛度退化效應的一種雙線模型，如果對開裂點進行充分考慮，那么則可以選擇剛度退化三線型模型。利用這種模型，異形柱的彈性剛度和屈服時的割線剛度都可以通過計算獲得。本次實驗結果可供參考，但需要指出的是，實際取用Clough模型中的相關數值，應該根據工程所采取的異形柱的實際情況，按照耗能等效的原則或其他方法進行合理確定。

2.3 破壞形態分析 從本次試驗我們能夠得出，雖然試驗對象為三種不同類型的異形柱，然而三者卻有以下共同特征：首先，都屬于彎曲型破壞，無論是十形柱、L形柱，還是T形柱，其斜裂縫的范圍相對于剪跨比較大的同類異形柱來說，要大一些，且裂縫相對較寬。從柱根部向上其裂縫逐步由水平裂縫變化為斜裂縫，這是彎矩與剪力比值變化的結果。其次，隨著軸壓比的不斷增大，與之相應的塑性鉸域也會隨之增大。再次，相對于普通異形柱來說，帶暗柱異形柱的塑性鉸域要發展的更加充分，塑性鉸域越大，說明其耗能能力越強。最后，翼緣對腹板裂縫的開展有較強的限制作用。其中帶暗柱L形柱、T形柱與其相同軸壓比的普通L形柱和T形柱相比，其破壞形態要表現的更加明顯。

3 結語

綜上所述，異形柱的抗震能力直接關系著工程整體結構的抗震能力，因此，為了確保鋼筋混凝土異形柱工程建設滿足需求，在開展施工作業之前，必須做好相應的抗震性能試驗與分析工作，以此來為工程的合理建設提供一定的參考依據，促進工程質量的進一步提升。

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