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非埋入式柱脚由于型钢在柱脚处突然截断,在型钢底板下形成了一个薄弱面。在实际工程中,这一薄弱面处于轴力和弯剪共同作用的受力状态。当轴力为拉力时,非埋入式柱脚的受力性能尤为不利。1995年日本兵库县南部地震中就出现了这种形式柱脚的剪切滑移破坏,即在非埋入式柱脚型钢底板的位置出现大的横向滑移而导致纵筋拉断破坏。 为了研究非埋入式柱脚在轴向拉力和水平剪力作用下的抗震性能,非埋入式柱脚抗剪各抵抗因素对其极限抗剪强度的影响,本文进行了10个短柱试件(包括本团队胡建已完成的2个试件)在轴向拉力和水平剪力作用下的抗震性能试验(以下简称拉剪试验)。 本文的主要工作有: ①在胡建已完成的2个拉剪试件(UE-DS-1和UE-DS-2)的基础上,进一步深入研究不同类型柱脚的拉剪试验。这些柱脚类型包括:非埋入式柱脚、非埋入式型钢露出式柱脚、埋入式柱脚、埋入式型钢柱脚、埋入式钢筋混凝土空心截面柱脚等。 ②对中日SRC规范中关于非埋入式柱脚的抗剪公式进行了对比分析研究,结合试验数据提出了建议公式。 通过试验研究,得出以下结论: ①本团队之前的试验证明,在轴拉力作用下,当纵筋加锚栓的面积等效型钢截面面积的66.45%,纵筋与锚栓比例为0.67:0.33时,采用非埋入式柱脚的SRC短柱的承载力、塑性变形和耗能能力基本上等同于埋入式柱脚。而本次拉剪试验发现,在只有轴拉力和水平剪力的作用下,采用上述比例的非埋入式柱脚的最大承载力不如埋入式柱脚,耗能能力相差不大。从骨架曲线上看,非埋入式柱脚承载力的下降幅度较大,而埋入式柱脚的几乎没有下降趋势。从各试件的耗能能力对比可以看出,锚栓能够提高耗能能力。 ②从轴拉力、变轴力、拉剪作用三种不同加载方式其余参数均相同的试件对比发现,拉剪作用的试件的承载力远高于轴拉力和变轴力的试件,但延性却比后两者差很多。 ③从型钢柱脚(埋入式、露出式)的对比分析可以发现,外围钢筋混凝土、插筋对柱脚的承载力和延性有较大提高作用,并且不会像露出式柱脚那样容易出现失稳。 ④从中日规范公式对比发现,中国《组合结构设计规范》征求意见稿中关于非埋入式柱脚受拉计算的公式过于保守。本文通过应变定性分析出纵筋、插筋、箍筋、锚栓等对抗剪承载力的贡献,并提出了建议公式,与现有试验结果较吻合。 ⑤从同一截面上各测点的应变情况分析发现,在分段加轴拉力时,各测点的应变会线性增大,随着水平力的增大,应变会不断发生变化。在轴拉力加到位时,通过纵筋、插筋、型钢的平均应变大致确定了轴拉力的分配。