型钢活性粉末混凝土柱抗震性能研究

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型钢混凝土柱因其较高的承载力和良好的耐久性能已得到了广泛的应用,通过活性粉末混凝土可进一步提高该类型构件的承载性能。为深入研究型钢活性粉末混凝土柱的抗震性能,本文主要对4根型钢活性粉末混凝土柱进行了低周反复荷载试验,主要研究了轴压比、含钢率以及体积配箍率等参数对其抗震性能的影响;并通过ABAQUS软件构建了型钢活性粉末混凝土柱的有限元模型,通过对其进行单向位移加载,来探究型钢活性粉末混凝土柱的承载性能,并与试验结果进行对比,研究结果表明:(1)所有的型钢活性粉末混凝土柱均发生压弯破坏。试件在加载前期,处于弹性阶段,活性粉末混凝土表面均无明显裂缝;随着水平位移的增大,裂缝开始增多,并伴有清脆的钢纤维炸裂声;试件在加载后期,由于钢纤维对骨料的咬合作用,塑性铰区混凝土并未大面积脱落,抗剥落效果较好。(2)随着轴压比的增大,试件的水平承载能力逐渐增大,同时强度衰减加快,耗能及延性显著下降。随着含钢率和体积配箍率的增大,试件的水平承载能力有所提高,滞回曲线更加饱满,延性得到提高,强度衰减影响较小。主要原因为型钢和箍筋均可增强对活性粉末混凝土的约束作用,从而限制了活性粉末混凝土的开裂,提高了试件的塑性变形能力。(3)通过ABAQUS软件构建了型钢活性粉末混凝土柱的有限元模型,通过对其进行单向位移加载,来探究型钢活性粉末混凝土柱的承载性能。并经过大量的参数分析得出,轴压比和剪跨比是影响试件力学性能的重要因素。随着轴压比的增加,试件延性变小;随着剪跨比的增大,柱试件水平承载力逐渐减小,延性逐渐增大。(4)依据现行规范,提供了两种活性粉末混凝土的抗拉强度对型钢活性粉末混凝土柱正截面承载力的修正方法。并根据中和轴位置,提出了型钢活性粉末混凝土柱正截面承载力计算公式,且公式的计算结果与试验较为接近。最后通过大量的参数分析结果,回归分析得到了和试验结果吻合较好的型钢活性粉末混凝土柱的荷载-位移恢复力模型。
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