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钢筋混凝土异形柱结构能较好地满足建筑功能的要求并达到好的建筑效果而得到广泛应用,这种结构形式能使建筑取得良好的功能效果。由于异形柱截面的不对称性,在异形柱框架结构体系中,结构体系的层刚度的控制往往比矩形柱更严格,结构的两个主轴方向的层刚度要求也不同,为了增大某个方向的层刚度,对普通的等肢异形柱就需要加大两个方向异形柱的肢长,这样就会造成建筑材料的浪费,而不等肢异形柱正好解决了这一问题,可以很好地节省材料,降低工程造价。纵观国内外异形柱的研究现状,不等肢异形柱结构的研究至今为止还处于初级阶段,而关于不等肢异形柱的抗震性能研究又更为少见。所以研究异形柱结构的抗震性能,是十分必要的。
本文的主要研究工作包括:
(1)共制作16根异形截面柱,其中L形截面柱7根,T形截面柱9根,数值计算中主要考虑了轴压比、混凝土强度、腹板尺寸、配箍率四个参数,对不等肢异形柱在单调水平荷载和低周反复荷载作用下破坏形态以及极限承载力进行分析与研究。通过ANSYS分析试件的应力图和裂缝分布图等,得到试件破坏规律和裂缝开展情况,总结不等肢异形柱破坏特点。
(2)利用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土不等肢异形柱进行了低周反复荷载作用下正截面承载力模拟分析,模拟计算出单调骨架曲线和低周反复荷载作用下的滞回曲线,通过得到的滞回曲线来分析各因素(柱肢尺寸、箍筋间距、混凝土强度等级以及轴压比大小)对试件承载力、变形性能、延性的影响规律,为不等肢异形柱的设计施工提供理论依据。