压弯剪扭复合作用钢筋混凝土T形柱抗震性能研究

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为研究压弯剪扭复合受力钢筋混凝土 T形柱的抗震性能,以扭弯比、轴压比、肢高肢厚比变化参数,进行6个T形钢筋混凝土柱试件在恒定轴力反复弯剪扭复合作用下的加载试验。观察了试件的破坏过程和形态,获取了其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线,得到了试件的开裂点、峰值点和破坏点等特征参数。基于试验数据,详细分析扭矩对型钢混凝土柱的极限承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、强度及刚度退化等抗震性能指标的影响。在试验的基础上,采用ABAQUS有限元软件对试验构件进行建模分析,对比了试验与模拟构件的滞回曲线及骨架曲线,经验证有限元模拟满足一般精度要求。在此基础上设计各工况下的试件15个,分别考虑了轴压比、扭弯比、纵筋直径、箍筋直径4个变化参数,分析了各变化参数对试件滞回曲线、骨架曲线、延性系数及初始刚度的影响,与试验结果基本相符,经试验和有限元模拟计算,主要得出以下结论:(1)根据扭弯比的不同,试件破坏形态分为弯形破坏、弯扭破坏及扭转剪切破坏,破坏时T形截面腹板底部混凝土被压碎,钢筋屈曲外露,腹板两侧混凝土被剪坏,其斜裂缝呈“X”状。(2)低周反复压弯剪扭复合受力T形柱的滞回曲线呈捏拢状的S形,滞回曲线不饱满;扭矩作用下,T形钢筋混凝土柱的延性减弱,扭矩的存在将加快裂缝的出现,但扭矩在一定程度上能增强试件的抗震耗能能力;轴压力的增加能够提高试件的初始刚度以及开裂荷载;肢高肢厚比的增大可提高试件的抗扭承载力及延性,但对刚度影响较小。(3)由ABAQUS增设的模型能够较为有效地对T形柱压弯剪扭复合受力进行模拟,其精度满足一般要求。通过拓展分析,发现纵筋直径的增加能有效提高试件的耗能能力,对试件抗弯承载力及延性提高有限;箍筋纵筋的增加对试件极限抗弯能力有所提升,但效果不明显。
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