不锈钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

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配置于混凝土结构中的普通钢筋在海洋等腐蚀环境下的致命弱点是抗锈蚀能力差,锈蚀后钢筋强度得不到充分的利用,从而降低结构的耐久性能,严重缩短结构的服务寿命。实践证明,对处于海洋和碳、硫化物、氯化物含量较高的环境下的土木工程结构选择不锈钢钢筋作为混凝土结构构件的受力主筋是解决钢筋锈蚀难题最为有效的方法之一。不锈钢钢筋不仅具有良好的耐腐蚀性能、塑性变形性能和疲劳性能,还具有强度高、高温和低温性能优良等特点。到目前为止,对不锈钢钢筋混凝土结构抗震性能的研究开展较少,缺乏指导工程实践的成果。钢筋混凝土柱是钢筋混凝土结构中特别重要的抗震构件,开展不锈钢钢筋混凝土柱抗震性能研究对客观科学的进行结构设计具有十分重要的学术价值和应用价值。   本文对3根主筋为不锈钢带肋钢筋和l根主筋为普通带肋钢筋的混凝土试件进行压弯拟静力试验,模拟在竖向荷载作用下,受水平地震作用时结构的破坏形态。从试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、强度退化、耗能能力及钢筋应变等指标,分别研究钢筋种类、轴压比及配箍率对不锈钢钢筋混凝土柱抗震性能的影响。试验结果表明,各试件破坏均为延性破坏类型,且属于大偏心受压破坏。不锈钢钢筋塑性较好,与混凝土共同工作的性能良好。不锈钢钢筋混凝土柱的破坏程度较普通钢筋混凝土柱轻,初始刚度、承载能力、屈服位移和破坏位移增大,延性性能良好。不锈钢钢筋混凝土柱耗能性能与普通钢筋混凝土柱相近,表现出良好的抗震性能,不锈钢钢筋可用于抗震结构设计。轴压比的增大使不锈钢钢筋混凝土柱破坏严重,试件初始刚度降低,屈服位移、峰值荷载、破坏位移减少,强度退化较明显,滞回环呈现“捏缩”现象,耗能性能降低。表明轴压比的增大不利于不锈钢钢筋混凝土结构抗震,抗震设计时需限制轴压比。配箍率的增大使不锈钢钢筋混凝土柱初始刚度降低,滞回环呈现“捏缩”现象,开裂荷载降低,但破坏位移增大,裂缝开展缓慢且破坏程度较轻,柱底部耗能能力增强,总耗能值增大。表明配箍率的增大有利于不锈钢钢筋混凝土结构抗震,但裂缝开展较早,抗震设计时需按规范进行相应裂缝计算。
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